鋼鐵是工業(yè)上最常用才材料。俗話說，百煉成鋼，也有一本書名為《鋼鐵是怎樣煉成的》描述其主人公經(jīng)歷的坎坷歷程，也間接反應了鋼鐵煉制過程的困難。那么，鋼鐵究竟是怎樣煉成的呢？鋼鐵煉制用的原料是廢鐵或鐵礦石，廢鐵是回收得到的，而鐵礦石來自大自然，不同原料煉制方法也不一樣，但大體需要經(jīng)過的歷程都基本相似。電爐（或高爐）煉鋼，這過程是把廢鐵或鐵礦石化成鋼水，以便后續(xù)加工。轉爐煉鋼，這過程是把電爐（或高爐）煉鋼得到的鋼水提純，去除雜質，得到較為純凈的鋼水。精煉爐煉鋼，這過程是調(diào)節(jié)鋼水成分，加入其它金屬或非金屬元素，保證鋼材質量。連鑄機澆鑄鋼坯，通過上述過程煉制出來的鋼水，澆入鑄模冷卻凝固后即得到鋼坯，現(xiàn)代工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)鋼鐵一般使用連鑄機，可連續(xù)澆注鋼水，不斷輸出鋼坯，此時就已經(jīng)完成了煉鋼過程了。得到的鋼坯根據(jù)其用途經(jīng)過軋制、拉拔或機加工，得到各種形狀的鋼材，這時的鋼材就是市場上常用的鋼鐵原材料了

基本概況：在高溫下，用還原劑將鐵礦石還原得到生鐵的生產(chǎn)過程。煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。鐵礦石有赤鐵礦(Fe2O3)和磁鐵礦(Fe3O4)等。鐵礦石的含鐵量叫做品位，在冶煉前要經(jīng)過選礦，除去其它雜質，提高鐵礦石的品位，然后經(jīng)破碎、磨粉、燒結，才可以送入高爐冶煉。焦炭的作用是提供熱量并產(chǎn)生還原劑一氧化碳。石灰石是用于造渣除脈石，使冶煉生成的鐵與雜質分開。煉鐵的主要設備是高爐。冶煉時，鐵礦石、焦炭、和石灰石從爐頂進料口由上而下加入，同時將熱空氣從進風口由下而上鼓入爐內(nèi)，在高溫下，反應物充分接觸反應得到鐵。柳州優(yōu)質轉爐爐體下段施工高爐煉鐵是指把鐵礦石和焦炭，一氧化碳，氫氣等燃料及熔劑（從理論上說把金屬活動性比鐵強 的金屬和礦石混合后高溫也可煉出鐵來）裝入高爐中冶煉，去掉雜質而得到金屬鐵（生鐵）?；玖鞒?高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結構。爐前操作一、爐前操作的任務1、利用開口機、泥炮、堵渣機等專用設備和各種工具，按規(guī)定的時間分別打開渣、鐵口（現(xiàn)今渣鐵口合二為一），放出渣、鐵，并經(jīng)渣鐵溝分別流入渣、鐵罐內(nèi)，渣鐵出完后封堵渣、鐵口，以保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)進行。2.完成渣、鐵口和各種爐前專用設備的維護工作。3、制作和修補撇渣器、出鐵主溝及渣、鐵溝。4、更換風、渣口等冷卻設備及清理渣鐵運輸線等一系列與出渣出鐵相關的工作。高爐基本操作制度:高爐爐況穩(wěn)定順行：一般是指爐內(nèi)的爐料下降與煤氣流上升均勻，爐溫穩(wěn)定充沛，生鐵合格，高產(chǎn)低耗。操作制度：根據(jù)高爐具體條件(如高爐爐型、設備水平、原料條件、生產(chǎn)計劃及品種指標要求)制定的高爐操作準則。高爐基本操作制度：裝料制度、送風制度、爐缸熱制度和造渣制度。高爐橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸5部分。由于高爐煉鐵技 術經(jīng)濟指標良好，工藝 簡單 ，生產(chǎn)量大，勞動生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點，故這種方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的絕大部分。