煉鋼先煉鐵。鋼從生鐵而來。用鐵礦石冶煉而得的生鐵

，含碳量較高，而且含有許多雜質（如矽
、錳
、磷、硫等）。因此，生鐵缺乏塑性和韌性，力學性能差
，除熔化澆鑄外，無法進行壓力加工
，因而限製了它的用途。

　　為wei了le克ke服fu生sheng鐵tie的de這zhe些xie缺que點dian
，使shi它ta在zai工gong業ye上shang能neng起qi到dao更geng大da的de作zuo用yong，還hai必bi須xu在zai高gao溫wen下xia利li用yong各ge種zhong來lai源yuan的de氧yang，把ba生sheng鐵tie裏li麵mian的de雜za質zhi氧yang化hua清qing除chu到dao一yi定ding的de程cheng度du，以yi得de到dao一yi定ding成cheng分fen和he一yi定ding性xing質zhi的de鐵tie碳tan合he金jin——鋼。這種在高溫下氧化清除生鐵中雜質的方法叫煉鋼。

 

　　煉鋼的基本原理

　　生鐵中的各種雜質，在高溫環境下
，不同程度上都與氧有較大的親和力。因此可以利用氧化的方法使它們成為液體、固(gu)體(ti)或(huo)氣(qi)體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)，液(ye)體(ti)和(he)固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)與(yu)爐(lu)襯(chen)和(he)加(jia)入(ru)爐(lu)內(nei)的(de)熔(rong)劑(ji)進(jin)行(xing)反(fan)應(ying)，結(jie)合(he)成(cheng)爐(lu)渣(zha)，並(bing)在(zai)扒(ba)渣(zha)時(shi)被(bei)排(pai)除(chu)爐(lu)外(wai)，氣(qi)體(ti)也(ye)在(zai)鋼(gang)水(shui)沸(fei)騰(teng)時(shi)被(bei)CO帶到爐外。

　　在煉鋼爐內，雜質的氧化主要是依靠FeO的存在而實現的。

　　2Fe＋O2→2FeO

　　1.矽元素的氧化

　　矽與氧有較大的親和力
，因此矽的氧化很迅速，它在冶煉初期就已經完全被氧化而生成SiO2：

　　Si+2FeO→SiO2+2Fe

　　同時SiO2又和FeO反應形成矽酸鹽：

　　2FeO+SiO2→2FeO·SiO2

　　這種鹽是爐渣中很重要的一部分，它與CaO作用生成穩定化合物2CaO·SiO2和FeO，前者牢固存在於爐渣中，後者變成了渣中的遊離成分，使渣中FeO的含量增加
，對促進雜質的氧化是比較有利的。其反應如下：

　　2FeO·SiO2+2CaO→2CaO·SiO2+2FeO

　　2.錳元素的氧化

　　錳也是易氧化的元素，它所生成的MnO有較高的熔點
，MnO在金屬液中並不溶解，但是它與SiO2形成化合物浮在液體金屬表麵
，成為爐渣的一部分。

　　Mn+FeO→MnO+Fe

　　2MnO+SiO2→2MnO·SiO2

　　矽、錳的氧化反應放出大量的熱
，可以使爐溫迅速提高（這一點對轉爐煉鋼特別重要），大大加速了碳的氧化過程。

　　3.碳元素的氧化

　　碳的氧化需要吸收大量的熱能
，所以必須在較高的溫度下才能進行。碳的氧化又是煉鋼過程中很重要的一個反應：

　　C+FeO→CO+Fe

　　由於碳氧化時生成了CO氣體，它從液體金屬中逸出時起強烈的攪拌作用，這種作用叫做“沸騰”。產生沸騰的結果，可以促使熔池成分和溫度均勻，加速金屬與爐渣界麵的反應，同時也有利於去除鋼中氣體和夾雜物。

　　4.磷元素的氧化

　　磷的氧化在不太高的溫度下即可發生
，去磷過程由幾個反應組合而成，其反應如下：

　　2P+5FeO→P2O5+5Fe

　　P2O5+3FeO→3FeO·P2O5

　　當在堿性爐渣中有足夠的CaO時會發生如下反應：

　　3FeO·P2O5+4CaO→4CaO·P2O5+3FeO

　　所生成的4CaO·P2O5是穩定的化合物
，它牢固地保持在爐渣中，因而達到了去磷的目的。

　　必須注意
，鋼水在脫氧過程中

，要加入矽鐵
、錳鐵等脫氧劑，因而常常在脫氧以後，爐渣呈現酸性，而使3FeO·P2O5遭到破壞
，從中還原出P2O5，而P2O5是(shi)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)
，它(ta)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)易(yi)被(bei)碳(tan)還(hai)原(yuan)，產(chan)生(sheng)回(hui)磷(lin)現(xian)象(xiang)。這(zhe)也(ye)說(shuo)明(ming)了(le)在(zai)酸(suan)性(xing)爐(lu)內(nei)去(qu)磷(lin)是(shi)十(shi)分(fen)困(kun)難(nan)的(de)。為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)的(de)產(chan)生(sheng)
，必(bi)須(xu)適(shi)當(dang)地(di)增(zeng)加(jia)爐(lu)渣(zha)堿(jian)度(du)和(he)渣(zha)量(liang)，提(ti)高(gao)爐(lu)渣(zha)氧(yang)化(hua)性(xing)等(deng)。

