鋼鐵是怎樣煉成的，有哪些流程工藝？

冶金在耐火材料行業(yè)中一直占據(jù)著主要的位置，鋼鐵可以反復(fù)的回收利用，不論是廢鋼回收還是礦石燒結(jié)精煉都是需要耐火材料的，每生產(chǎn)出一噸鋼材都是要消耗一定比例耐材的，今天為大家介紹一下鋼鐵是怎樣煉成的，有哪些流程工藝？

煉鐵是將金屬鐵從含鐵礦物中提煉出來的工藝流程，高爐煉鐵是現(xiàn)代煉鐵的主要方法，其產(chǎn)量占世界生鐵總產(chǎn)量的95%以上。

高爐煉鐵是以含鐵原料及熔劑、燃料等經(jīng)過燒結(jié)機(jī)制成的燒結(jié)礦，配合熔劑、將煤炭化形成的冶金焦炭作為原料在高爐由熱風(fēng)爐熱空氣及燃料燃燒形成的高溫環(huán)境中發(fā)生一系列物理化學(xué)變化從而將含鐵原料還原成鐵水的過程。

高爐產(chǎn)出的生鐵經(jīng)魚雷罐車送往煉鋼車間進(jìn)入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步精煉，廢鋼作為鐵水的高質(zhì)量來源可以在電弧爐或轉(zhuǎn)爐中初步精煉，初步精煉的鋼水根據(jù)所需冶煉鋼種的要求通過不同的精煉方法進(jìn)行二次冶煉，以獲得目的鋼種。

煉鐵及精煉是原料處理、鐵水冶煉及鋼水精煉等各個(gè)過程相互配。

不論是高爐、魚雷罐、轉(zhuǎn)爐、鋼包、鐵水包、熱處理爐等高溫設(shè)備中都是離不開耐火材料的，為鋼鐵生產(chǎn)保駕護(hù)航。

焦炭在煉鐵過程中燃燒以提供熱量，同時(shí)生成的還原性氣體將含鐵氧化物還原為鐵水，是高爐煉鐵需要的燃料及還原性原料。

焦炭的制備一般在焦?fàn)t中進(jìn)行，現(xiàn)代焦?fàn)t按照裝煤方式、供熱方式及使用的原料不同又可分為許多類型，目前國內(nèi)焦?fàn)t主要有搗固焦?fàn)t及頂裝焦?fàn)t，其工藝流程又殊途同歸：以混合破碎后的煤為原料，通過直接裝入或搗固成煤餅裝入焦?fàn)t炭化室，在由燃燒室傳遞的熱量制造的高溫環(huán)境中炭化形成焦炭，產(chǎn)生的焦?fàn)t氣可用于其他化工產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)出的焦炭經(jīng)過濕法噴淋或干法息焦形成冶金焦炭供高爐煉鐵使用。

燒結(jié)生產(chǎn)流程

鐵礦粉燒結(jié)，就是將細(xì)粒含鐵物料與燃料、熔劑按一定的比例配料，再加水濕潤、混勻和造粒形成混合料，布料于燒結(jié)設(shè)備上，通過點(diǎn)火、抽風(fēng)等操作，借助燃料燃燒產(chǎn)生的高溫和一系列物理化學(xué)變化生成部分低熔點(diǎn)物質(zhì)并軟熔產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，液相將鐵礦物顆粒粘結(jié)起來并在冷卻后固結(jié)成為具有一定強(qiáng)度的多孔塊狀產(chǎn)品，即為燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)經(jīng)歷了固相反應(yīng)、液相生成和冷凝固結(jié)的過程。

含鐵原料一般為含鐵量較高、粒度小于5mm礦粉，鐵精礦，高爐爐塵，軋鋼皮，鋼渣等；熔劑要求熔劑中有效CaO含量高，雜質(zhì)少，成分穩(wěn)定，在燒結(jié)料中加入一定量的白云石，讓燒結(jié)礦含有適當(dāng)MgO，對(duì)燒結(jié)過程有良好作用，可提高燒結(jié)礦的質(zhì)量；燃料主要為焦粉和無煙煤。