高爐生產(chǎn)時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經(jīng)預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出，經(jīng)除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵 ，還有副產(chǎn)品高爐渣和高爐煤氣。高爐熱風爐熱風爐是為高爐加熱鼓風的設備，是現(xiàn)代高爐不可缺少的重要組成部分。提高風溫可以通過提高煤氣熱值、優(yōu)化熱風爐及送風管道結構、預熱煤氣和助燃空氣、改善熱風爐操作等技術措施來實現(xiàn)。理論研究和生實踐表明，采用優(yōu)化的熱風爐結構、提高熱風爐熱效率、延長熱風爐壽命是提高風溫的有效途徑。鐵水罐車鐵水罐車用于運送鐵水，實現(xiàn)鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉移或放置在混鐵爐下，用于高爐或混鐵爐等出鐵。

汽化冷卻是采用軟化水以汽化的方式（充分利用了水汽化潛熱大的優(yōu)點）冷卻鋼鐵冶金設備并吸收大量的熱量從而產(chǎn)生蒸汽的裝置。其工作過程是，高溫煙氣通過汽化器（汽化煙道壁面），煙氣與汽化器存在著較大的溫差，發(fā)生熱傳遞， 高溫煙氣將自身的熱量傳遞給受熱面，同時自身溫度降低。受熱面另一側蒸發(fā)管中的水吸收煙氣熱量部分被蒸發(fā)，并在蒸發(fā)管內(nèi)形成了汽水混合物。由于水蒸氣的密度相對與水較小，在壓強的作用下蒸氣在蒸發(fā)管內(nèi)上升，通過上升管最終進入汽包，經(jīng)過汽水分離，水蒸氣從汽包引出進入蓄熱器存儲，最后送入蒸汽管網(wǎng)供生產(chǎn)生活使用。同時水下降到蒸發(fā)管底部重新進入到汽化器的下聯(lián)箱內(nèi)，補充的水供給蒸發(fā)管內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)使用。如此反復循環(huán)，不斷冷卻高溫煙氣，產(chǎn)生蒸氣。優(yōu)點（1）采用水冷卻時，一般用工業(yè)水，由于其硬度較高，所以管道易結垢， 結垢后傳熱系數(shù)變小，影響傳熱效果，同時使部分管道發(fā)生過熱燒壞。當采用汽化冷卻時，一般用軟水可以避免結垢，從而可延長水冷管的使用壽命，減小檢修的工作量。（2）用工業(yè)水冷卻時，冷卻水全部排放掉，其帶走的熱量全部流失，未得到回收利用，采用汽冷方式，不但達到冷卻了煙氣的目的，而且可以產(chǎn)生蒸氣回收大量熱能供生產(chǎn)、生活方面使用，如果蒸氣質量較好甚至可以用來發(fā)電， 極大的降低了煉鋼成本，有效的降低了能耗。同時也是貫徹治理三廢，綜合利用這一政策的部分措施。（3）從經(jīng)濟的角度來看，汽化冷卻省水省電，綜合投資費用較少，而且返本較水冷快。

2)轉爐煉鋼原料質量有待提高。我國轉爐煉鋼用石灰的含硫量比較高，許多鋼廠達0.06%甚至更高，這不僅影響轉爐鋼的性能，而且冶煉過程中產(chǎn)生的二氧化硫對環(huán)境也會造成嚴重污染。3)我國轉爐煉鋼自動化控制水平，特別是動態(tài)控制水平需要進一步提升。目前，歐洲大部分鋼鐵企業(yè)轉爐煉鋼生產(chǎn)都實現(xiàn)了快速出鋼，即大部分爐次終點不倒爐、不取樣而直接出鋼。國內(nèi)企業(yè)的控制水平與先進指標還有一定差距。4)我國轉爐煉鋼技術發(fā)展不平衡。