求钢铁是怎样炼成的？？

【专家解说】：

高炉-助手--烧结

铁矿石通过皮带运到烧结厂，大块的直接进入高炉炼铁，小块的和散碎的运到烧结厂烧结成团。由选矿机选出的矿很大一部分是细小的粉矿，不能直接进入高炉，需要预先制成块，制块的过程就是烧结。烧结就是将精矿粉、富矿粉、高炉尘、轧钢皮等配加一定的燃料和熔剂均匀混合，加热到１１５０～１５００℃经烧结机烧结成块，再通过皮带送到高炉内。现代高炉的烧结块使用率已达８０％以上。

烧结使粉矿和经过选矿的贫矿都能入炉炼成铁，扩大了铁矿石资源，使大量的工业废料高炉尘、转炉钢渣、轧钢皮、铁屑、硫酸渣等能变废为宝，化害为利。烧结加工还可以除掉原料中的一些有害杂质，使铁矿石的粒度变大，成份稳定，提高铁水的质量。烧结已成为现代钢铁工业必不可少的工艺之一。

烧结工艺分为原燃料储存、原燃料和熔剂的破碎与筛分、配料、混匀制粒、混合料的烧结、抽风除尘、成品处理以及环保治理等环节。

烧结作业是烧结生产的中心环节。布料器将混合料装入小矿槽，经过圆筒给料机和反射板将混合料分布到烧结机的台车上，点火器将混合料加热到点火温度，料层着火，抽风、烧结同时开始。混合料通过自上而下的烧结，逐渐形成有一定强度的烧结矿。

烧结生产线属于粉尘较大、环境相对恶劣的工序，武钢经过多年技术改造，生产条件已得到大大改善。

古代炼铁，直接用块矿入炉，没有烧结这一道工序，白白浪费了许多资源。

高炉二助手--焦化

为炼铁提供燃料的是焦化厂。由于煤块里有许多杂质和有害物质，而且受到高热后容易粉碎，被高炉煤气吹跑，所以不能直接用于炼铁。焦炭的强度较高，里面有很多小孔，能储藏空气，被用来炼铁。

现代高炉像一个大圆桶，炼铁所需要的原料铁矿石、烧结矿、焦碳等按比例从上面投入，在高炉内形成一个“料柱”。焦碳在冶炼中主要有３个作用。一是提供热源的发热剂，焦碳燃烧后，为高炉提供所需热量的６０％～８０％；二是作为铁矿石的还原剂；三是成为支撑料柱的骨架。焦碳在料柱中所占的体积约为３０％～５０％，没有焦碳作为骨架支撑，空气不能流通，整个料柱就会下落，造成高炉“闷火”和熄火。

炼焦就是把炼焦煤放在１０００℃的焦炉里“干蒸”，冶金行话称作“干馏”。干馏后剩下的硬块就是焦碳。现代炼焦的工序分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理。煤经过冲洗后，灰份和杂质大大降低，然后将２种以上的煤按适当比例配合，使煤的不同特性充分发挥，炼成符合要求的优质焦碳。

配合好的煤装入炼焦炉的碳化室以后，在隔绝空气的条件下，由两侧的燃烧室加热。煤受热后，随温度升高逐步进行分解。炼好一炉焦一般需要１２～１７ｈ。

炼好的焦碳用推焦车推出，喷水熄灭后，再经筛分分级分别使用。直径大于２５ｍｍ的冶金焦才能用于大高炉炼铁。

１ｔ干煤只能炼出７００ｋｇ左右的冶金焦，副产品之一的焦炉煤气是居民家用的燃料。其他的副产品如煤焦油、粗苯、氨等，都是生产化工产品的重要原料，在国民经济中起着重要作用。目前我国的焦化产品已有１００多种。

炼焦车间主要设备是焦炉，由炭化室、燃烧室、斜道区、储煤塔组成。

高炉巨人

地球上除了极少数陨铁外，绝大多数铁都是以氧化物的形式存在。炼铁就是将铁从氧化物中分离出来。常用的铁矿有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、钛磁铁矿，在化学中氧化物的失氧反应叫还原反应，炼铁的过程也就是铁的还原过程。

人类与大自然争夺铁，已延续了２０００多年。

河南巩县铁生沟汉代冶铁遗址发掘出各种炼炉、熔炉、锻炉共２０座。炼炉的形式有圆形竖炉、长方形炼炉和并列的“排炉”。汉代竖炉已开始采用水力带动的“水排”鼓风，达到了较高的技术水平。

