钢铁是怎么制造成的|什么过程|需要什么原料 (钢铁是怎么制成的)

铁冶炼

现代炼铁绝大部分采用高炉炼铁，个别采用直接还原炼铁法和电炉炼铁法。

高炉炼铁法

• 将铁矿石在高炉中还原，熔化炼成生铁。
• 操作简便，能耗低，成本低廉，可大量生产。
• 生铁除部分用于铸件外，大部分用作炼钢原料。

直接还原炼铁法

• 将矿石在固态下用气体或固体还原剂还原。
• 炼成含有少量杂质元素的固体或半熔融状态的海绵铁、金属化球团或粒铁。
• 作为炼钢原料（也可作高炉炼铁或铸造的原料）。

电炉炼铁法

• 采用无炉身的还原电炉。
• 可用强度较差的焦炭（或煤、木炭）作还原剂。
• 电加热代替部分焦炭，并可用低级焦炭，但耗电量大。
• 只能在电力充足、电价低廉的条件下使用。

钢冶炼

炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接还原炼铁法炼成的海绵铁以及废钢为原料，用不同的方法炼成钢。

主要的炼钢方法有：

• 转炉炼钢法
• 平炉炼钢法
• 电弧炉炼钢法

以上3种炼钢工艺可满足一般用户对钢质量的要求。

为了满足更高质量、更多品种的高级钢，便出现了多种钢水炉外处理（又称炉外精炼）的方法，如：

• 吹氩处理
• 真空脱气
• 炉外脱硫

对转炉、平炉、电弧炉炼出的钢水进行附加处理之后，都可以生产高级的钢种。

特殊炼钢法

某些特殊用途，要求特高质量的钢，用炉外处理仍达不到要求，则要用特殊炼钢法炼制，如：

• 电渣重熔：将转炉、平炉、电弧炉等冶炼的钢，铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺。
• 真空冶金：在低于1个大气压直至超高真空条件下进行的冶金过程，包括金属及合金的冶炼、提纯、精炼、成型和处理。

炼钢的原料和燃料

原料：生铁，矿石或加工处理后的废钢

燃料：氧气等

炼钢的方法

一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢三种方法，现分别介绍如下：

1. 转炉炼钢法

使用氧化剂是氧气，把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量，可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。

转炉炼钢是在转炉里进行，外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。

当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。

最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。

当磷于硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。

整个过程只需15分钟左右。

2. 平炉炼钢法

炼钢是用液体生铁、废钢和铁矿石等作为原料，在平炉里进行。平炉的形状就像个长方形的平底锅，炉膛用耐火砖砌成，在炉底装有燃烧器。

鼓风后，液体生铁、废钢和铁矿石受热反应，氧气优先氧化硅、锰，再依次氧化碳、磷、硫等杂质元素。

平炉炼钢工艺复杂，所需时间长，但生产的钢质量相对较高。

3. 电弧炉炼钢法

用电弧作为热源，将钢的原料（废钢、生铁、铁矿石）装入炉内，在电弧作用下熔化并发生反应，逐步生成钢水。

电弧炉炼钢工艺灵活，可处理多种原料，生产速度快，但能耗较高。