文｜汇锦数能-掌上煤焦

钢铁生产工艺主要包括：炼铁、炼钢、铸钢、轧钢等流程，我们重点讲一下炼铁与炼钢的工艺流程。

1.炼铁

铁矿石的品种分为磁铁矿Fe3O4、赤铁矿Fe2O3、褐铁矿2Fe2O3．3H2O、菱铁矿 FeCO3。铁矿石中除铁的化合物外，还含有硅、锰、磷、硫等的化合物(统称为脉石)。铁矿石刚开采出来时无法直接用于冶炼，必须经过粉碎、选矿、洗矿等工序处理，变成铁精矿、粉矿，才能作为冶炼生铁的主要原料。

将铁精矿、粉矿，配加焦炭、熔剂，烧结后，放在100米高的高炉中，吹入1200 ℃的热风。焦炭燃烧释放热量，6个小时后温度达到1500℃，将铁矿融化成铁水，不完全燃烧产生的CO将氧从铁水（氧化铁）中分离出来，换句话说CO作为还原剂将铁从铁水（氧化铁）中还原出来。熔剂，包括石灰石CaCO3、荧石CaF2，其作用是与铁矿石中的脉石结合形成低熔点、密度小、流动性好的熔渣，使之与铁液分离，以便获得较纯净的铁水。铁水即生铁液，然后被送往炼钢厂作为炼钢的原料。

2.炼钢

炼钢就是把原料（铁水）里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。

由于生铁冶炼过程中要使用大量的碳来还原出金属铁，生铁中碳含量较高。钢与生铁化学成分上的主要区别在于含碳量，含碳量超过2.11%的就是生铁，而常用钢的含碳量一般在1%以下。炼钢就是将生铁在高温中进行熔化、净化（或称精炼）和合金化的一个过程。精炼过程主要包括用燃烧的方法去除掉生铁中过量的碳、硅以及锰和磷等杂质。这些杂质要么变成气体挥发出去，要么变成残渣被清除掉。精炼时还可以根据需要加入某些其他元素。

炼钢炉有三种：转炉、平炉和电弧炉。转炉和平炉用来炼从高炉出来的铁水加废钢，电弧炉用来将废钢熔化再炼。平炉由于能耗高、生产周期长，己经遭淘汰。

转炉炼钢：转炉的炉体可以转动，用钢板做外壳，里面用耐火材料做内衬。转炉炼钢时不需要再额外加热，因为铁水本来就是高温的，它内部还在继续着发热的氧化反应（来自铁水中硅、碳及吹入氧气）。因为不需要再用燃料加热，故而降低了能源消耗。吹入炉内的氧气与铁水中的碳发生反应后，铁水中的碳含量就会减少而变成钢了。这种反应本身就会发出热量来，因而铁水不但会继续保持着熔化状态，而且可能会越来越热。因此，为调整铁水的适合温度，人们还会再加入一些废钢及少量的冷生铁块和矿石等。同时也要加入一些石灰、石英、萤石等，这些物质可以与铁水在变成钢水时产生的废物形成渣子。因此，它们被称为造渣料。

电炉炼钢：电弧炉炼钢的热源是电能。电弧炉内有石墨做成的电极，电极的端头与炉料之间可以发出强烈的电弧，具有极高的热能。在炼钢时主要是对铁水中的碳进行氧化以减少碳的含量，但有些钢的品种中需要含有一些容易氧化的其他元素时，如果吹入过多的氧，就会把那些元素也一起氧化了。在这时，用电弧炉炼钢就显得优越多啦。因此，电弧炉往往用来冶炼合金钢和碳素钢。电弧炉主要以废钢材为原料。

目前，氧气顶吹转炉炼钢是冶炼普通钢的主要手段，世界钢产量的70%以上是通过这种方法生产的。电弧炉炼钢发展很快，主要用于冶炼高质量合金钢种，已超过了世界钢产量的20%。

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