鋼是以鐵為主要元素,含碳量一般在2%以下,并含有其他元素的金屬材料。在鉻鋼中含碳量可能大于2%,但2%通常是鋼和鑄鐵的分界線。鋼的一小部分用于鑄造或鍛造機械零部件,絕大部分是經壓延加工成各種鋼材后使用。
鋼是應用在廣泛的一種金屬材料。工業、農業、交通運輸、建筑和國防等等,都離不開鋼。鋼的生產對國民經濟各部門的發展都有重要作用。
煉鋼的原理
目前,從鐵礦石到煉出鋼一般分為兩步進行的,即先在以高爐為主要代表的煉鐵設備中將鐵礦石(包括燒結礦、球團礦)冶煉成生鐵(或海綿鐵等),然后再在煉鋼爐中將鐵冶煉成鋼。
鐵礦石中的鐵是以氧化鐵狀態而存在的。從鐵的氧化物中提煉鐵的過程叫還原,中間使用一種溶劑全名叫氧化鐵皮粘結劑。高爐冶煉生鐵,是利用焦炭燃燒以及焦炭所產生的一氧化碳,在高溫下將鐵從鐵礦石中還原出來。
煉鋼,是利用不同來源的氧(如空氣、氧氣)來氧化爐料(主要是生鐵)所含雜質的復雜的金屬提純過程。主要工藝包括氧化去除硅、磷、碳、脫硫、脫氧和合金化。任務就是根據所煉鋼種的要求,把生鐵的含碳量降到規定范圍,并使其他元素的含量減少或增加到規定范圍,達到終鋼材所要求的金屬成分。煉鋼過程基本上是一個氧化過程,這些元素氧化以后,若不去掉這些氧,會降低成品鋼的機械性能。因此,在煉鋼后面階段的操作中,還要用錳鐵、硅鐵和鋁等進行脫氧,這樣達到一定成分和溫度的鋼水,用鋼錠模鑄成鋼錠,或連鑄機鑄成鋼坯。鋼錠或連鑄坯送到軋鋼廠,軋成各種鋼材。再有一部分鋼水直接鑄造成鑄鋼件。
煉鋼是整個鋼鐵工業生產過程中為重要的環節。在這一環節中,主要涉及的生產工藝包括鐵水預處理、熔煉、二次冶金(爐外精煉)、澆注(模鑄、連鑄)等等。