加热炉及其类型 热轧机中使用再加热炉将钢坯（钢坯、大方坯或板坯）加热到 1200 摄氏度左右的轧制温度，该温度适合钢的塑性变形，因此适合在轧机中轧制。再热炉的加热过程是一个连续的过程，钢坯在炉子入口处装入，在炉子中加热，在炉子出口处排出。热量主要通过燃烧器气体和炉壁的对流和辐射传递到钢坯（图 1）。 图 1   再热炉中的传热机制 钢坯的装料温度范围可以从环境温度到800摄氏度。钢坯的目标出口温度取决于轧制过程的要求，这取决于轧制速度、坯料尺寸和钢成分。钢材质量方面对温度梯度和表面温度施加了限制。这些熔炉中使用的燃料可以是固体、液体或气体燃料。推杆式加热炉示意图见图2。 图2推

连铸气雾冷却 在当今环境下，需要使用连铸机 (CCM) 来高效地铸造各种钢种。这个范围从超低碳和低碳等级到高碳到低合金和高质量管道等级不等。始终如一地生产这些优质产品需要提高连铸机的操作和维护灵活性，以便在连铸机中为每个钢种保持最佳铸造参数。这种灵活性不仅延伸到机器元件和控制系统，还延伸到机器的二次冷却区（图 1），并要求在该区域进行更高效和可靠的喷雾冷却。因此，由于对提高产品质量和提高连铸机生产率的需求，二冷区也成为当前环境中的一个重点领域。连铸机现在需要非常高效的二冷区喷雾冷却系统。 图1 CCM二冷区示意图 在钢的连铸过程中，水冷却在从结晶器中和铸钢离开结晶器后的凝固液态钢中

薄板坯连铸轧制 对于扁平产品的生产，钢水通常以板坯的形式在板坯连铸机中铸造，厚度范围通常为150毫米至350毫米。这些板坯经过检查、烧焊，然后在板坯加热炉中重新加热到轧制温度，然后在半连续或连续热轧机中轧成热轧卷。薄板坯连铸连轧 (TSCR) 技术的发展是朝着减少热轧卷材 (HRC) 生产过程步骤数量迈出的一步。 TSCR技术最初是为了降低投资和生产成本而开发的，但如今它已成为在技术应用中保持钢材作为主导材料的最有希望的生产路线之一，并被认为是已达到一定水平的技术。成熟度高。对于 50/55 mm 厚的板坯，6.0 米/分钟 (m/min) 的浇铸速度在当今非常普遍。 最初，只有商业品质

  碳钢热轧钢带酸洗线酸洗 进行酸洗是为了准备（去除氧化皮或氧化物）钢表面以进行下一工序的冷轧。在进行后续冷轧之前，要求将热轧钢带上的氧化皮完全去除，以防止轧辊磨损并避免冷轧产品的表面缺陷。氧化皮的厚度主要取决于热轧机的工艺参数，主要因素是卷取温度，虽然轧制工艺本身也有显着影响。 氧化皮产生于钢的热轧过程中，钢的表面与空气中的氧气 (O2) 反应生成铁 (Fe) 的氧化物。氧化层被称为氧化皮。轧制氧化皮实际上由三层氧化铁组成，具有不同比例的 FE 和 O2（图 1）。含有 30.1% O2 的赤铁矿 Fe2O3 是氧化皮层中最外层的氧化物，而含有 22.3% O2​​ 的方铁矿

热焦干熄焦 焦炭干熄焦（CDQ）是焦炉电池生产焦炭过程中使用的一种节能工艺。 CDQ 装置也称为焦炭干冷装置 (CDCP)。在传统的CWQ（焦炭湿法熄焦）工艺中，从焦炉推出的炽热焦炭通过向热焦炭上喷水冷却。用于冷却的水被蒸发并释放到大气中。这种传统系统的一个问题是，当炽热焦炭的热能转化为蒸汽，蒸汽被汽化并释放时，会产生能量损失。另一个缺点是CWQ工艺也会产生空气中的焦尘，因此CWQ工艺与高CO2排放和热能损失有关。 在用于冷却焦炉焦炭的 CWQ 过程中，热焦炭的显热消散到大气中并损失掉。此外，还有空气排放（每吨焦炭需要 0.5 吨蒸汽，其中含有苯酚、氰化物、硫化物和粉尘），并且湿熄焦需要