無論是自動煉鋼水平、同樣爐齡復吹條件下的碳氧積水平、煤氣蒸汽回收量、對精煉工藝掌握的深度還是供氧強度與冶煉周期等主要技術經(jīng)濟指標，先進與落后的鋼廠差距較大。5)我國轉爐煉鋼終點鋼水氧含量普遍偏高，這大大增加了高品質鋼冶煉的難度。高效率低成本的轉爐脫[Si]和[P]工藝還未能全面推廣。我國先進企業(yè)全新流程在原料消耗與生產(chǎn)效率上與國外先進企業(yè)還有一定差距。今后，我國鋼鐵企業(yè)還要進一步增強環(huán)保意識，進一步做好煉鋼節(jié)水、節(jié)能和生態(tài)環(huán)境保護等工作。

轉爐自動化，工業(yè)自動化生產(chǎn)工藝。典型的氧氣轉爐自動化系統(tǒng)由過程控制計算機、微型計算機和各種自動檢測儀表、電子稱量裝置等部分組成。按設備配置和工藝流程分為供氧系統(tǒng)，主、副原料系統(tǒng)，副槍系統(tǒng)，煤氣回收系統(tǒng)，成分分析系統(tǒng)和計算機測控系統(tǒng)。有些大型的轉爐自動化系統(tǒng)除了有轉爐本身的控制系統(tǒng)外，還包括有鐵水預處理系統(tǒng)、鋼水脫氣處理系統(tǒng)和鑄錠控制系統(tǒng)等。氧氣轉爐冶煉周期短、產(chǎn)量高、反應復雜，但用人工控制鋼水終點溫度和含碳量的命中率不高，精度也較差。為了充分發(fā)揮氧氣轉爐快速冶煉的優(yōu)越性，提高產(chǎn)量和質量，降低能耗和原料消耗，需要完善的自動化系統(tǒng)對它進行控制。供氧系統(tǒng)編輯在轉爐吹煉中，供氧系統(tǒng)主要用于控制吹氧量和氧槍位置(即氧槍與鋼水液面的距離)，完成以下功能： ①測量氧氣壓力、流量、氧耗量、氧純度等參數(shù)，并對氧流量進行閉環(huán)控制。②測量氧槍冷卻水溫度、壓力和流量。③采用電子邏輯或微型機控制裝置在吹煉不同階段改變氧槍位置，其定位精度為±10毫米。主、副原料系統(tǒng)編輯轉爐主原料（鐵水和廢鋼）和副原料(石灰、白云石、礦石、螢石、鐵皮等)的稱重誤差和成分誤差，直接影響煉鋼終點命中率和鋼的質量。這個統(tǒng)用以保證主、副原料的準確稱量。它包括 3個部分。①電子秤：用以對鐵水、廢鋼、鐵合金和鋼水進行稱重，并能自動去皮；②副原料稱重和上料控制：當高位料倉中的副原料用光時，可自動地將地下料倉的副原料送入高位料倉，它采用料位檢測器檢出料倉料位信號，用皮帶秤稱重，用電子邏輯或微型機控制上料；③副原料自動配料控制：根據(jù)人工設定和計算機設定的副原料的配比，入爐副原料由料斗秤稱量后自動按量裝入。副槍系統(tǒng)編輯吹煉過程中用于測量鋼水溫度和含碳量的檢測裝置,主要包括兩個部分。①測溫定碳裝置:它由測溫定碳和測液面復合探頭、溫度和碳變送器、微型機和陰極射線管顯示器等組成。測試時，副槍將探頭插入鋼水內(nèi)測溫、取樣，測出的溫度和含碳量信號經(jīng)微型機處理后，在顯示器上顯示并傳送到過程計算機。②副槍順序控制裝置：它由探頭、電子邏輯線路或微型機構成。副槍系統(tǒng)自動給出所需的探頭，自動裝探頭，檢查探頭是否接通，然后自動快速下槍，移動到變速點時則由快速改成慢速，當移動到測試點時便準確停車，定位精度為±10毫米。待取樣完成后，快速提升，到變速點時改為慢速提升，到達最高點時則自動停車。待定碳信號出現(xiàn)后，則自動拔掉舊探頭。煤氣回收系統(tǒng)編輯用以保證煤氣回收正常運行，它由各種變送器、分析儀和微型機組成。首先進行爐口微壓差（±50帕）測量和自動控制，爐中微壓差經(jīng)變送器變成標準電信號后,由調(diào)節(jié)器控制煤氣管道的閘板閥,使爐口保持正壓，防止吸入空氣。