钢铁冶炼 iron and steel making

炼钢、炼铁的工艺、方法和过程。其基本工艺过程是在炼铁炉内以不同工艺把铁矿石炼成生铁，以生铁、废钢为原料用不同方法炼成钢，并铸成连铸坯或钢锭。

1.炼铁

现代炼铁是高炉炼铁、直接还原炼铁和熔融还原炼铁三种工艺并存。

高炉炼铁的工艺特点是技术完善成熟，效率高，能耗低，产品质量好，设备大型化、长寿化，因此高炉炼铁工艺在相当长的时期占主导地位。

基本流程是：将炼焦煤装入焦炉，炼成焦炭，将铁矿粉进行铁矿石预处理制成烧结矿或球团矿，然后将焦炭和烧结、球团矿中的一种、两种或三种以及熔剂按一定配比装入高炉，并从其下部鼓进热风进行燃烧、还原、熔化而生产出铁水，其中大部分供给炼钢。

直接还原炼铁是随着电弧炉炼钢迅速发展面兴起，其产品是固态海绵铁，供电（弧）炉炼钢用作消洁炉料。

熔融还原炼铁以煤代焦百直接用粉矿炼铁，因而既不需要炼焦，又不需要烧结或球团，使炼铁流程简化，以求取代高炉，是炼铁技术的发展方向。

2.炼钢

以高炉炼成的铁水及废钢、海绵铁等为原料，用不同的方法，通过升温、造渣、氧化、合金化来炼出合乎要求的钢。

主要的炼钢方法有平炉炼钢、转炉炼钢、电（弧）炉炼钢。用铁水炼钢的最好方法是转炉炼钢，特别是氧气转炉炼钢的出现，不只冶炼周期短，生产效率高，而且钢的质量大为提高，生产的钢种显著增加，还能够生产高合金不锈钢。转炉炼钢不需外加热源，而依靠元素氧化的化学反应放热已足够冶炼升温所需，并有余热用来熔化废钢，所以转炉炼钢可使用部分废钢作为原料。

电（弧）炉炼钢主要以废钢为原料，依靠输入的电能通过电弧转化为热能进行冶炼。随着转炉炼钢发展，大量消耗废钢的平炉炼钢比例下降，社会废钢过剩、废钢价格下降促使了电炉炼钢发展。

3.工艺流程

由主要工序、辅助工序和工序之间的连接环节组成。主要工序技术的变化，必然引起工艺流程的变化，氧气转炉炼钢、炉外精炼、连续铸钢和超高功率电弧炉技术的开发成功并迅速工业化，使钢铁生产工艺流程发生了极大变化。

以铁矿石为铁源的高炉—转炉—炉外精炼—连铸—连轧的传统钢铁生产工艺流程，称为高炉—转炉长流程；而以废钢为铁源的超高功率电弧炉—炉外精炼—连铸—连轧的电炉流程，称为电炉短流程。

高炉—转炉长流程生产工艺成熟。但这个流程建设投资大，流程长，生产灵活性差，建厂条件要求高而复杂，特别需要建设烧结和焦化这些投资大、能耗高而严重污染环境的工序，而且世界范围内焦煤日益匮乏且价高。电炉短流程有很强的竟争力，投资少，建厂条件容易满足，建设期短，成本低，环境保护好。但采用这个流程必须有充足的废钢资源和电力供应。

长、短流程的差别是炼钢以前的工序，即高炉、烧结、焦化。对这几个工序各国冶金工作者都在致力于寻求更好的方法取代它们。现代钢铁生产工艺流程从冷态间断生产工艺流程发展到热态连续生产工艺流程，形成了热态连续化专业化的生产线。连铸连轧和无焦炼铁技术——熔融还原炼铁技术开发成功并走向工业化，使钢铁生产工艺流程进入了革命性的发展阶段，出现了紧凑式短流程：一是电炉紧凑式短流程，即废钢—超高功率电炉—炉外精炼—薄板坯连铸连轧；二是转炉紧凑式短流程，即熔融还原—氧气转炉—炉外精炼—薄板坯连铸连轧。

合理的工艺流程不只是在技术上先进，而且在经济上合理，重视产品质量与成本，能够生产出高竞争力的产品。

推荐书目

李慧. 钢铁冶金概论，北京：冶金工业出版社，1993.

摘自：《中国大百科全书（第2版）》第7册，中国大百科全书出版社，2009年