坚果焦在高炉中的应用 冶金焦也称为高炉（BF）焦，对高炉的稳定运行起着重要作用。高炉焦的典型尺寸为 30 毫米至 60 毫米（一些熔炉使用尺寸为 40 毫米至 80 毫米的高炉焦），它构成了铁水 (HM) 生产成本的很大一部分。高成本是因为在焦炉生产高炉焦炭的过程中产生了很大比例的负分数焦炭。这些负部分被称为焦粉（-10 毫米）和坚果焦（10 毫米至 30 毫米）。在烧结矿粉的过程中，焦粉的全部量通常在烧结厂中消耗掉。早些时候，一家综合钢铁厂几乎没有使用坚果焦，而是出售给其他用户。 V. I. Loginov 教授在 1960 年代建议将坚果焦加入到与烧结矿混合的高炉中。虽然这个想法得到了

转炉炼钢中的联合吹炼工艺   由于钢水浴中缺乏混合，在顶吹转炉中吹氧 (O2) 期间，钢水中会产生化学成分和温度的不均匀性。在转炉的射流腔正下方有一个相对死区。改进顶吹转炉炼钢工艺的必要性促使了复吹工艺的发展。 复吹工艺又称顶底吹或混吹工艺，其特点是既有顶吹喷枪，又有从底部实现搅拌的方法。混吹的配置差异主要在于底部风口或吹扫元件。这些范围从完全冷却的风口到非冷却的风口，再到渗透元件。底部搅拌系统的需要对于生产一系列高品质要求钢种是必要的，并且对于该工艺的经济性至关重要。因此，必须在碱性氧气转化器 (BOF) 的整个运行过程中确保搅拌的适当功能。图1为顶吹和复吹炼钢工艺。 图1 顶吹和

石灰石的煅烧 煅烧或煅烧是导致热分解的热处理过程。该过程发生在产品熔点以下。煅烧这个名字来源于拉丁语“Calcinare”，意思是燃烧石灰。石灰 (CaO) 是人类已知的最古老的化学品之一，石灰生产过程是最古老的化学工业之一。生石灰早在 1635 年就在美国的罗德岛生产。过去几个世纪不存在的技术进步在过去 50 年中迅速推动了石灰工业在工艺方法和设计领域的发展。 石灰石是钢铁行业最基本的原材料之一，用于炼铁、炼钢和辅助过程。钢铁工业中使用的大部分石灰用于炼钢炉和许多二次炼钢过程中的助熔剂。石灰还用于制备铁矿石的烧结过程、生铁脱硫、酸中和以及水处理设施中的不同用量。 石灰石是一种天然矿物

铸造车间的高炉渣粒化 高炉 (BF) 是一个封闭系统，含铁材料（铁矿石块、烧结矿和/或球团）、熔剂（造渣剂）和还原剂（即焦炭）从炉身顶部连续送入其中通过收费系统。高炉内发生还原过程的产物是铁水 (HM) 和液态炉渣。这些产品在高炉炉膛中积累。由于其较低的密度，炉渣漂浮在 HM 的表面上。收集在炉膛中的 HM 和炉渣的液体产品可以定期从出铁口流出到流道系统中，在流道系统中，HM 和炉渣由堰坝系统隔开。 HM 流入 HM 钢包（开盖式或鱼雷式），而液态炉渣则流入炉侧的大坑中，用于空气冷却成骨料产品，或通过炉渣造粒设施。直到 1970 年代，高炉炉渣仍被视为废品，被倾倒在远离高炉的方便地点。

ITmk3 制作铁块的过程 ITmk3 工艺也称为炼铁技术 (IT) 标记 3，是减煤技术之一。 IT 标记 1 是高炉 (BF) 炼铁工艺，而 IT 标记 2 是直接还原炼铁，主要通过气体还原工艺（图 1）。该工艺由神户制钢开发，对环境友好。 图 1 炼铁技术 发展历程 该工艺的实验室测试于 1996 年至 1998 年期间进行。在 1999 年至 2000 年期间，在日本神户钢铁的加古川工厂建造并运行了一个日产能力为 3,000 吨的小型试验工厂。 2002 年至 2004 年，在美国明尼苏达州建造并运行了一个年产 25,000 吨的试点示范工厂。 2007 年在明尼苏达州

