钢铁是通过 炼铁和炼钢的工艺过程制成的。首先是炼铁过程,将铁矿石经过高温还原反应,将其中的铁氧化物转化为铁质。炼铁通常分为两个步骤:高炉炼铁和直接还原法炼铁。在高炉炼铁中,铁矿石、焦炭和石灰石等原料被加入高炉中,并通过高温燃烧和还原反应,使铁矿石中的铁氧化物还原为金属铁。经过冶炼、炉渣处理等操作,得到初级生铁。而直接还原法炼铁则是直接将铁矿石通过还原反应得到金属铁。
接下来是炼钢过程,主要分为平炉炼钢法和转炉炼钢法两种方法。平炉炼钢法主要用于高磷铁矿石的炼钢,转炉炼钢法则适用于低磷铁矿石。在转炉炼钢法中,首先将经过高炉炼铁处理的铁液倒入转炉中。转炉通过底吹风机将氧气吹入钢水中,使之氧化。在氧化过程中,钢水中的碳、硅、锰等元素会逐渐被氧气氧化。同时,还会通过添加碱性矿石净化钢水,去除其中的硫、磷等杂质。随后,添加合适比例的合金和脱氧剂。合金的加入可以改善钢铁的性能,常见的合金有铬、钼、锰等。这些合金和脱氧剂会与钢水中的氧气反应,形成气泡并被排出。经过炼钢过程,得到的钢水称为精炼钢水,拥有较低的杂质含量。
最后,将精炼钢水倒入连续铸造机中进行铸造。在铸造过程中,将钢水注入到结晶器中,通过快速冷却形成钢坯。钢坯经过进一步的轧制和加工处理,可以制成具有不同规格和形状的钢材。