怎么从铁矿提炼高强度钢铁

1. 钢铁是怎样炼成的从铁矿石到钢铁的过程

铁矿到高炉中高温融化，然后再进行冷却，冷却过程中根据物理特性，铁物子会结合在一起，石头中各种物子也会各自凝聚，经过反复融化和冷却，钢铁就会从中分离出来了，其实很复杂的

2. 那么铁矿石是怎么提练的呢

欲将铁矿石中的铁提炼出来，可置铁矿石于高炉中冶炼，冶炼过程实为还原反应，以焦炭为还原剂，再加一些石灰石和二氧化硅等作助熔剂。冶炼时先将处于高炉下层的焦炭点燃，使其生成CO2，CO2与灼热的焦炭起反应生成CO，反应可表示如下：

C O2→CO2

CO2 C→2CO

一氧化碳气体能将铁矿石中的铁还原出来

Fe2O3 3CO→2Fe 3CO2

由于炉中温度很高，还原出来的铁被熔化为铁水，铁水可从高炉中放出。因为在炉中铁水和碳接触，铁水中含碳量较高，约有3％～4％，这种铁称为生铁。生铁性脆，一般只能浇铸成型，又称铸铁。生铁中还含硫、磷、硅、镁等其他杂质。处于熔融状态的铁水，其中碳以Fe3C的形式存在，待铁水慢慢冷却，Fe3C则分解为铁和石墨，此时的铁其断口呈灰色，故称灰口铁。若将熔融的铁水快速冷却，Fe3C来不及分解而保留下来，此时铁的断口呈白色，称白口铁。白口铁质硬且脆，不宜加工，一般用来炼钢。灰口铁柔软，有韧性，可以切削加工或浇铸零件。若在铁水中加入0.05％镁，使生铁中的碳变成球状，得到的是球墨铸铁。球墨铸铁可使灰口铁的强度提高一倍，塑性提高20倍，它具有高的强度、塑性、韧性和热加工性能，又保留了灰口铁易切削加工等优点。由于球墨铸铁的综合性能好，在工业上得到广泛应用。

从高炉冶炼得到的生铁，含铁约95％左右，要得到纯铁(含铁99.9％以上)可采用电解还原铁盐的方法。纯铁是银白色且有金属光泽，性软，有延展性，熔点为1535℃，沸点为3000℃。纯铁除了作为分析试剂外，其他用途很少。纯铁在室温下是体心立方结构，称为α-Fe。将纯铁加热，当温度到达910℃时，由α-Fe转变为γ-Fe，γ-Fe是面心立方结构。继续升高温度，到达1390℃时，γ-Fe转变为 δ-Fe，它的结构与α-Fe一样，是体心立方结构。纯铁随着温度增加，由一种结构转变为另一种结构，这种现象称为相变。发生结构转变时的温度称为相变温度。钢铁是铁和碳的合金体系总称。其特点是强度高、价格便宜、应用广泛，钢铁约占金属材料产量的90％，是世界上产量最大的金属材料。钢铁中含碳量大于2.0％的叫生铁，小于0.02％的叫纯铁，在这两者之间的称为钢。钢中含碳量小于0.25％的称低碳钢，介于0.25％～0.60％的称中碳钢，大于0.60％的称高碳钢。

所谓炼钢，其实质是控制生铁中的含碳量达到钢的要求，同时除去危害钢的性能的一些杂质，如S，P等。若想得到特殊性能的合金钢，当然还要加入一些其他金属。

3. 铁矿石是怎样炼成铁的

钢材从最初的铁矿石，经过不断烧结冶炼，轧制、热处理及机械加工，最终得到成品。下面咱们一起来了解一下钢铁生产工艺流程吧：

钢板生产流程：钢板生产作业是以扁钢胚为原料,扁钢胚经过加热炉加热到1200°C,再经轧延、冷却、整平到剪(焰)切成为成品。

4. 钢是怎么练成的

炼钢的过程一般是生铁脑碳的过程，基本上是高温铁水放入转炉吹氧，加入适量合金，再用真空等精练炉进行精炼，得到所需钢种。还有一个是电炉炼钢，后面的程序是一样的。

钢或称钢铁、钢材，是一种由铁与其他元素结合而成的合金，当中最普遍的是碳。碳约占钢材重量的0.02%至2.0%，视乎钢材的等级。其他有时会用到的合金元素还包括锰、铬、钒和钨。