能量优化炉 能量优化炉（EOF）是用于初级炼钢的炉子。 EOF 中的炼钢工艺是由小型炼钢厂先驱 Willy Korf 和他的同事开发的。该工艺在巴西的 GERDAU Divinopolis 工厂、JSW SISCOL 工厂和印度 Mukand 的 Hospet Steel 工厂运行。 1982年第一台机组投产。 提供标准容量 30 t/40 t、60 t/80 t 和 100 t/120 t 的 EOF。 EOF 的基本特征和尺寸是 (i) 炉床表面在 6.6 平方米到 22 平方米的范围内，(ii) 炉壳直径在 5.3 米到 7.5 米的范围内，(iii) 离工作平台的总高度到顶层约

  生产液态铁的FINEX工艺 FINEX 熔炼-还原工艺由奥地利普锐特冶金技术和韩国钢铁制造商浦项制铁开发。 FINEX 工艺是一种经过商业验证的替代炼铁工艺，除了高炉 (BF) 工艺路线外，还用于生产铁水 (HM)，包括高炉、烧结厂和焦炉。该工艺基于直接使用非炼焦煤。 FINEX工艺可以直接使用铁矿粉，没有任何结块。 在 FINEX 工艺中，细铁矿石被预热并在三级流化床反应器系统中还原成细 DRI（直接还原铁），还原气体由熔融气化炉产生。流化床反应器使 FINEX 工艺能够使用细矿石而不是块矿石或球团矿。 因此，该过程既不需要焦炭制造，也不需要矿石附聚。预还原矿石和煤的压块、煤粉喷

铁矿石球团和球团工艺简介 造粒是一个过程，该过程涉及将尺寸小于 200 目（0.074 毫米）的极细磨碎的铁矿石颗粒与膨润土等添加剂混合，然后将它们成型为尺寸范围为 8 的近椭圆形/球形球mm 到 16 mm 的直径通过造粒机并通过用燃料燃烧来硬化球。它是将铁矿石粉转化为“尺寸均匀的铁矿石球团”的附聚过程，可直接装入高炉 (BF) 或通常用于生产直接还原铁 (DRI) 的立式炉或回转窑中.铁矿石球团如图1所示。 图 1 铁矿石球团 铁矿石球团的典型性能见表1 Tab 1 铁矿石球团的典型特性 化学分析（干基） 单位 值 容差 铁 % 65 最低 FeO %

淬火和回火钢筋 如今，钢筋（钢筋）是通过在轧机生产过程中应用钢筋的淬火和回火技术来生产的。采用这种技术生产的钢筋就是众所周知的TMT（热机械处理）钢筋。 TMT 钢筋基本上由普通低碳钢制成，并规定了屈服强度、延展性、碳或碳当量和屈服拉伸比。规定的最大和最小碳含量旨在确保可焊性和可硬化性。碳含量太低的钢的淬透性可能不够，因此需要更严格的淬火来影响轧机设计，例如轧机的速度，以及冷却室的长度和效率。碳含量在0.13%~0.24%范围内且碳当量（CE）小于0.48%的碳钢已被证明是满足上述考虑的最佳平衡。 TMT钢筋是加固混凝土结构的合适材料，因为该材料的热膨胀与混凝土结构相似。此外，该材料在

MgO在防止碱性氧气炉炉衬腐蚀中的作用 碱性氧气炉 (BOF) 中的耐火衬里的目的是在 BOF 运行期间提供最大的炉子可用性，以满足生产要求并确保尽可能低的特定耐火材料消耗。 BOF炉衬寿命的增加提高了其可用性，从而对BOF生产率和降低耐火材料消耗率产生积极影响。 在当今 BOF 炼钢的实践中，添加金属的镁碳 (MgO-C) 树脂结合砖用于 BOF 内衬。这些砖由熔融和烧结的高纯度 MgO、碳含量在 5% 到 15% 范围内的高纯度石墨混合制成。 BOF 的分区衬里通常使用不同等级的砖来完成，以获得所需的成本效益衬里。炼钢渣的目的是使 MgO 饱和。溅渣是现在用来获得更高衬里寿命的常见做

