Question

铁是怎么炼成钢的？

Answer 1

现代炼钢工艺可以分为两类：初级和次级。

初级炼钢涉及通过碱性氧气炼钢将高炉中的液态铁和废钢转换成钢，或者在电弧炉中将废钢或直接还原铁（DRI）熔化。

二次炼钢涉及在铸造之前对粗钢进行精炼，并且各种操作通常在钢包中进行。在二次冶金中，添加合金剂，降低钢中的溶解气体，并去除或化学改变夹杂物，以确保铸造后生产出高质量的钢。

一、初级炼钢

碱性氧气炼钢是将富碳熔融生铁转化为钢的初级炼钢方法。通过熔融的生铁吹氧会降低合金的碳含量，并将其转变为钢。

该过程被称为基本因的化学性质耐火材料-氧化钙和氧化镁-即线的容器承受高温和熔融金属的腐蚀性质和炉渣在该容器中。该过程的炉渣化学成分也得到控制，以确保从金属中去除诸如硅和磷之类的杂质。

该工艺是由罗伯特·杜勒（Robert Durrer）于1948年开发的，它采用了贝塞默（Bessemer）转化炉的改进技术，其中吹入的空气被吹入的氧气代替。它减少了工厂的投资成本和冶炼时间，并提高了劳动生产率。

在1920年至2000年之间，该行业的劳动力需求减少了1000倍，从每吨3个以上的工时减少到仅0.003个工时。

世界上生产的绝大多数钢材都是使用碱性氧气炉生产的。2011年，它占全球钢铁产量的70％。现代熔炉将装载多达350吨的铁，并在不到40分钟的时间内将其转化为钢，而在平底炉中则需要10–12个小时。

电弧炉炼钢是由废料或电弧熔化的直接还原铁生产的钢材。在电弧炉中，可以通过将废料装载或将还原的铁直接引入炉中来启动一批钢（“加热”），有时还带有“热跟”（来自先前加热的熔融钢）。气体燃烧器可以用来协助炉中废料堆的熔化。

与碱性氧气炼钢中一样，还添加了助焊剂以保护容器的内衬并帮助提高杂质的去除率。电弧炉炼钢通常使用容量约为100吨的熔炉，每40至50分钟生产一次钢，以进行进一步处理。

二、二次炼钢

二次炼钢通常在钢包中进行。在钢包中执行的某些操作包括脱氧（或“杀死”），真空脱气，合金添加，夹杂物去除，夹杂物化学改性，脱硫和均质化。现在常见的是在带有气体加热的钢包中对钢包进行冶金操作，并在炉盖中进行电弧加热。

钢包冶金的严格控制与高等级钢的生产有关，在这种钢中，化学成分和稠度的公差很窄。

用途范围

铁和钢都被广泛地应用于建造道路、铁路、其他基础设施、设备与建筑。大部分的现代架构，诸如体育场与摩天大楼、桥梁与机场，都是用钢制的支架来支撑。就算是用混凝土的结构，也要用钢筋来加固。

此外，钢在家用电器与汽车制造都有广泛应用。尽管用铝的汽车主体正在增加，但是它们的主要材料仍然是钢。钢也被用于各种建造用的材料，例如螺栓、钉子及螺丝。

其他常见应用还包括造船、输送管道、采矿、离岸建设、航天、白色家电（如洗衣机）、工程作业车辆（如推土机）、办公室家具、钢棉、工具及个人用背心式盔甲或载具用装甲（当中最有名的是轧压均质装甲）。

Answer 2

把炼钢用生铁放入炼钢炉内熔炼，再把钢液浇铸成型，冷却后即得到钢锭或连铸或直接铸成各种铸钢件等。

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，尔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。

钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。

炼钢过程成分控制：

保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节，但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内；一般在不影响钢性能的前提下，按中、下限控制。

吹炼终点时，钢液中含硅量极低。为达到各钢号对硅含量的要求，必须以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脱氧剂消耗部分外，还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算，不可超过吹炼钢种所允许的范围。