碳与其他元素有硬化剂的作用，能够防止铁原子的晶格因原子滑移过其他原子而出现位错。调整合金元素的量，及其存在与钢中的形式（溶质元素及参与相），就能够控制钢成品的特性，例如硬度、延展性及强度。加了碳的钢会比纯铁更硬更强，但是这种钢的延展性会比铁差。

含碳量高于2.0%的合金叫铸铁，因为这种合金的熔点较低，可铸性强。钢又跟熟铁不同，熟铁可以含有少量的碳，但这些碳杂质都是夹杂在钢中的残留熔渣。钢有两种跟铸铁和熟铁不同的特性，就是钢的耐锈度较高，以及可焊度更佳。

尽管在文艺复兴之前很久，人们已经懂得使用各种低效的方法来生产钢，但是钢的普及化要等到十七世纪，也就是有了更高效的生产法之后。自从在十九世纪发明了贝塞麦炼钢法之后，钢就成了一种可大量生产的廉价材料。

后来炼钢法经过更多的改进，例如碱性氧气炼钢法，使得钢的生产价格更低，但同时品质更好。时至今日，钢已经成为世界上普遍的材质，年生产量达十三亿吨。在各种建筑、基础设施、工具、船只、汽车、机械、电器及武器中，钢都是一种主要的成分。现代钢铁一般用各种标准化团体所制定的不同品质标准来区分。

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地球地壳上所有的天然铁都是以矿石的形式存在，一般为氧化铁，例如磁铁矿及赤铁矿等。要提取铁，就要把铁矿中的氧移除，让氧与其他的化学元素结合，例如碳。

这个过程叫熔炼，最早应用于熔点较低的金属，例如熔点约为250 °C的锡及熔点约为1,100 ℃的铜。而铸铁的熔点则为1,375 ℃。这种温度用青铜时代已经有的古老方法就可以达到。

由于氧化率在800 ℃以上时会急剧增加，所以保持冶炼环境低氧是很重要的。跟铜与锡不同的是，液态铁能够很容易地溶解碳。熔炼所生成的合金（生铁）含碳量过高，因此还不能叫作钢。后续的步骤会把多余的碳和氧除掉。

很多时候会向铁／碳化合物加入其他材料，来达至所需的特性。在钢里加入镍和锰会增加钢的强度，并使奥氏体的化学性质更加稳定，加入铬会使硬度及熔点上升，加入钒也可以使硬度上升，但同时更会减轻金属疲劳所带来的效应。

为了防止腐蚀，最少会要加入11%的铬，这样表面就会生成一层硬的氧化物；这种合金叫不锈钢。钨能干预渗碳体的生成，使马氏体得以在较低的淬火率下生成，这样的成品叫高速钢。另一方面，硫、氮与磷会使钢变得更脆弱，因此必须从矿石中除掉这些普遍存在的元素。

5. 铁是怎样变成钢的

从铁矿石（即赤铁矿，菱铁矿，磁铁矿等）中提取的是生铁的2％至4.3％，然后在高温下用氧化剂氧化过量的碳和其他杂质。 通常通过氧气顶吹转炉炼钢（吹氧）除去气体或炉渣，将其转化为含有0.03％至2％碳的钢，并且在炼钢过程中添加诸如硅，锰和铝的合金作为脱氧。 。 该试剂用于调整钢水的成分，以制造符合规格的钢。 同时，可以添加一些必要的元素以使其成为各种优异性能的合金。

1、钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。

2、“钢”的元素：

（1）碳（Carbon)

存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.6%以上的碳，也称为高碳钢。

（2）铬（Chromium)

增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈。

（3）锰（Manganese）

重要的奥氏体稳定元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性和强度及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM 420V。

（4）钼（Molybdenum）

碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1%或者更多的钼，这样它们才能在空气中变硬。

（5）镍（Nickle）

保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6AUS-6和AUS-8中。

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钢的标识方法：

美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中：

（1）奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示，例如，某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、 304、 316以及310为标记，

（2）铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。

（3）铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢 是以410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体），

