文｜彙錦數能-掌上煤焦

鋼鐵生産工藝主要包括：煉鐵、煉鋼、鑄鋼、軋鋼等流程，我們重點講一下煉鐵與煉鋼的工藝流程。

1.煉鐵

鐵礦石的品種分為磁鐵礦Fe3O4、赤鐵礦Fe2O3、褐鐵礦2Fe2O3．3H2O、菱鐵礦 FeCO3。鐵礦石中除鐵的化合物外，還含有矽、錳、磷、硫等的化合物(統稱為脈石)。鐵礦石剛開采出來時無法直接用于冶煉，必須經過粉碎、選礦、洗礦等工序處理，變成鐵精礦、粉礦，才能作為冶煉生鐵的主要原料。

将鐵精礦、粉礦，配加焦炭、熔劑，燒結後，放在100米高的高爐中，吹入1200 ℃的熱風。焦炭燃燒釋放熱量，6個小時後溫度達到1500℃，将鐵礦融化成鐵水，不完全燃燒産生的CO将氧從鐵水（氧化鐵）中分離出來，換句話說CO作為還原劑将鐵從鐵水（氧化鐵）中還原出來。熔劑，包括石灰石CaCO3、熒石CaF2，其作用是與鐵礦石中的脈石結合形成低熔點、密度小、流動性好的熔渣，使之與鐵液分離，以便獲得較純淨的鐵水。鐵水即生鐵液，然後被送往煉鋼廠作為煉鋼的原料。

2.煉鋼

煉鋼就是把原料（鐵水）裡過多的碳及硫、磷等雜質去掉并加入适量的合金成分。

由于生鐵冶煉過程中要使用大量的碳來還原出金屬鐵，生鐵中碳含量較高。鋼與生鐵化學成分上的主要區别在于含碳量，含碳量超過2.11%的就是生鐵，而常用鋼的含碳量一般在1%以下。煉鋼就是将生鐵在高溫中進行熔化、淨化（或稱精煉）和合金化的一個過程。精煉過程主要包括用燃燒的方法去除掉生鐵中過量的碳、矽以及錳和磷等雜質。這些雜質要麼變成氣體揮發出去，要麼變成殘渣被清除掉。精煉時還可以根據需要加入某些其他元素。

煉鋼爐有三種：轉爐、平爐和電弧爐。轉爐和平爐用來煉從高爐出來的鐵水加廢鋼，電弧爐用來将廢鋼熔化再煉。平爐由于能耗高、生産周期長，己經遭淘汰。

轉爐煉鋼：轉爐的爐體可以轉動，用鋼闆做外殼，裡面用耐火材料做内襯。轉爐煉鋼時不需要再額外加熱，因為鐵水本來就是高溫的，它内部還在繼續着發熱的氧化反應（來自鐵水中矽、碳及吹入氧氣）。因為不需要再用燃料加熱，故而降低了能源消耗。吹入爐内的氧氣與鐵水中的碳發生反應後，鐵水中的碳含量就會減少而變成鋼了。這種反應本身就會發出熱量來，因而鐵水不但會繼續保持着熔化狀态，而且可能會越來越熱。因此，為調整鐵水的适合溫度，人們還會再加入一些廢鋼及少量的冷生鐵塊和礦石等。同時也要加入一些石灰、石英、螢石等，這些物質可以與鐵水在變成鋼水時産生的廢物形成渣子。因此，它們被稱為造渣料。

電爐煉鋼：電弧爐煉鋼的熱源是電能。電弧爐内有石墨做成的電極，電極的端頭與爐料之間可以發出強烈的電弧，具有極高的熱能。在煉鋼時主要是對鐵水中的碳進行氧化以減少碳的含量，但有些鋼的品種中需要含有一些容易氧化的其他元素時，如果吹入過多的氧，就會把那些元素也一起氧化了。在這時，用電弧爐煉鋼就顯得優越多啦。因此，電弧爐往往用來冶煉合金鋼和碳素鋼。電弧爐主要以廢鋼材為原料。

目前，氧氣頂吹轉爐煉鋼是冶煉普通鋼的主要手段，世界鋼産量的70%以上是通過這種方法生産的。電弧爐煉鋼發展很快，主要用于冶煉高質量合金鋼種，已超過了世界鋼産量的20%。

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