铁和钢有什么区别？铁是怎样变成钢的？

钢铁是怎样炼成的？

原材料（根据工艺可以是铁矿石或废铁）首先被熔化成钢水。 以矿石为原料的炼钢需要使用高炉，而以废铁为原料的炼钢则需要使用电弧炉。

然后将钢水倒入连铸机中凝固。

这产生了我们所知道的半成品。 这些半成品可以是矩形截面的扁钢锭，也可以是方形截面的钢块或钢坯。 它们都是用于制造最终产品的毛坯。

最后，这些半成品被变形或卷制成最终产品。 有的经过热处理，称为“热轧”。 随后，将一半以上的热轧板在环境温度下再次轧制（所谓的“冷轧”）。 然后可以涂上一层抗腐蚀的保护材料。

1-烧结

在烧结车间，准备铁矿石。 铁矿石被破碎并磨成标准化颗粒，然后烧结或粘合在一起。 然后将烧结的铁矿石破碎并以交替的焦炭层和矿石层送入高炉。 焦炭是从富碳煤中蒸馏出来的固体残渣，高度易燃。

2-高炉

在高炉中，从铁矿石中提取铁。 固体矿石和焦炭从顶部添加到高炉中，从高炉底部送出的热气流（1200°C）使几乎100%的焦炭开始燃烧。 这会产生碳氧化物，碳氧化物通过脱氧过程还原氧化铁，从而分离出铁。 燃烧产生的热量将铁和脉石（矿石中矿物质的集合）熔化成液体。 煤矸石由于比较轻，会浮到铁水表面，就是所谓的“生铁”。 矿渣是熔融煤矸石产生的残渣，可用于其他工业用途，例如铺路或生产水泥。

3-焦炉

焦炭是通过在焦炉中对煤进行干馏（即气化掉不需要的成分）而获得的可燃物质。 焦炭几乎是纯碳，具有多孔结构并且具有很高的抗滚动性。 焦炭在高炉中燃烧，提供熔化铁矿石所需的热量和气体。

4-转换器

在吹氧转炉中，生铁被转变成钢。 将熔化的生铁倒在一层铁屑上。 通过注入纯氧来烧掉不需要的材料，例如碳和残渣，以生产粗钢。 然后将残留物或炉渣撇去。 然后将粗钢（之所以称为粗钢，是因为它必须经过进一步精炼）倒入桶中。

5-电弧炉

电弧炉的添加可以选择未加工的废铁（如旧机器零件），也可以筛选、破碎、含铁量至少为92%的合格废铁。 废铁在电弧炉中熔化。 这会产生钢水，然后以与生铁相同的方式进行精炼和分级。 废铁包括废钢包装材料、建筑材料、机器和车辆零件，或来自炼钢过程或钢铁加工厂的废生铁和钢材。 对于每种不同的钢种，必须仔细选择原材料。 这种选择取决于任何废铁中的金属或矿石可能含有的“杂质”类型。 电弧炉磁性“废料桶”将原材料送入炉内。 熔炼过程由强大的电弧驱动，电弧在电极和熔炉中的原材料之间“跳跃”。 从炉中回收残渣或炉渣。 最终产品是钢水，现在被送入钢包炉和分级设备。

6 - 精炼

精炼（脱碳）和添加化学添加剂这两项操作均在真空密封容器中进行。 使用惰性气体——氩气，钢在精炼桶和容器之间旋转。 该工艺可以高精度调整钢的化学成分，生产特种钢。

7－连铸机

这里显示的是正在铸造的扁钢锭。 钢水源源不断地倒入无底铸模中。 当模具被拉动时，钢材与模具的水冷内壁接触并开始凝固。 然后，铸造金属在继续冷却的同时被一系列滚筒向下拉。 当到达末端时，钢材已经完全凝固，并立即被切割成所需的长度。

8-轧机

将毛坯转变成最终产品。 至此，扁钢锭被轧制成薄板。 扁钢锭首先在熔炉中重新加热。 这使其更具延展性，有利于拉出和成型。 紧接着，毛坯通过支架的辊子被“瘦身”，或者逐渐变薄。

铁的碳含量比钢高，所以把铁炼成钢主要是降低碳含量。

在古代，铁匠通过敲打烧红的铁来降低铁的碳含量。 主要化学反应方程式为：

C+O2 = CO2

现代炼钢方法有很多种，反应非常复杂。

从铁矿石（即赤铁矿、菱铁矿、磁铁矿等）中提取含碳2%至4.3%的生铁，然后必须使用氧化剂在高温下氧化掉多余的碳和其他杂质。 为除去瓦斯或炉渣，一般采用氧气顶吹转炉炼钢（氧吹法）将其转变成含碳0.03%～2%的钢，并添加硅、锰、铝等合金作为脱氧剂在炼钢过程中。 调节钢水成分，使钢符合规格的剂。 同时还可添加一些必要的元素，使其成为具有各种优良性能的合金。 其化学方程式为：

Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

2Fe+O2=2FeO

2FeO+Si=2Fe+SiO2

3FeO+2Mn=3Fe+Mn2O3