（4）不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。

6. 铁矿石经过哪些步骤练成钢铁的

原料--可以是铁矿石也可以是废铁，这取决于工艺过程--首先熔化成钢水。以矿砂为原料的炼钢须使用高炉，而以废铁为原料的工艺使用的是电弧熔炉。
然后，钢水被倒入连铸机中凝固。
这样就生产出了我们所知道的半成品。这些半成品可以是具有矩形横截面的扁钢锭，也可以是具有个正方形截面的块钢或者钢坯。它们都是一些坯料，用于制造最后的成品。
最后，这些半成品被变形或轧制成为最终成品。 其中的一些须经过热处理，就是所谓的“热轧”。 随后，一半以上的经过热轧的薄钢板在环境温度下再次轧制（即所谓的“冷轧”）。 然后，它可以被涂上一层抗腐蚀的防护材料。
1－烧结
在烧结车间中，制备铁矿石。铁矿石被压碎碾成标准化的颗粒，被烧结或粘合在一起。烧结的铁矿石随后被压碎，并按一层焦炭、一层矿石的交替方式，被加入高炉中。焦炭是是从富炭煤蒸馏出的固体残渣，极易燃烧。
2－高炉
在高炉中，从铁矿石中提取铁。固态的矿石和焦炭由顶部加入高炉，而高炉底部送来的一股热气（1200℃）致使几乎是100%含炭量的焦炭开始燃烧。 这便产生了碳的氧化物，它通过除氧过程来减少了氧化铁，从而分离出铁。 由燃烧产生的热量将铁和脉石（矿石中矿物的集合）熔化成液体。 脉石，由于比较轻，会漂浮至铁水表面，就是所谓的“生铁”。炉渣是熔融脉石产生的残渣，可用于其他工业用途，比如用于铺设道路或生产水泥。
3－炼焦炉
焦炭是煤在炼焦炉中通过干馏（即将不需要的成分气化掉）得到的可燃物质。焦炭几乎是纯碳，其结构呈多孔状，且抗碾性能很强。焦炭在高炉中燃烧，提供了熔化铁矿石所需的热量和气体。
4－转炉
在吹氧转炉中，生铁转换成钢铁。熔化的生铁会被倒在一层铁屑上。 碳和残渣等不需要的物质都会通过注入纯净的氧气燃烧掉，从而生产出粗钢。 然后，残渣或者炉渣就会被撇去。 粗钢(之所以称为粗钢，是因为它还必须经过进一步的精炼)然后倒入桶内。
5－电弧熔炉
加入电弧熔炉炉中的可以是经过选择的但未经处理的废铁（比如旧的机器零件），或者可以是含铁量至少为92％的经过筛选的、碾碎的、达到标准的废铁。 废铁在电弧熔炉中被熔化。这就生产出了钢水，然后进行与生铁同样的精炼和分级。 废铁包括报废的钢制包装材料、建筑材料、机器和车辆零件、或者从炼钢过程或由钢铁加工装置产生的废生铁和钢铁。针对每种不同钢种，原材料的都必须经过仔细的选择。 这种选择取决于任何废铁中金属或矿石都可能含有的“杂质”的类型。电弧熔炉磁性“废钢桶”将原料送入熔炉中。 冶炼过程由强大的电弧驱动，这些电弧在电极和熔炉中的原料之间“跳动”。 残渣或炉渣会从熔炉中回收。 最终的产品是钢水，现在正被送入钢包炉和分级设备。
6－精炼
精炼（脱碳）和化学添加剂的夹杂物 这两项操作需在一个真空密封的容器中进行。 钢铁借助惰性气体－氩气在精炼桶和容器之间旋转。 这一工艺过程使得钢铁的化学成分得到高精度的调整，以得到特种钢铁。
7－连续铸造机
这里所示的是正在铸造的扁钢锭。 钢水被不断地倒入没有底部的铸模中。 当铸模被拉动时，钢铁就开始与铸模的水冷内壁接触，并开始凝固。 然后，铸造好的金属由一连串的辊筒引导被向下拉，同时持续得到冷却。 当它到达末端时，钢铁已完全凝固，并立刻被切成所需的长度。
8－轧钢机
将坯料转变为最终成品。 此时，扁钢锭被转轧制成薄板。 扁钢锭首先在炉中被再加热。 这使它具有更好的延展性，促进拔出和成形。 紧接着，坯料通过了台架的轧辊而被“瘦身”，或者使它逐渐地变薄。