在发明用煤冶炼以前，古代炼铁的燃料是木炭。英国在１５世纪时，为了炼铁，不得不将高炉建在靠近森林和矿山都比较近的地方，以至于森林资源大片丧失，水土流失。燃料的枯竭，迫使人们采用煤炼铁。中国明代开始用煤炼铁，早于西方发达国家。１７０９年，达比试验用焦炭炼铁成功。

铁矿石中除了铁和氧以外，还有二氧化硅、三氧化二铝、硫、磷等杂质，加入的石灰石有帮助熔化杂质的作用，所以石灰石被称为熔剂。

用厚钢板焊接成的大高炉，雄伟壮观，像个挺胸凸肚的巨人。钢壳是它的皮肤，里面的耐火砖是它的皮下脂肪和肌肉。顶上的大钟和小钟是它的帽子，再往下是炉喉。从炉喉到腹部之间的一大段是它的身子，炉腹下面叫炉缸，炉缸下面是钢筋混凝土加耐火砖筑成的炉底。

炼铁时，炉料从炉喉加入，被炉子下面吹上去的热风烘热，渐渐熔化变成铁水沉到炉缸里，到一定时间，工人打开出铁口和渣口，浮在上面的渣滓从后面的渣口流到大渣罐中，铁水从铁口流出。

渣口上面有一圈风口，从热风炉里吹过来的热风从风口源源不断地涌进高炉里，代替一部分焦炭燃烧的煤粉也从风口吹入。焦炭和煤粉不断燃烧，释放出高热，使炉温保持在１４００℃以上。碳与空气里的氧化合，生成还原能力很强的一氧化碳并放热，一部分焦炭在下降过程中与铁矿石中的氧发生化学反应，部分铁被还原出来。炉内的一氧化碳和二氧化碳组成的高炉煤气，温度高达１２００℃以上，从下向上移动，将从上而下的炉料加热。矿石里的杂质和石灰石一起熔化，成为炉渣。煤气中的一氧化碳与下降的铁矿石、烧结矿反应，夺取了其中的氧，使铁被分离出来。煤气经过炉腹、炉腰、炉身，最后夹带着大量的炉料碎末，从炉喉离开。

高热的高炉煤气经过净化处理后可用于余热发电和工业燃料。

高炉的大小是用容积作标准的。从炉缸到炉喉的容积总和叫做高炉有效容积。高炉的每一立方米的有效容积在一天内生产的铁量叫高炉利用系数，利用系数越大，说明炉子的生产效率越高。

现代高炉的一个重要特点是长期连续生产。开炉后就得昼夜２４ｈ不停，从开炉到停炉大修称“一代寿命”，操作精心、护理得当，炉子寿命就能大大延长。高炉大修一次，除了要花费数百万的钱财，一般还需要好几个月的时间。一座炉容为４０００ｍ３的高炉，能日产生铁１万ｔ。显然，炉龄越长所产生的经济效益也越好。

高炉外边的大圆筒叫热风炉，里面砌满了格子砖。空气从它的下面吹进去，被炽热的格子砖加热到１０００℃，再送进高炉里，能节省高炉的冶炼时间。

古代的高炉，附属设备不过是鼓风机、送风管等，极其简陋。现代高炉，如果没有完备的附属设备，是不可能炼出铁来的。

高炉的附属设备还有料车，一个上，一个下，全是用计算机自动控制的。文氏管，可为高炉煤气除尘；堵口机，是用来堵住出铁口的。

高炉里的铁水比重较大，从开口高的出铁口定时放出，渣水从渣口放出。以前炉渣都是用大渣罐装了拖到渣场一倒完事，多年以后，废渣堆积得像一座座小山。现在都已综合利用。经高压水冲碎的高炉渣像沙子，叫做水渣，它是制造水泥的上好原料，供不应求。

武钢５号高炉是我国自己设计、制造和施工的第一座大型高炉。有效容积为３２００ｍ３，日产量６４００ｔ，最高可达８０００ｔ，高炉寿命１０年，采用了９０年代最新工艺技术和自动化控制系统，是我国大型高炉走向现代化的成功范例。