通過燒結(jié)可為高爐提供化學(xué)成分穩(wěn)定、粒度均勻、還原性好、冶金性能優(yōu)良的高質(zhì)量原料，為高爐高質(zhì)量、高產(chǎn)、低耗、長壽創(chuàng)造良好條件。燒結(jié)可有效地回收利用冶金、化工能產(chǎn)生的含鐵廢物，如高爐爐塵、轉(zhuǎn)爐爐塵、軋鋼皮、鋼渣、硫酸渣等，既充分利用了國家資源，又減輕了環(huán)境污染，還可以降低生產(chǎn)成本。

高爐生產(chǎn)流程

高爐煉鐵是將含鐵原料（燒結(jié)礦、球團(tuán)礦或鐵礦）、燃料（焦炭、煤粉）及其他輔助原料（石灰石、白云石、錳礦等）按一定比例自高爐爐頂裝入高爐，并由熱風(fēng)爐在高爐下部沿爐周的風(fēng)口向高爐內(nèi)鼓入加熱過的大量富氧空氣助焦炭燃燒，在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成一氧化碳，原料、燃料隨著爐內(nèi)熔煉等過程的進(jìn)行而下降，在爐料下降和上升的煤氣相遇，先后發(fā)生傳熱、還原、融化、脫碳作用而生成生鐵。

鐵礦石原料中的雜質(zhì)與加入爐內(nèi)的熔劑相結(jié)合而成渣，爐底鐵水間斷地放出裝入鐵水罐，完成鐵水三脫后送往煉鋼廠進(jìn)行精煉。同時(shí)產(chǎn)生高爐煤氣，爐渣兩種副產(chǎn)品，高爐渣鐵主要由礦石中不還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成，自渣口排出，經(jīng)水淬處理后全部作為水泥生產(chǎn)原料；產(chǎn)生的煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。

轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程

轉(zhuǎn)爐是當(dāng)今煉鋼工業(yè)中應(yīng)用為廣泛的設(shè)備之一，轉(zhuǎn)爐煉鋼以鐵水、廢鋼、鐵合金等為主要原料，通過吹入氧氣、氬氣、氮?dú)獾葰怏w并加入造渣劑、冷卻劑、增碳劑等無機(jī)非金屬原料，靠鐵液本身的物理熱和鐵液組分間化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量完成冶煉。

經(jīng)過轉(zhuǎn)爐初步精煉后的鋼水進(jìn)入精煉包中進(jìn)行二次精煉，爐外精煉是指將初煉（在氧化性氣氛下熔化、脫磷、脫硫、去除雜質(zhì)和主合金化）鋼液進(jìn)行精煉（在真空、惰性氣體或還原性氣氛下脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和成分微調(diào)等）的冶金過程，對(duì)鋼水的溫度、成分、氣體、有害元素與夾雜物進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，達(dá)到潔凈、均勻和穩(wěn)定的目的。

爐外精煉可根據(jù)精煉手段分為真空循環(huán)脫氣（RH）、真空吹氧脫碳（VOD）、真空電弧加熱脫氣（VAD）、氬氧脫碳（AOD）等精煉方法，通過不同的精煉手段獲得不同的鋼種。

成分調(diào)整完成的鋼液，后送大鋼胚及扁鋼胚連續(xù)鑄造機(jī)，澆鑄成紅熱鋼胚半成品，經(jīng)檢驗(yàn)、研磨或燒除表面缺陷，或直接送下游軋制成條鋼、線材、鋼板、鋼卷及鋼片等成品。

軋鋼和熱卷

經(jīng)過精煉完成的鋼水進(jìn)入鑄鋼階段，通過連鑄或澆鑄鋼錠再進(jìn)行軋鋼獲得大小形狀不一、各種類型的鋼坯，再根據(jù)所需進(jìn)行熱軋或管軋獲得長材和板材。

軋鋼是是在旋轉(zhuǎn)的鋼輥間改變鋼錠、鋼坯形狀的壓力加工，改善鋼的內(nèi)部質(zhì)量及獲得所需形狀如鋼板、帶鋼、線材及各種型鋼等。

熱卷即熱軋卷板，是以板坯（主要為連鑄坯）為原料，經(jīng)加熱后由粗軋機(jī)組及精軋機(jī)組制成帶鋼。從精軋后一架軋機(jī)出來的熱鋼帶通過層流冷卻至設(shè)定溫度，由卷取機(jī)卷成鋼帶卷，冷卻后的鋼帶卷。