原料--可以是铁矿石也可以是废铁，这取决于工艺过程--首先熔化成钢水。以矿砂为原料的炼钢须使用高炉，而以废铁为原料的工艺使用的是电弧熔炉。
然后，钢水被倒入连铸机中凝固。
这样就生产出了我们所知道的半成品。这些半成品可以是具有矩形横截面的扁钢锭，也可以是具有个正方形截面的块钢或者钢坯。它们都是一些坯料，用于制造最后的成品。
最后，这些半成品被变形或轧制成为最终成品。 其中的一些须经过热处理，就是所谓的“热轧”。 随后，一半以上的经过热轧的薄钢板在环境温度下再次轧制（即所谓的“冷轧”）。 然后，它可以被涂上一层抗腐蚀的防护材料。
1－烧结
在烧结车间中，制备铁矿石。铁矿石被压碎碾成标准化的颗粒，被烧结或粘合在一起。烧结的铁矿石随后被压碎，并按一层焦炭、一层矿石的交替方式，被加入高炉中。焦炭是是从富炭煤蒸馏出的固体残渣，极易燃烧。
2－高炉
在高炉中，从铁矿石中提取铁。固态的矿石和焦炭由顶部加入高炉，而高炉底部送来的一股热气（1200℃）致使几乎是100%含炭量的焦炭开始燃烧。 这便产生了碳的氧化物，它通过除氧过程来减少了氧化铁，从而分离出铁。 由燃烧产生的热量将铁和脉石（矿石中矿物的集合）熔化成液体。 脉石，由于比较轻，会漂浮至铁水表面，就是所谓的“生铁”。炉渣是熔融脉石产生的残渣，可用于其他工业用途，比如用于铺设道路或生产水泥。
3－炼焦炉
焦炭是煤在炼焦炉中通过干馏（即将不需要的成分气化掉）得到的可燃物质。焦炭几乎是纯碳，其结构呈多孔状，且抗碾性能很强。焦炭在高炉中燃烧，提供了熔化铁矿石所需的热量和气体。
4－转炉
在吹氧转炉中，生铁转换成钢铁。熔化的生铁会被倒在一层铁屑上。 碳和残渣等不需要的物质都会通过注入纯净的氧气燃烧掉，从而生产出粗钢。 然后，残渣或者炉渣就会被撇去。 粗钢(之所以称为粗钢，是因为它还必须经过进一步的精炼)然后倒入桶内。
5－电弧熔炉
加入电弧熔炉炉中的可以是经过选择的但未经处理的废铁（比如旧的机器零件），或者可以是含铁量至少为92％的经过筛选的、碾碎的、达到标准的废铁。 废铁在电弧熔炉中被熔化。这就生产出了钢水，然后进行与生铁同样的精炼和分级。 废铁包括报废的钢制包装材料、建筑材料、机器和车辆零件、或者从炼钢过程或由钢铁加工装置产生的废生铁和钢铁。针对每种不同钢种，原材料的都必须经过仔细的选择。 这种选择取决于任何废铁中金属或矿石都可能含有的“杂质”的类型。电弧熔炉磁性“废钢桶”将原料送入熔炉中。 冶炼过程由强大的电弧驱动，这些电弧在电极和熔炉中的原料之间“跳动”。 残渣或炉渣会从熔炉中回收。 最终的产品是钢水，现在正被送入钢包炉和分级设备。
6－精炼
精炼（脱碳）和化学添加剂的夹杂物 这两项操作需在一个真空密封的容器中进行。 钢铁借助惰性气体－氩气在精炼桶和容器之间旋转。 这一工艺过程使得钢铁的化学成分得到高精度的调整，以得到特种钢铁。
7－连续铸造机
这里所示的是正在铸造的扁钢锭。 钢水被不断地倒入没有底部的铸模中。 当铸模被拉动时，钢铁就开始与铸模的水冷内壁接触，并开始凝固。 然后，铸造好的金属由一连串的辊筒引导被向下拉，同时持续得到冷却。 当它到达末端时，钢铁已完全凝固，并立刻被切成所需的长度。
8－轧钢机
将坯料转变为最终成品。 此时，扁钢锭被转轧制成薄板。 扁钢锭首先在炉中被再加热。 这使它具有更好的延展性，促进拔出和成形。 紧接着，坯料通过了台架的轧辊而被“瘦身”，或者使它逐渐地变薄。