冶金E1014101101X
现代钢铁企业的主要生产流程大致为铁矿石原料经过烧结、球团处理后，采用高炉生产铁水，经铁水预处理后，由转炉炼钢、炉外精炼至合格成分钢水，然后连铸浇铸成钢坯，钢坯经过轧制，制成各类成品。 在钢铁生产工艺中烧结和球团是两种不同的造块方法，但是他们都是将细粒（粉状）物料通过反应变成块状物料，并在物理性能和化学组成上能满足下一步加工要求。烧结是将矿料经过烧结台车燃烧、粉碎、冷却、筛选等工艺造块的方法。球团时先将粉矿加适量的水分和粘结剂制成粘度均匀、具有足够强度的生球，经干燥、预热后在氧化气氛中焙烧，使生球结团，制成球团矿。
烧结矿和球团矿经过不同的筛选过程，得到的成品会在炼铁中得到使用。烧结过程中产生的粉尘必须经过除尘处理，得到的粉尘属于矿料粉末，会进行回收再次加工。烧结产生的余热可以进行发电。 炼铁是将铁矿石冶炼成铁水的过程。铁矿石、焦炭和熔剂等按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉内料面保持一定高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定时从铁口、渣口放出。在炼铁过程中，从高炉下部的风口吹进热风（1000-1300℃），喷入燃料。在高温下焦炭中的碳和喷吹物中的碳
生产的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁。铁矿石通过还原反应练出生铁，铁水通过出铁口放出，矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生产炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。矿渣可以回收用作水泥生产的原料。煤气从炉顶导出，经除尘后，另作他用。高炉生产是连续进行的，一般情况下，一代高炉能连续生产几年到几十年。
衣架钩冶炼好的铁水经过罐车拉至炼钢厂进行炼钢。
炼钢是在转炉中进行的，以铁水、废钢、铁合金为主要原料，通过氧化反应脱碳、升温、合金化的过程。他的主要任务是脱硫、脱氧、脱磷、脱碳，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。磷对大多数钢来说是有害元素，它在钢中的含量高会引起“冷脆”，从高温到零摄氏度一下，钢
的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性和冷弯性能变差。硫对大多数钢来说也是有害元素，它在钢中的含量过高会引起“热脆”，热脆会使钢的热加工性能变坏，引起高温龟裂，并在金属焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊接强度。氧的以氧化物形式存在，会降低钢的韧性。所以对于这些元素必须去除，达到满足生产需要的钢。炼钢过程中的废气必须经过处理后排放，不能拿蓝天白云换取银两。特别是在除硫时，由于铁水中的硫除去后得到的二氧化硫很难利用，制作硫酸，浓度太低，制作石膏，没有经济效益，可是又不能直接排放，所以这一步没有任何经济效益，但是却体现着企业的良心和对社会的责任。
铁水在炼制过程中会根据要求进行精炼，这样可以满足顾客对高品质钢的需求。
液态金属转变为固体金属的过程就是凝固过程，凝固过程主要是晶体或晶粒的生成和长大过程，所以也称结晶。从微观来看，凝固是金属原子从无序状态到有序状态的转变，也就是液体中无规则的原子集团转变为按一定规则排列
的固态结晶体。从宏观来看，它是把液体金属储藏的显热和结晶潜热传输到外界，使液体转变为有一定形状的固态。钢凝固的工艺方法有钢锭模浇铸和连续铸锭，凝固的产品就是钢锭或连铸坯。对连铸而言，炼钢的最终目的是生产合格的连铸坯，因此如何将液态金属转化为合格的连铸坯是炼钢生产中的重要一环。
连铸是20世纪50年代发展起来的一项新型铸钢技术，是指直接将钢水通过连铸装置铸成各种规格钢坯的自动控制过程。它与传统的钢模铸锭法相比，可省去钢模铸锭装置和价格昂贵的初轧开坯装置，具有节约能源、提高产品质量和成材率、降低成本等优点。为防止钢水在结晶器内氧化和减少铸坯与结晶器表面的摩擦，通常要在结晶器钢水液面上覆盖一定厚度的保护渣，它还起到使钢水表面散热稳定的作用。通过测量保护渣层面上的热辐射来控制保护渣的加入量。钢水从钢水包中流入中间包，在这一过程中，钢水是缓慢下降的，所以这时如果还有废渣存在，则会浮在上部，不会进入结晶器中，这也保证了钢坯的质量。连铸坯从结晶器拉出后，其坯壳较薄，中间仍
