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钢铁是怎样炼成的？ 原料--可以是铁矿石也可以是废铁，这取决于工艺过程--首先熔化成钢水。以矿砂为原料的炼钢须使用高炉，而以废铁为原料的工艺使用的是电弧熔炉。 然后，钢水被倒入连铸机中凝固。 这样就生产出了我们所知道的半成品。这些半成品可以是具有矩形横截面的扁钢锭，也可以是具有个正方形截面的块钢或者钢坯。它们都是一些坯料，用于制造最后的成品。 最后，这些半成品被变形或轧制成为最终成品。 其中的一些须经过热处理，就是所谓的“热轧”。 随后，一半以上的经过热轧的薄钢板在环境温度下再次轧制（即所谓的“冷轧”）。 然后，它可以被涂上一层抗腐蚀的防护材料。 1－烧结 在烧结车间中，制备铁矿石。铁矿石被压碎碾成标准化的颗粒，被烧结或粘合在一起。烧结的铁矿石随后被压碎，并按一层焦炭、一层矿石的交替方式，被加入高炉中。焦炭是是从富炭煤蒸馏出的固体残渣，极易燃烧。 2－高炉 在高炉中，从铁矿石中提取铁。固态的矿石和焦炭由顶部加入高炉，而高炉底部送来的一股热气（1200℃）致使几乎是100%含炭量的焦炭开始燃烧。 这便产生了碳的氧化物，它通过除氧过程来减少了氧化铁，从而分离出铁。 由燃烧产生的热量将铁和脉石（矿石中矿物的集合）熔化成液体。 脉石，由于比较轻，会漂浮至铁水表面，就是所谓的“生铁”。炉渣是熔融脉石产生的残渣，可用于其他工业用途，比如用于铺设道路或生产水泥。 3－炼焦炉 焦炭是煤在炼焦炉中通过干馏（即将不需要的成分气化掉）得到的可燃物质。焦炭几乎是纯碳，其结构呈多孔状，且抗碾性能很强。焦炭在高炉中燃烧，提供了熔化铁矿石所需的热量和气体。 4－转炉 在吹氧转炉中，生铁转换成钢铁。熔化的生铁会被倒在一层铁屑上。 碳和残渣等不需要的物质都会通过注入纯净的氧气燃烧掉，从而生产出粗钢。 然后，残渣或者炉渣就会被撇去。 粗钢(之所以称为粗钢，是因为它还必须经过进一步的精炼)然后倒入桶内。 5－电弧熔炉 加入电弧熔炉炉中的可以是经过选择的但未经处理的废铁（比如旧的机器零件），或者可以是含铁量至少为92％的经过筛选的、碾碎的、达到标准的废铁。 废铁在电弧熔炉中被熔化。这就生产出了钢水，然后进行与生铁同样的精炼和分级。 废铁包括报废的钢制包装材料、建筑材料、机器和车辆零件、或者从炼钢过程或由钢铁加工装置产生的废生铁和钢铁。针对每种不同钢种，原材料的都必须经过仔细的选择。 这种选择取决于任何废铁中金属或矿石都可能含有的“杂质”的类型。电弧熔炉磁性“废钢桶”将原料送入熔炉中。 冶炼过程由强大的电弧驱动，这些电弧在电极和熔炉中的原料之间“跳动”。 残渣或炉渣会从熔炉中回收。 最终的产品是钢水，现在正被送入钢包炉和分级设备。 6－精炼 精炼（脱碳）和化学添加剂的夹杂物 这两项操作需在一个真空密封的容器中进行。 钢铁借助惰性气体－氩气在精炼桶和容器之间旋转。 这一工艺过程使得钢铁的化学成分得到高精度的调整，以得到特种钢铁。 7－连续铸造机 这里所示的是正在铸造的扁钢锭。 钢水被不断地倒入没有底部的铸模中。 当铸模被拉动时，钢铁就开始与铸模的水冷内壁接触，并开始凝固。 然后，铸造好的金属由一连串的辊筒引导被向下拉，同时持续得到冷却。 当它到达末端时，钢铁已完全凝固，并立刻被切成所需的长度。 8－轧钢机 将坯料转变为最终成品。 此时，扁钢锭被转轧制成薄板。 扁钢锭首先在炉中被再加热。 这使它具有更好的延展性，促进拔出和成形。 紧接着，坯料通过了台架的轧辊而被“瘦身”，或者使它逐渐地变薄。 铁是含碳量比钢高，所以铁要变成钢主要是降低含碳量． 在古代铁匠靠敲打烧红的铁来降低铁的含碳量，主要化学反应方程式为 C+O2 ＝ CO2 现代的炼钢方法多着，有很复杂的反应． 从铁矿石（就是赤铁矿、菱铁矿、磁铁矿等）提炼出来的是含碳2%～4.3%的生铁，而后要在高温下用氧化剂将过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去，一般是用氧气顶吹转炉炼钢（吹氧法），使其转变为含碳0.03%～2%的钢，且在炼钢过程中添加硅、锰、铝等合金作为脱氧剂，以调整钢水的成分制成符合规格的钢材。同时可添加一些必要的元素使其成为各种优良性能的合金。其化学方程为： Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 2Fe+O2=2FeO 2FeO+Si=2Fe+SiO2 3FeO+2Mn=3Fe+Mn2O3 |
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