武钢５号高炉采用了第四代无料钟炉顶，将高炉顶压从０．１４ＭＰａ提高到０．２５ＭＰａ，使高炉产量提高２５％，维修方便、省时，工序精度高。内燃式热风炉能预热风温达到１２５０℃，能自动倒换、自动调节风温。水渣处理采用英巴炉渣粒化装置，工艺先进，设备简单，占地面积小，自动控制程度高，而且冲渣粒水能循环使用，解决了水的外排和对江河的污染。

高炉铁水装罐以后就送到炼钢厂去，大部分供炼钢使用，少部分送到铸铁机翻成小块铁给铸造厂使用，还有一部分送到轧辊厂浇铸成大型铸铁件。高炉铁水直接浇铸是一项先进的技术。

炼钢

让我们以现代化的武钢第三炼钢厂为例，来说明炼钢的过程。武钢三炼钢是９０年代世界上规模最大，技术最先进的炼钢厂。

三炼钢第一期工程的主要设备是两台容量为２５０ｔ的顶吹转炉和一台双流弧形连铸机，一年能生产连铸坯１８０万ｔ。第二台连铸机建成后，年产量将达２５０万ｔ。全部完工后，３座转炉、４台连铸机日夜生产，年产钢坯７００万ｔ。

三炼钢建成后，原有的二炼钢经过技术改造，提高产量到３００万ｔ，老式的用平炉炼钢的工艺就要淘汰了。最终武钢将保持在年产１０００万ｔ钢的水平。

仅仅只看转炉和双流连铸机，你还体会不出现代炼钢技术的先进性，我们再对比着看看平炉炼钢就知道了。武钢一炼钢厂共有容量为５００ｔ的平炉６座，年产钢２６０多万ｔ。平炉炼钢分为装料、熔化精炼和脱氧、合金化三个阶段。与圆筒形的转炉不同，平炉像个敞开大门的两层楼房间，下面是砌有格子砖的蓄热室、沉渣室、烟道等，上面是熔炼室和炉头。炼钢时，先用装料机把废钢、白云石、石灰等装进炉内，加热熔化后，再将铁水罐吊过来，把铁水兑入炉内，然后放下氧枪吹氧炼钢。接着放出初渣，再加入新的造渣剂造渣，开始精炼。精炼能使钢水里的有害物硫、磷去掉，含碳量达到标准。

出钢前，停止吹氧，经取样、化验，确认合格后，用穿孔弹打开出钢口出钢。出钢温度一般在１６３０～１６８０℃。

脱氧和合金化在钢包内进行。加入锰铁、硅铁或铝脱氧，加入其它元素合金化，微调钢水成份。炼好的平炉钢，还要铸成钢锭。钢锭分为镇静钢、沸腾钢两种，每个钢锭重７～１４ｔ。钢锭铸完后，用火车将钢锭拖到脱模车间脱模。

为便于轧制，钢锭要重新加热，专门加热钢锭的炉子叫均热炉。武钢研制的上部烧嘴式均热炉，曾获全国科技大会成果奖。

初轧后的板材或型材分别送到型材厂和轧板厂轧制成成品材。

平炉炼钢、均热、初轧、轧制的老工艺炼钢相当麻烦，要浪费大量人力物力，而转炉加全连铸，省掉中间的铸锭、均热、初轧三道工序，再加上宽大的连铸坯成坯率高达９５％～９６％，提高了工效，节省了大量能源。

模铸不象连铸那样，能连续不断地浇铸，只能一个个浇铸。它有帽口、热胀冷缩的“缩孔”，还要加热、切头尾以后才能开坯轧制，费工费时。武钢用连铸代替模铸，１ｔ钢降低成本１７０元。２６０万ｔ平炉钢就可以多创效益４．４亿元。从模铸到最终产品，消耗的总能量为每吨钢２８４７ＭＪ，而连铸板坯冷装轧制，吨钢能耗只有１６７５ＭＪ，节约４１％；如果用连铸坯热装轧制，吨钢能耗降到８７９ＭＪ，效益十分可观。所以国家要求尽快淘汰落后的平炉工艺，推广先进的全连铸工艺。

今后我国的钢铁工业，要朝着大型化、现代化、集约化方向发展。我们要以品种、质量取胜，走质量效益型道路，只有尽快采用国内外最先进的技术和装备，我们才能在激烈的竞争中立于不败之地。