是钢水，尚需喷水继续冷却，通常根据钢种、铸坯厚度、拉速来控制二次冷
却水量。二次冷却水量调节系统中的主要设备是微型计算机，它利用钢坯的
热传导方程作为数学模型，并用铸坯表面温度作为反馈信号来对二次冷却水
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量进行控制。二次冷却水量控制合适，可避免铸坯产生裂纹。钢坯出来后会
进行飞剪切割，喷码记录。切割的目的是为了便于运送，喷码记录则是为了
钢坯跟踪。
连铸中很重要的一件东西就是保护渣了，保护渣在连铸中起到防粘，散
热的作用。一般国产保护渣质量较差，但价钱便宜，约为进口价的一半，进
口渣价美物优，在生产高品质钢时大多使用进口渣。由于制渣技术问题，也
影响了钢铁的生产。
由于连铸的出现，使钢锭成为了历史，被钢坯取而代之。铸成的钢坯可
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以进行轧钢生产。
轧钢是连铸的下一道工序，它是在旋转的轧辊间改变钢坯形状的压力加
工过程。轧钢的目的与其他压力加工一样，一方面是为了得到需要的形状，例如：钢板，带钢，线材以及各种型钢等；另一方面是为了改善钢的内部质量，我们常见的汽车板、桥梁钢、锅炉钢、管线钢、螺纹钢、钢筋、电工硅钢、镀锌板、镀锡板包括火车轮都是通过轧钢工艺加工出来的。轧钢方法按
轧制温度不同可分为热轧与冷轧；按轧制时轧件与轧辊的相对运动关系不同
可分为纵轧，横轧和斜轧；按轧制产品的成型特点还可分为一般轧制和特殊
轧制。从炼钢厂送过来的连铸坯，首先是进入加热炉，然后经过初轧机反复
轧制之后，进入精轧机。轧钢属于金属压力加工，说简单点，轧钢板就像压
面条，经过擀面杖的多次挤压与推进，面就越擀越薄。在热轧生产线上，轧
坯加热变软，被辊道送入轧机，最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不
间断的作业，钢带在辊道上运行速度快，设备自动化程度高，效率也高。从
平炉出来的钢锭也可以成为钢板，但首先要经过加热和初轧开坯才能送到热
阻焊油墨轧线上进行轧制，工序改用连铸坯就简单多了，一般连铸坯的厚度为150～250ｍｍ，先经过除磷到初轧，经辊道进入精轧轧机，精轧机由7架4辊式
轧机组成，机前装有测速辊和飞剪，切除板面头部。精轧机的速度可以达到
23ｍ／ｓ。热轧成品分为钢卷和锭式板两种，经过热轧后的钢轨厚度一般在包装内托
几个毫米，如果用户要求钢板更薄的话，还要经过冷轧。与热轧相比，冷轧厂
的加工线比较分散，冷轧产品主要有普通冷轧板、涂镀层板也就是镀锡板、镀锌板和彩涂板。经过热轧厂送来的钢卷，先要经过连续三次技术处理，先
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要用盐酸除去氧化膜，然后才能送到冷轧机组。在冷轧机上，开卷机将钢卷
打开，然后将钢带引入五机架连轧机轧成薄带卷。从五机架上出来的还有不
同规格的普通钢带卷，它是根据用户多种多样的要求来加工的，可以加工为
镀锌板，彩涂板等。
冷轧和热轧没有严格意义上的优劣之分，仅仅是生产工艺不同而已，往
往会根据实际用途和技术能力进行冷热轧加工。
现代钢铁生产工艺在很大程度上实现了自动化，企业对于人员的需求数
量在不断减少，但是需求质量在不断增高，因为现代的自动化设备需要技术
型人才，而不是苦力。所以技术尤为重要。其次，现在的大型企业中，由始
至终，高炉、炼钢炼铁设备、轧钢设备、保护渣等都是洋品牌，自己东西少
之又少，所以我们不仅需要先进设备的操作者，也需要先进设备的研发者，生产者，更需要技术的革新者，这样钢铁生产工艺才会不断地先进着，我国
的钢铁工业才会生机勃勃，蒸蒸日上。
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