铁矿粉的烧结过程 烧结厂通常与在集成钢裤中的高炉中生产铁水有关。烧结过程基本上是炼铁过程中的一个预处理过程步骤，用于从铁矿石粉和冶金废料（收集的粉尘、污泥和轧屑等）中生产称为高炉烧结矿的炉料。 烧结技术最初是为了在高炉中利用铁矿石粉和钢铁厂冶金废料中存在的铁而开发的。但目前关注点发生了变化。现在，烧结工艺旨在为高炉生产高质量的炉料。如今，烧结矿是大型高炉的主要金属炉料。 烧结工艺用于烧结粒度小于 10 毫米的铁矿石（混合物）、返回细粉、熔剂和焦炭的混合物，从而得到筛分尺寸为 10 毫米至 30 毫米的烧结矿，可以承受高炉中的压力和温度条件。  烧结原理 烧结是一种热过程

铁碳相图 相图是合金研究中非常重要的工具，可以解决冶金中的许多实际问题。这些图表定义了在恒定大气压条件下可以存在于合金系统中的相的稳定性区域。对于二元系统，这些图的坐标是温度和成分。合金体系中的相、温度和成分之间的相互关系通常仅在平衡条件下通过相图表示。这种情况发生在合金缓慢加热和冷却的过程中，此时转变的动力学并不起重要作用。 最简单的铁和钢是铁 (Fe) 和碳 (C) 的合金。有三种类型的铁合金。这些合金由 (i) 在室温下 C 含量低于 0.0008% 的铁组成，(ii) C 含量在 0.008% 至 2.14%（通常低于 1%）的钢，并具有由铁素体和渗碳体组成的微观结构)，和 (i

直接还原铁及其生产工艺 直接还原铁（DRI）是利用非炼焦煤或天然气将铁矿石或其他固态含铁材料直接还原生产的产品。通过将铁矿石还原到铁的熔点以下来生产 DRI 的工艺通常称为直接还原 (DR) 工艺。还原剂是来自重整天然气、合成气或煤的一氧化碳 (CO) 和氢气 (H2)。铁矿石主要以颗粒和/或块状形式使用。通过以H2和CO为基础的化学反应从铁矿石中去除氧气（O2），用于生产高金属化直接还原铁。 在直接还原过程中，固体金属铁（Fe）是直接从固体铁矿石中获得的，无需使矿石或金属熔融。直接还原可以定义为在 O2 电位下的固态还原，这允许将氧化铁还原成相应的元素，但不能将其他氧化物（MnO 和

高炉煤气的产生和使用 高炉 (BF) 工艺是生产炼钢所需的铁水 (HM) 以及生铁生产的领先技术。 HM是BF的主要产品。在 HM 的生产过程中，同时产生了 BF 气体。高炉煤气是指在高炉运行过程中，鼓风向上气态上升通过高炉炉料不断产生的副产品。 虽然高炉中碳部分燃烧的目的是去除矿石中的氧气（O2），但高炉中产生的气体量使高炉也成为气体发生器。 BF 气体是 BF 工艺之外消耗的重要化学能来源，对综合钢厂的气体平衡有重大影响。首先，多余的高炉煤气与焦炉煤气、转炉煤气等其他副产品煤气一起被消耗在钢厂的不同炉子和电厂锅炉中。决定高炉煤气有用性的主要参数是其热值。 高炉操作简图，显示

感应炉和炼钢 感应炉是一种使用电能进行操作的炼钢炉。感应炉（IF）炼钢是两种电炉炼钢工艺之一。电钢炼钢的另一种工艺使用电弧炉 (EAF)。虽然IF已经使用了很长时间，但IF生产低碳钢的现象相对来说不是很古老。 中频熔化的原理是来自初级线圈的高压电源在金属或次级线圈中感应出低电压、高电流。 IF 使用由高频交变场产生的涡流产生的热量。高频电流产生的交变磁场在电荷中感应出强大的涡流，从而导致非常快速的加热。 历史 中频的发展始于迈克尔法拉第发现电磁感应原理。然而，直到 1870 年代后期，De Ferranti 在欧洲才开始对感应炉进行实验。用于熔化金属的第一个 IF 在 1900 年