　　5.硫元素的氧化

　　硫是以FeS的形式存在。當爐渣中有足夠的CaO時，同樣也能將硫去除，反應如下：

　　FeS+CaO→CaS+FeO

　　生成的CaS並不溶於鋼水中，而形成了爐渣浮在鋼水表麵。

　　上麵這個反應是可逆反應，而且是在含有FeO的爐渣中進行的，當FeO與CaS發生作用時，會使硫重新回到鋼水中，所以去硫效率隨渣中FeO的含量減少而增高。

　　而渣中含有足夠的碳時，反應就不同了：

　　CaO+FeS+C→CaS+Fe+CO

　　由於碳奪去了FeO中的氧，失去了CaS與FeO作用的可能性，使反應不能逆向進行，這就是為什麼電爐煉鋼時去硫要比其他兩種方法來得完全的原因。 

　　在去硫過程中，錳也起了促進去硫的作用，其過程如下：

　　FeS+MnO→MnS+FeO

　　生成的MnS幾乎不溶於鋼水而進入渣中。因此
，去硫的作用隨錳的氧化而加大。

　　6.FeO的脫氧

　　通過上述一係列氧化反應以後，雖然雜質被氧化了，達到了去除的目的，但是也由於氧化的結果，使鋼水中含有較多的FeO
，也就是說鋼水中存在著大量的氧，給鋼帶來很大的危害，一方麵使鋼帶有大量氣泡；另一方麵也使鋼出現熱脆和冷脆現象，而且危害性隨含碳量的增加而加大。

　　因此

，在煉鋼過程的最後，還必須設法去除鋼水中大量存在著的氧。通常采用的方法是在鋼水中加入一些脫氧劑，如錳鐵、矽鐵、鋁等，它們強烈地從FeO中奪取氧而達到脫氧的目的，其反應如下：

　　FeO+Mn→MnO+Fe

　　2FeO+Si→SiO2+2Fe

　　3FeO+2Al→Al2O3+3Fe

　　7.爐渣的作用

　　整個煉鋼過程由氧化和還原兩個過程組成
，通常把碳、矽
、錳、lindeyanghuachengweiyanghuaqineidefanying，batuoliuhetuoyangchengweihaiyuanqineidefanying。congyishanggexiangfanyingshizhongkeyikandao，weileqingchujinshuzhongdezazhi
，bixukaolvduofangmiandeyinsu
，danshiqizhongzuizhuyaodeyinsujiushizaozhahechuzha。

　　爐渣在煉鋼過程中具有下列重要作用：

　　①爐渣應保證煉鋼過程按一定反應方向來進行（氧化或還原）。

　　②爐渣應保證最大限度地去除金屬中的有害雜質（磷和硫）
，以及防止爐氣中的氣體（氮氣和氫氣）進入到金屬中。

　　③爐渣應保證操作過程中鐵和其他有價值的元素損失最小。

 

　　煉鋼的基本方法

　　①轉爐煉鋼

　　轉爐煉鋼法就是利用空氣或氧氣，采取底吹、側吹和頂吹的方式，使鐵水中的元素氧化到規定限度
，從而得到成分合格的鋼的一種煉鋼方法。

　　

　　②電爐煉鋼

　　電爐是利用電能轉變成熱能來煉鋼的，常用的電爐有兩種：電弧爐和感應電爐。電弧爐用得最廣，宜於冶煉優質鋼和合金鋼；感應電爐用於冶煉高級合金鋼和有色合金。

　　

　　③平爐煉鋼

　　隨sui著zhe工gong業ye的de發fa展zhan，金jin屬shu加jia工gong工gong業ye中zhong積ji累lei了le大da量liang廢fei鋼gang。當dang時shi無wu法fa用yong轉zhuan爐lu將jiang它ta重zhong新xin吹chui煉lian成cheng鋼gang，因yin此ci煉lian鋼gang工gong作zuo者zhe們men就jiu尋xun找zhao一yi種zhong用yong廢fei鋼gang作zuo原yuan料liao的de煉lian鋼gang方fang法fa。1864年由法國人馬丁發明了平爐煉鋼法。

　　

　　氧氣頂吹轉爐煉鋼法的迅速發展
，逐漸取代了平爐煉鋼法。隨著科學技術的進步，一些新的煉鋼方法不斷出現，比如鋼水的真空處理
、電渣爐熔煉
、真空感應電爐熔煉等方法
，早已得到了越來越多的使用。