連鑄生產(chǎn)流程

連鑄也即是連續(xù)鑄鋼，是將鋼液轉(zhuǎn)變成鋼胚的過程。上游處理完成的鋼液，以盛鋼桶運(yùn)送到轉(zhuǎn)臺(tái)，經(jīng)由鋼液分配器分成數(shù)股，分別注入特定形狀的鑄模內(nèi)，開始冷卻凝固成形，生成外為凝固殼、內(nèi)為鋼液的鑄胚，接著鑄胚被引拔到弧狀鑄道中，經(jīng)二次冷卻繼續(xù)凝固到完全凝固。經(jīng)矯直后再依目標(biāo)長度切割成塊，方塊形為大鋼胚，板狀形即為扁鋼胚，都為半成品，需要經(jīng)鋼胚表面處理后，再送軋鋼廠軋延。

小鋼坯生產(chǎn)流程

大鋼胚由連鑄機(jī)產(chǎn)出后經(jīng)過加熱、除銹、燒除、粗軋、精軋、剪切后，生產(chǎn)成截面118mm*118mm小鋼胚，其中60%的小鋼胚再經(jīng)檢驗(yàn)、研磨去除表面缺陷，供應(yīng)條、線工場軋延成條鋼、線材盤元與直棒鋼產(chǎn)品。

熱軋鋼材生產(chǎn)流程

熱軋鋼是經(jīng)過高溫加熱軋制而成的鋼材，在軋鋼過程中或軋鋼之前需對(duì)材料進(jìn)行加熱，加熱到再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行軋制。

熱軋產(chǎn)品特點(diǎn)：熱軋產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型及良好的可焊接性等優(yōu)良性能，因而被廣泛用于船舶、汽車、橋梁、建筑、機(jī)械、壓力容器等制造行業(yè)。

長材  

鋼材的大類中長材指的是線材、棒材、型材。

線材就是常用的盤圓鋼，一般直徑5~9mm的成卷供應(yīng)的熱軋圓鋼稱為線材，根據(jù)軋機(jī)的不同可分為高速線材和普通線材，還有一部分深加工線材，例如調(diào)質(zhì)鋼、拔絲鋼、卷簾線鋼等。線材通過牽引拉絲可形成鋼絲、繩索等產(chǎn)品。

棒材指橫斷面積為圓形、方形等簡單圖形、長度相對(duì)橫截面積尺寸來說比較大且通常以直條狀提供的一種鋼材，棒材既可以加工成線材也可以通過冷軋制備為條狀鋼材。

型材是指通過軋制、擠出、鑄造等工藝制成的具有一定幾何形狀的物體，外觀尺寸一定，斷面呈一定形狀，具有一定的力學(xué)物理性能。型材既能單獨(dú)使用也能進(jìn)一步加工成其他制造品。

線材生產(chǎn)流程

線材的生產(chǎn)是小鋼坯通過加熱爐加熱后經(jīng)粗軋機(jī)組，中軋機(jī)組，精軋機(jī)，減徑成型機(jī)軋制, 再經(jīng)盤卷機(jī)盤卷成型，冷卻輸送帶輸送后，送至精整區(qū)精整。部分需再處理者，再經(jīng)酸洗被覆、 伸線、退火等制程。為了除去線材表面的氧化皮和銹蝕物，通常利用酸溶液進(jìn)行酸洗；球化退火是線材加工中的重要工藝，是提高材料質(zhì)量和塑性的重要手段，目的是用相變重新結(jié)晶過程和緩慢冷卻來均勻和細(xì)化晶粒，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，利于塑性變形，經(jīng)過以上工藝的線材稱為球化材。

板材

板材是指鋼坯經(jīng)加熱爐加熱后軋制成型的板狀鋼材，通常指的是熱扎板卷、冷軋板卷、中板、寬厚板等。板材是國家建設(shè)需要的重要物資，通過熱軋、冷軋、表面鍍層及切割處理及焊接等操作可制備成工業(yè)、民用各行各業(yè)所需要的鋼鐵器件。

板材生產(chǎn)工藝流程

鋼板生產(chǎn)作業(yè)是以扁鋼坯為原料，扁鋼坯經(jīng)過加熱爐加熱到1200°C，再經(jīng)軋延、冷卻、整平到剪(焰)切成為成品。

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