第一版 引言

钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁)外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。

　　按含碳量不同，铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为0.03%～2%的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我国合金钢的资源相当丰富，除Cr、Co不足，Mn品位较低外，W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。21世纪初，合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长。

　　含碳量2%～4.3%的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆，但耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C形态分布，断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分布的称灰口铁，断口呈银灰色，易切削，易铸，耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特种条件下有十分重要的应用。

第二版 钢铁原材料及主要产品分类

钢铁生产的主要原材料包括铁矿石、锰矿石、铬矿石、石灰石、耐火黏土、白云石、菱铁矿等矿物的原矿及其成品矿，人造块矿，铁合金，洗煤、焦炭、煤气及煤化工产品，耐火材料制品，炭素制品等。

　　钢铁产品是以铁元素（Fe）为基础组成成分的金属产品的统称，日常形态包括铁、粗钢、钢材、铁合金等。由于铁合金在钢铁工业生产过程中主要用做炼钢时的脱氧剂和合金添加剂，在管理和统计上通常将铁合金归入钢铁生产主要原材料而非钢铁产品。此外，钢丝、钢丝绳、钢绞线、铁丝、铁钉等钢丝及其制品属于钢铁产品的再加工产品，不属于金属基础产品。所以在统计上，钢铁产品仅包括生铁、粗钢、钢材三大类产品。

　　铁是钢铁产品的“初级产品”，经过进一步冶炼就可得到钢，二者主要根据铁基产品中含碳量多少来区别。铁经冶炼直接得到的产品为粗钢（固体状态称钢坯或钢锭），粗钢通过铸、轧、锻、挤等方法处理加工后成为钢材。

　　钢材是钢铁工业为社会生产和生活提供的最终产品的主要形式。由于钢材产品品种、规格复杂多样，为了适应统计、生产、营销、库存等多方面管理的需要，国际上通常将钢材分为长材(也称“型材”)、扁平材(也称“板带材”或“钢板”)、钢管(也称“管材”)和其它等四大类。

第三版 电弧炉与炉外精炼技术

电弧炉技术

　　电炉短流程是以废钢为主要原料的钢铁生产流程，生产流程短，生产效率高，投资少，并且可促进净化冶金工厂的环境。随着资源的紧张和废钢替代品的出现，电炉冶炼的新铁料不断出现，随着对钢产品越来越严格的质量要求，希望尽量降低钢中有害残余元素含量，(Pb ,As , Sb , Sn ,Bi ,Cu 等)。为了缓解废钢短缺及降低钢中有害杂质元素，各电炉厂陆续使用了各种新铁料：DRI/HBI ,铁水,生铁,碳化铁。除了原料是占电炉冶炼最重要的成本因素外，现代电弧炉炼钢流程的技术核心是缩短电弧炉的冶炼周期，使之与连铸节奏相适应。为降低电炉冶炼时间，必须降低通电时间和非通电时间。

　　国内外电弧炉技术发展特点：

　　（1） 生产高效化。

　　（2） 熔炼简单化。

　　（3） 冶炼转炉化。

　　（4） 操作智能化。

　　（5） 钢液纯净化。

　　炉外精炼技术及其发展

　　炉外精炼作为现代炼钢流程中的重要生产工序，被世界绝大多数钢铁厂采用，近20 年，随着纯净钢生产技术的进步和连铸技术的发展，以及降低生产成本的要求，炉外精炼工艺与设备迅速普及。

　　各种炉外精炼设备的冶金功能主要包括：(1) 熔池搅拌功能,均匀钢水成分和温度,保证钢材质量均匀；(2) 提纯精炼功能,通过钢渣反应、真空冶炼以及喷射冶金等方法，去除钢中S、P、C、N、H、T. O等杂质和夹杂物,提高钢水纯净度；(3) 钢水升温和控温功能,对钢水实现成分微调；(4) 生产调节功能,均衡炼钢—连铸生产。

　　炉外精炼技术的发展趋势：

　　(1) 真空精炼技术将会更普遍地应用,进一步提高钢水真空精炼的比例。

　　(2) 炉外处理设备将实现“多功能化”。

　　(3) 炉外精炼工艺进一步实现高效化和高速化。

　　(4) 在线配备快速分析设施。

　　(5) 实现炉外精炼工艺的智能化控制。