炼钢工艺的基本流程是怎样的？

炼钢工艺是将铁矿石或废钢等原料通过一系列物理化学反应转化为钢材的过程，主要分为长流程（高炉-转炉法）和短流程（电炉法）两种。

典型的长流程炼钢工艺（包含短流程）步骤如下：

1. 原料准备

铁矿石：主要成分是氧化铁（如赤铁矿、磁铁矿），需经过破碎、选矿处理。

焦炭：作为高炉燃料和还原剂。

熔剂（石灰石、白云石）：用于去除杂质、调节炉渣成分。

废钢（电炉法主要原料）：回收钢材重新熔炼。

2. 炼铁（高炉炼铁）

高炉结构：高温竖炉，温度可达2000°C。

一氧化碳通过煤粉或焦炭与空气混合后进入高炉，与氧化铁充分接触。

反应过程：

焦炭燃烧生成CO，还原铁矿石中的氧化铁：  

   Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2

石灰石分解为CaO，与杂质（SiO₂、Al₂O₃等）形成炉渣（硅酸盐）。

产物：液态生铁（含碳4%左右，含硫、磷等杂质）。见图1。


图1

3. 炼钢（转炉或电炉）

(1) 转炉炼钢（长流程）

原料：液态生铁（占70-80%）+ 废钢。

氧气顶吹（BOF）：  

向熔池吹入高压氧气，氧化碳、硅、锰、磷等元素。

加入石灰（脱硫、脱磷），形成钢渣。

碳含量降至0.02%-1.5%，得到钢水。

(2) 电弧炉炼钢（短流程）

原料：废钢（占90%以上）。

电加热：石墨电极产生电弧，温度达3000°C，熔化废钢。

脱氧合金化：加入硅铁、锰铁等调整成分。见图2。

转炉炼钢工艺流程

图2

4. 二次精炼

目的：提升钢水纯净度，精确控制成分。

常用方法：

LF炉（钢包精炼）：脱硫、脱氧、合金化。

RH真空处理：去除氢气、氮气，减少夹杂物。

VD炉：真空脱气，用于高端钢材（如轴承钢）。

5. 连铸（连续铸钢）

过程：钢水注入连铸机，冷却凝固成板坯、方坯、圆坯等。

优点：取代传统模铸，提高效率，减少偏析。见图3。

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图3

6. 轧制（热轧/冷轧）

热轧：加热至1100°C以上，轧制成板材、型材（如H型钢）、线材。

冷轧：常温轧制，生产薄板、精密管材（表面更光滑）。

7. 后处理与质量控制

热处理：退火、淬火等改善力学性能。

表面处理：镀锌、涂层防腐蚀。

检测：成分分析、力学性能测试、无损探伤。

关键工艺对比

工艺
长流程（高炉-转炉）

短流程（电炉）
原料
铁矿石+焦炭
废钢（≥90%）
能耗
较高
较低（依赖电力）
碳排放
高（依赖焦炭）
低（废钢循环）
适用场景
大规模生产普钢
|特种钢、小批量生产
近年来，更加注重环保与创新

减排技术：高炉煤气回收（CCUS）、电炉废钢预热。

氢冶金：用氢气替代焦炭还原铁矿石（实验阶段）。

通过上述流程，铁矿石或废钢最终被加工成建筑、汽车、机械等领域所需的各类钢材。