二級結構師輔導：鋼的基礎知識
發布時間：2012-07-25 共1頁
鋼的來源
鋼的源頭是鐵礦砂，即鐵元素（Fe）在自然界中的存在形式，純粹的鐵在自然界中是不存在的，鐵礦砂主要分為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦三種，這些都是鐵的氧化物，不同之處在于它們的氧化方式。鐵礦砂中的含鐵量越高越好，理論上鐵礦砂中的最高含鐵量在72%左右，含鐵量在60%以上稱為富鐵礦。鐵礦砂先在熔爐內還原成鐵（銑鐵），再送入煉鋼爐內脫碳精煉成鋼，廢鋼也可在煉鋼爐熔煉再生。一般鋼鐵依使用用途制成性質、形狀各異的商品，既所謂的鋼鐵制品。通常鋼鐵制品是將鐵礦石還原，熔解成銑鐵（煉銑），銑鐵精煉成鋼（煉鋼），鋼再軋延、加工后制成各種鋼鐵制品，廣義的鋼鐵制品包含鑄鐵、鑄鋼、鍛造鋼品及鋼材加工的制品。
煉 銑
鐵礦砂在熔爐（高爐）中提煉成鐵的過程稱為煉銑。熔爐外部由鋼板鑄造而成，內部襯耐火磚。高度20~30m，爐徑6~8m形狀的爐稱為高爐（銑鐵日產超過一萬噸的大型高爐爐床直徑13~14m，爐高100m以上）。煉銑時，自高爐上方將鐵礦砂、焦炭、石灰石等交互投入，熱風爐加熱過的空氣由高爐下部風口吹入，爐內焦炭燃燒生成1500.C高溫，產生一氧化碳（CO）爐氣自爐中上升，一氧化碳把鐵礦砂還原；煉成的銑鐵自爐下方出銑口流出，由混銑爐暫貯并運到煉鋼工場，或用盛桶裝熔銑注入形狀似豬槽的鑄模內。
煉 鋼
高爐熔出的銑鐵碳含量高（C含量3%以上），硅（Si）、磷（P）、硫（S）等不純物多，產品既硬且脆。把雜質減低煉成強韌性質的鋼制品，此過程稱為煉鋼。煉鋼原料除銑鐵、廢鋼外，還有去除不純物用的熔劑，生石灰、螢石，脫氧劑合金鐵等，使鋼的品質提高。煉鋼方法主要有轉爐、電爐、平爐三種，隨煉鋼爐種類不同使用的原料各異，轉爐用以熔銑，電爐以廢鋼為主原料，平爐使用銑鐵和廢鋼。
煉鋼法
電爐煉鋼法電氣爐如鍋子形狀，由爐蓋、爐壁、爐床三部分構成，外側是厚鐵板制成，內側有冷卻水管，爐床筑耐火磚與耐火材料，爐體可以前后傾動，爐蓋中央有電極垂直插入，可自動調整升降，電極的弧光高熱溶解廢鋼，進行氧化、還原精煉成優質鋼品，電氣爐又有直流（DC）與交流（AC）兩種，直流電爐使用電極一支，交流電爐三支，所以直流電爐電極單位耗用量較低，溶解熱效率較好，噪音低。
轉爐煉鋼法：轉爐以熔銑為主原料，精煉時間短，幾乎不需燃料，可降低成本，高爐溶解的熔銑置入轉爐后吹入高壓氧氣，將銑鐵中的碳素與其它不純物氧化燃燒去除，可提煉出純度高的鋼，吹氧方式有頂吹、底吹、頂底吹三種。
平爐煉鋼法：平爐是平船底形狀的反射爐，加入銑鐵、廢鋼、石灰石用燃料加熱溶解，以氧氣或氧化鐵把銑鐵中的碳（C）和硅（Si）磷（P）等氧化去除，精煉完成加入硅鐵、錳鐵、鋁去除鋼液中的氧氣、氮氣，煉鋼時間較長。近年此法逐漸消失被轉爐取代。連續鑄造：熔鋼不能直接作軋延，必須造塊（現已幾乎消失）或由連續鑄造方式作成扁鋼胚、大綱胚、小鋼胚等半成品，連鑄設備有垂直形、彎曲形、水平形式，設備有分鋼槽、銅模、冷卻裝置、矯直機、引拔機、切斷裝置等，鋼液由盛鋼桶流出熔鋼到分鋼槽，依模型鑄成制品，可以冷卻后再加熱軋延，連鑄后不等冷卻直接軋延的方法已被采用，能節省能源降低成本。
