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，此時就已經完成了煉鋼過程了。得到的鋼坯根據(jù)其用途經過軋制、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，在冶煉前要經過選礦，除去其它雜質，提高鐵礦石的品位，然后經破碎、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，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，并經渣鐵溝分別流入渣、鐵罐內，渣鐵出完后封堵渣、鐵口，以保證高爐生產的連續(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，殼內砌耐火磚內襯。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 術經濟指標良好，工藝 簡單 ，生產量大，勞動生產效率高，能耗低等優(yōu)點，故這種方法生產的鐵占世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產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。產生的煤氣從爐頂排出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產品是生鐵 ，還有副產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)管內上升，通過上升管最終進入汽包，經過汽水分離，水蒸氣從汽包引出進入蓄熱器存儲，最后送入蒸汽管網供生產生活使用。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，補充的水供給蒸發(fā)管內繼續(xù)蒸發(fā)使用。如此反復循環(huán)，不斷冷卻高溫煙氣，產生蒸氣。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，而且可以產生蒸氣回收大量熱能供生產、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測溫、取樣，測出的溫度和含碳量信號經微型機處理后，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，爐中微壓差經變送器變成標準電信號后,由調節(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。軋輥調整裝置用于調整輥縫﹐使軋件達到所要求的斷面尺寸。上輥調整裝置也稱“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?！肮Q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）。軋機的選擇按生產的產品品種﹑規(guī)格﹑質量和產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﹐也可按生產的產品分類﹐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 軋機按生產產品分類。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﹐以及適應新的產品質量要求和提高經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 毫米鋼板軋機生產場面 ﹑ 1700 毫米帶鋼熱軋機主控室 ﹑ 帶鋼冷軋機正在生產 ﹑ 帶鋼冷軋機生產的成品──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﹐用于軋制各種產品 ﹑ 鋁連續(xù)鑄軋機）