其次進行煤氣中CO、O2含量的分析和CO回收的自動控制，采用紅外線CO分析儀、磁氧分析儀(精度為±1%)或質譜儀分析CO、O2含量,用可編程序控制器來控制煤氣回收的操作。最后進行煤氣流量測量。所用方法是先在廢氣管道中取出差壓信號，然后再用差壓變送器將此信號變?yōu)殡娦盘栠M行測量。成分分析系統(tǒng)編輯用直讀光譜儀或 X熒光分析儀來分析鐵水和鋼水的成分。 X熒光還能分析礦石、爐渣的成分。專用計算機對分析值進行處理后將結果打印出來，并將它們傳送到過程控制計算機，為控制作準備。鋼水中的溶氧量則用氧化鋯定氧探頭測出。

軋鋼機，是實現(xiàn)金屬軋制過程的機械設備。泛指完成軋材生產(chǎn)全過程的裝備﹐包括有主要設備﹑輔助設備﹑起重運輸設備和附屬設備等。但一般所說的軋機往往僅指主要設備。工作機座由軋輥﹑軋輥軸承﹑機架﹑軌座﹑軋輥調(diào)整裝置﹑上軋輥平衡裝置和換輥裝置等組成。軋輥是使金屬塑性變形的部件 。軋輥軸承支承軋輥并保持軋輥在機架中的固定位置。軋輥軸承工作負荷重而變化大﹐因此要軋鋼機求軸承摩擦系數(shù)小﹐具有足夠的強度和剛度﹐而且要便于更換軋輥。不同的軋機選用不同類型的軋輥軸承。滾動軸承的剛性大﹐摩擦系數(shù)較小﹐但承壓能力較小﹐且外形尺寸較大﹐多用于板帶軋機工作輥?；瑒虞S承有半干摩擦與液體摩擦兩種。半干摩擦軋輥軸承主要是膠木﹑銅瓦﹑尼龍瓦軸承﹐比較便宜﹐多用于型材軋機和開坯機。液體摩擦軸承有動壓﹑靜壓和靜 - 動壓三種。優(yōu)點是摩擦系數(shù)比較小﹐承壓能力較大﹐使用工作速度高﹐剛性好﹐缺點是油膜厚度隨速度而變化。液體摩擦軸承多用于板帶軋機支承輥和其它高速軋機。軋機機架由兩片“牌坊”組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調(diào)整裝置﹐需有足夠的強度和鋼度承受軋制力。機架形式主要有閉式和開式兩種。閉式機架是一個整體框架﹐具有較高強度和剛度﹐主要用于軋制力較大的初軋機和板帶軋機等。開式機架由機架本體和上蓋兩部分組成﹐便于換輥﹐主要用于橫列式型材軋機。此外﹐還有無牌坊軋機。軋機軌座于安裝機架﹐并固定在地基上﹐又稱地腳板。承受工作機座的重力和傾翻力矩﹐同時確保工作機座安裝尺寸的精度。軋輥調(diào)整裝置用于調(diào)整輥縫﹐使軋件達到所要求的斷面尺寸。上輥調(diào)整裝置也稱“壓下裝置”﹐有手動﹑電動和液壓三種。手動壓下裝置多用在型材軋機和小的軋機上。電動壓下裝置包括電動機﹑減速機﹑制動器﹑壓下螺絲﹑壓下螺母﹑壓下位置指示器﹑球面墊塊和測壓儀等部件﹔它的傳動效率低﹐運動部分的轉動慣性大﹐反應速度慢﹐調(diào)整精度低。70 年代以來﹐板帶軋機采用 AGC（厚度自動控制） 系統(tǒng)后﹐在新的帶材冷﹑熱軋機和厚板軋機上已采用液壓壓下裝置﹐具有板材厚度偏差小和產(chǎn)品合格率高等優(yōu)點。上軋輥平衡裝置用于抬升上輥和防止軋件進出軋輥時受沖擊的裝置。形式有﹕彈簧式﹑多用在型材軋機上﹔重錘式﹐常用在軋輥移動量大的初軋機上﹔液壓式﹐多用在四輥板帶軋機上。為提高作業(yè)率﹐要求軋機換輥迅速﹑方便。換輥方式有 C 形鉤式﹑套筒式﹑小車式和整機架換輥式四種。用前兩種方式換輥靠吊車輔助操作﹐而整機架換輥需有兩套機架﹐此法多用于小的軋機。小車換輥適合于大的軋機﹐有利于自動化。目前﹐軋機上均采用快速自動換輥裝置﹐換一次軋輥只需 5 ～ 8 分鐘。傳動裝置由電動機﹑減速機﹑齒輪座和連接軸等組成。齒輪座將傳動力矩分送到兩個或幾個軋輥上。輔助設備包括軋制過程中一系列輔助工序的設備。如原料準備﹑加熱﹑翻鋼﹑剪切﹑矯直﹑冷卻﹑探傷﹑熱處理﹑酸洗等設備。