第一版 引言

 鋼鐵是鐵與C(碳)、Si(硅)、Mn(錳)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe(鐵)外，C的含量對鋼鐵的機械性能起著主要作用，故統稱為鐵碳合金。它是工程技術中最重要、用量最大的金屬材料。

 　　按含碳量不同，鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常用的普通鋼，冶煉方便、加工容易、價格低廉，而且在多數情況下能滿足使用要求，所以應用十分普遍。按含碳量不同，碳鋼又分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。隨含碳量升高，碳鋼的硬度增加、韌性下降。合金鋼又叫特種鋼，在碳鋼的基礎上加入一種或多種合金元素，使鋼的組織結構和性能發生變化，從而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性，等等。經常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我國合金鋼的資源相當豐富，除Cr、Co不足，Mn品位較低外，W、Mo、V、Ti和稀土金屬儲量都很高。21世紀初，合金鋼在鋼的總產量中的比例將有大幅度增長。

 　　含碳量2%～4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆，但耐壓耐磨。根據生鐵中碳存在的形態不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。白口鐵中碳以Fe3C形態分布，斷口呈銀白色，質硬而脆，不能進行機械加工，是煉鋼的原料，故又稱煉鋼生鐵。碳以片狀石墨形態分布的稱灰口鐵，斷口呈銀灰色，易切削，易鑄，耐磨。若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵，其機械性能、加工性能接近于鋼。在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特種條件下有十分重要的應用。

第二版 鋼鐵原材料及主要產品分類

 鋼鐵生產的主要原材料包括鐵礦石、錳礦石、鉻礦石、石灰石、耐火黏土、白云石、菱鐵礦等礦物的原礦及其成品礦，人造塊礦，鐵合金，洗煤、焦炭、煤氣及煤化工產品，耐火材料制品，炭素制品等。

 　　鋼鐵產品是以鐵元素（Fe）為基礎組成成分的金屬產品的統稱，日常形態包括鐵、粗鋼、鋼材、鐵合金等。由于鐵合金在鋼鐵工業生產過程中主要用做煉鋼時的脫氧劑和合金添加劑，在管理和統計上通常將鐵合金歸入鋼鐵生產主要原材料而非鋼鐵產品。此外，鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線、鐵絲、鐵釘等鋼絲及其制品屬于鋼鐵產品的再加工產品，不屬于金屬基礎產品。所以在統計上，鋼鐵產品僅包括生鐵、粗鋼、鋼材三大類產品。

 　　鐵是鋼鐵產品的“初級產品”，經過進一步冶煉就可得到鋼，二者主要根據鐵基產品中含碳量多少來區別。鐵經冶煉直接得到的產品為粗鋼（固體狀態稱鋼坯或鋼錠），粗鋼通過鑄、軋、鍛、擠等方法處理加工后成為鋼材。

 　　鋼材是鋼鐵工業為社會生產和生活提供的最終產品的主要形式。由于鋼材產品品種、規格復雜多樣，為了適應統計、生產、營銷、庫存等多方面管理的需要，國際上通常將鋼材分為長材(也稱“型材”)、扁平材(也稱“板帶材”或“鋼板”)、鋼管(也稱“管材”)和其它等四大類。

第三版 電弧爐與爐外精煉技術

電弧爐技術

 　　電爐短流程是以廢鋼為主要原料的鋼鐵生產流程，生產流程短，生產效率高，投資少，并且可促進凈化冶金工廠的環境。隨著資源的緊張和廢鋼替代品的出現，電爐冶煉的新鐵料不斷出現，隨著對鋼產品越來越嚴格的質量要求，希望盡量降低鋼中有害殘余元素含量，(Pb ,As , Sb , Sn ,Bi ,Cu 等)。為了緩解廢鋼短缺及降低鋼中有害雜質元素，各電爐廠陸續使用了各種新鐵料：DRI/HBI ,鐵水,生鐵,碳化鐵。除了原料是占電爐冶煉最重要的成本因素外，現代電弧爐煉鋼流程的技術核心是縮短電弧爐的冶煉周期，使之與連鑄節奏相適應。為降低電爐冶煉時間，必須降低通電時間和非通電時間。

　　國內外電弧爐技術發展特點：

　　（1） 生產高效化。

　　（2） 熔煉簡單化。

　　（3） 冶煉轉爐化。

　　（4） 操作智能化。

　　（5） 鋼液純凈化。

　　爐外精煉技術及其發展

 　　爐外精煉作為現代煉鋼流程中的重要生產工序，被世界絕大多數鋼鐵廠采用，近20 年，隨著純凈鋼生產技術的進步和連鑄技術的發展，以及降低生產成本的要求，爐外精煉工藝與設備迅速普及。

 　　各種爐外精煉設備的冶金功能主要包括：(1) 熔池攪拌功能,均勻鋼水成分和溫度,保證鋼材質量均勻；(2) 提純精煉功能,通過鋼渣反應、真空冶煉以及噴射冶金等方法，去除鋼中S、P、C、N、H、T. O等雜質和夾雜物,提高鋼水純凈度；(3) 鋼水升溫和控溫功能,對鋼水實現成分微調；(4) 生產調節功能,均衡煉鋼—連鑄生產。

　　爐外精煉技術的發展趨勢：

　　(1) 真空精煉技術將會更普遍地應用,進一步提高鋼水真空精煉的比例。

　　(2) 爐外處理設備將實現“多功能化”。

　　(3) 爐外精煉工藝進一步實現高效化和高速化。

　　(4) 在線配備快速分析設施。

　　(5) 實現爐外精煉工藝的智能化控制。