炼钢可以归纳成８个字：四脱二去，调温调质。四脱，就是脱碳、脱磷、脱硫和脱氧；二去就是去除钢中气体，去除钢中恶化杂质。

调温就是调整温度，为浇成合格的钢坯（钢锭）创造条件；调质就是合金化，以冶炼出符合要求的钢种。无论是平炉还是转炉炼钢，都是如此。

武钢为了炼出优质钢，从国外引进ＫＳ铁水脱硫预处理、ＲＨ真空处理技术后，才形成了ＫＲ－ＬＤ（转炉）－ＲＨ先进生产线，此后增加了钢水吹氩处理站，研制出保温升温装置（ＣＡＳ－ＯＢ），出钢挡渣技术，使这一工艺更加成龙配套。

现代炼钢技术，是从１７４０年英国的韩特斯曼发明坩锅炼钢法开始的。１８５０年至１８８０年，炒钢方法在德国和英国取得成功。１８５０年，英国的贝塞迈和美国凯利试验将空气吹入铁水炼钢，经过法国马塞特的改进，转炉炼钢成功。１８７９年，托马斯和吉尔克莱斯的碱性炉衬转炉出现，使钢的质量大大提高。１８６５年，法国马丁用西门子兄弟发明的蓄热室创建平炉取代传统的炒钢炉。２０世纪初，电炉炼钢出现，为今天的钢铁工业奠定了基础。

武钢三炼钢除配备了铁水预处理、炉外精炼、真空处理设备外，还采用了计算机对转炉进行静态和动态控制，数据准确，能及时提出应采取的对策，以保证冶炼质量。

轧钢

从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品，必须到轧钢厂去进行轧制以后，才能成为合格的产品。

从炼钢厂送过来的连铸坯，首先是进入加热炉，然后经过初轧机反复轧制之后，进入精轧机。轧钢属于金属压力加工，说简单点，轧钢板就像压面条，经过擀面杖的多次挤压与推进，面就越擀越薄。在热轧生产线上，轧坯加热变软，被辊道送入轧机，最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不间断的作业，钢带在辊道上运行速度快，设备自动化程度高，效率也高。从平炉出来的钢锭也可以成为钢板，但首先要经过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制，工序改用连铸坯就简单多了，一般连铸坯的厚度为１５０～２５０ｍｍ，先经过除磷到初轧，经辊道进入精轧轧机，精轧机由７架４辊式轧机组成，机前装有测速辊和飞剪，切除板面头部。精轧机的速度可以达到２３ｍ／ｓ。热轧成品分为钢卷和锭式板两种，经过热轧后的钢轨厚度一般在几个毫米,如果用户要求钢板更薄的话，还要经过冷轧。

与热轧相比，冷轧厂的加工线比较分散，武钢的冷轧产品主要有普通冷轧板、涂镀层板也就是镀锡板、镀锌板和彩涂板。经过热轧厂送来的钢卷，先要经过连续三次技术处理，先要用盐酸除去氧化膜，然后才能送到冷轧机组。在冷轧机上，开卷机将钢卷打开，然后将钢带引入五机架连轧机轧成薄带卷。从五机架上出来的还有不同规格的普通钢带卷，它是根据用户多种多样的要求来加工的。

冷轧厂生产各种各样不同品质的产品，那飞流直下，似银河落九天的是镀锡板，那银光闪闪的是镀锌板，有红、黄、兰各种颜色的是彩色涂层钢板。镀锡板是制造罐头和易拉罐的原料，又叫马口铁，以前我国所需要的镀锡板全靠进口，自从武钢镀锡板大量生产后，部分替代了进口货。武钢生产镀锡板采取的是电镀锡工艺，这些镀锡板好像镜子一样，光鉴照人，就像诗人描写的：“轧钢工人巧手绘锦帐，千万面银镜送给心爱的姑娘，你知道不知道，在那爱妻牌洗衣机上，有我们汗水的芬芳”。

镀锌板的生产工艺有两种，一种是热镀锌，一种是电镀锌。武钢生产的是热镀锌板，那貌不惊人包装特别的是武钢特有的硅钢片，它们用在发电设备、机电设备、轻工、食品和家电上，为祖国的现代化建设服务。用镀锌板作为基材，在反面涂上各种涂料就成为彩色涂层钢板。由于工艺先进，涂层十分牢固，可以直接用于家电产品和作装饰材料。除了板材以外，轧钢厂也生产长材，如型钢、钢轨、棒材、圆钢和线材，它的生产过程和轧钢原理与板材类似，但是使用的轧辊辊型完全不同。