起重運輸設備吊車﹑運輸車﹑輥道和移送機等。附屬設備有供﹑配電﹑軋輥車磨﹐潤滑﹐供﹑排水﹐供燃料﹐壓縮空氣﹐液壓﹐清除氧化鐵皮﹐機修﹐電修﹐排酸﹐油﹑水﹑酸的回收﹐以及環(huán)境保護等設備。軋機的命名按軋制品種﹑軋機型式和公稱尺寸來命名。“公稱尺寸”的原則對型材軋機而言﹐是以齒輪座人字齒輪節(jié)圓直徑命名﹔初軋機則以軋輥公稱直徑命名﹔板帶軋機是以工作軋輥輥身長度命名﹔鋼管軋機以生產(chǎn)最大管徑來命名。有時也以軋機發(fā)明者的名字來命名 （如森吉米爾軋機）。軋機的選擇按生產(chǎn)的產(chǎn)品品種﹑規(guī)格﹑質量和產(chǎn)量的要求來選定成品或半成品軋機的類型和尺寸﹐并配備必要的輔助﹑起重運輸和附屬設備﹐然后根據(jù)各種因素的要求最后加以平衡選定。軋機動力設施1590 年英國開始用水輪機拖動軋輥﹐直到 1790 年還有用水輪機配以石制飛輪拖動四輥式鋼板軋機的 （圖 4 水輪機拖動的鋼板軋機）。1798 年英國開始用蒸汽機拖動軋機?，F(xiàn)代的軋機均為直流或交流電動機拖動﹐有單機拖動﹐也有通過齒輪成組拖動。軋機的分類軋機可按軋輥的排列和數(shù)目分類﹐可按機架的排列方式分類﹐也可按生產(chǎn)的產(chǎn)品分類﹐分別列于表 1 軋機按軋輥的排列和數(shù)目分類﹑表 2 軋機按機架排列方式分類和表 3 軋機按生產(chǎn)產(chǎn)品分類。軋機的發(fā)展現(xiàn)代軋機發(fā)展的趨向是連續(xù)化﹑自動化﹑專業(yè)化﹐產(chǎn)品質量高﹐消耗低。60 年代以來軋機在設計﹑研究和制造方面取得了很大的進展﹐使帶材冷熱軋機﹑厚板軋機﹑高速線材軋機﹑ H 型材軋機和連軋管機組等性能更加完善﹐并出現(xiàn)了軋制速度高達每秒鐘 115 米的線材軋機﹑全連續(xù)式帶材冷軋機﹑ 5500 毫米寬厚板軋機和連續(xù)式 H 型鋼軋機等一系列先進設備。軋機用的原料單重增大﹐液壓 AGC ﹑板形控制﹑電子計算器過程控制及測試手段越來越完善﹐軋制品種不斷擴大。一些適用于連續(xù)鑄軋﹑控制軋制等新軋制方法﹐以及適應新的產(chǎn)品質量要求和提高經(jīng)濟效益的各種特殊結構的軋機都在發(fā)展中。（見彩圖 鞍山鋼鐵公司初軋廠連軋機組生產(chǎn)情景 ﹑ 初軋坯的定尺切斷設備── 2000 噸大剪 ﹑ 板坯初軋機在軋制板坯 ﹑ 上海第五鋼鐵廠初軋車間均熱爐出鋼 ﹑ 中國制造的 4200 毫米厚板軋機 ﹑ 寬厚鋼板的熱矯直機 ﹑ 鋼板粗軋機前的高壓水除鐵鱗機 ﹑ 2300 毫米鋼板軋機生產(chǎn)場面 ﹑ 1700 毫米帶鋼熱軋機主控室 ﹑ 帶鋼冷軋機正在生產(chǎn) ﹑ 帶鋼冷軋機生產(chǎn)的成品──鋼卷 ﹑ 帶鋼的熱鍍鋅機組 ﹑ H 形寬邊工字鋼軋鋼機 ﹑ 中型軋鋼廠 ﹑ 型材定尺切斷的主要方法──熱鋸 ﹑ 大型軋鋼廠的鋼軌冷床 ﹑ 保證線材性能的線材散卷冷卻 ﹑ 軋制線材的新式 45° 無扭精軋機 ﹑ 小型軋鋼機的圍盤。橫列式小型軋機的重要輔助設備 ﹑ 線材軋機的成品收取設備──線材卷取機 ﹑ 軋制直徑 140 毫米無縫鋼管的自動軋管機 ﹑ 70 年代制成的大直徑鋼管﹐直徑 2540 毫米 ﹑ 現(xiàn)代管材生產(chǎn)方法之一──大直徑螺旋焊管 ﹑ 無縫鋼管廠保證鋼管尺寸精度的均整機 ﹑ 無縫鋼管坯正在穿孔 ﹑ 軋制箔材用的森吉米爾 20 輥軋機 ﹑ 火車車輪和輪箍軋機的工作情景 ﹑ 中國制造的大型鍛壓設備── 32000 噸水壓機 ﹑ 新型塑性加工設備──精鍛機 ﹑ 3000 噸臥式擠壓機 ﹑ 鋁箔軋機 ﹑ 品類繁多的軋輥﹐用于軋制各種產(chǎn)品 ﹑ 鋁連續(xù)鑄軋機）