现代长材轧机轧钢 长材是 (i) 钢筋，(ii) 异形钢筋产品，如圆、扁、方、六角等，(iii) 型材，如角钢（等和不等）、槽钢、梁、三通和特殊型材等，以及 (iv) 线材。轧制长材的轧机称为长材轧机。根据轧制的产品，这些轧机被称为商业棒材轧机、棒材轧机、轻质型材轧机、螺纹钢轧机、轻型商业轧机、特殊棒材（SBQ）轧机和线材轧机等。 这些轧机的产品范围通常包括那些横截面小于中厚型材轧机轧制产品横截面的异型材和型材。线材轧机生产直径为 5 毫米至 12.5 毫米的盘条钢线材，盘条重量高达 2.5 吨。在这些轧机中轧制的钢的质量范围包括低碳钢、低碳钢、中碳钢、高碳钢以及微合金钢和低合金钢。

高炉仓库   高炉 (BF) 需要生产铁水 (HM) (i) 含铁原材料，如烧结矿、球团和校准块矿石，也称为尺寸铁矿石，(ii) 燃料和还原剂，如 BF 焦炭、坚果焦炭和煤粉，(iii) 熔剂材料，如石灰石、白云石和石英岩，以及 (iv) 杂项材料（也称为“添加剂”），如锰矿石和钛铁矿石等。在风口处喷入高炉的煤粉装入顶部的高炉，并通过储料库进行处理。 高炉装料系统由库房系统和顶部装料设备两个主要区域组成。高炉装料系统的目的是使原材料以可预测和可控的方式准确、一致地放入炉内。在仓库系统中，对原材料进行称重、配料，以便将它们运送到顶部装料设备。炉顶装料设备的作用是将高炉原料输送到炉顶并将这些

用于监测高炉的探针、仪器和测量 高炉 (BF) 的工作原理是从风口滚道到原料管线的逆流气体与固体热交换以及从熔合区到原料管线的逆流氧气 (O2) 交换。由黑色金属材料（铁矿石、烧结矿和球团）、焦炭和熔剂材料组成的固体炉料装入炉顶，而通常富含 O2 的空气，有时还含有辅助燃料的空气通过靠近炉膛的风口送入。炉底。铁质料在炉内的停留时间通常长达8小时，而煤气的停留时间则为几秒钟。然而，焦炭在炉膛中的停留时间要长得多，通常从 1 周到 4 周不等。液态铁水 (HM) 和液态炉渣通过位于熔炉底部的多个出铁口定期排出。炉渣与通过 HM 钢包处理的铁水分离。高炉需要以灵活、稳定和高效的方式以高生产率和低

钢水真空脱气工艺 在初级炼钢过程中，氧气 (O2)、氢气 (H2) 和氮气 (N2) 等气体溶解在钢液中。这些气体对钢的机械和物理性能有有害影响。钢水中溶解的 O2 不能以分子 O2 的形式去除，它的去除称为脱氧。脱气一词用于从液态钢中去除 H2 和 N2 气体。由于钢水的脱气过程是在真空下进行的，故又称钢水真空脱气。钢包采用真空脱气工艺。 从液态钢中去除 H2 和 N2 气体是必要的，因为这两种气体都会损害钢的性能。在环境温度下，H2 在钢中的溶解度很低。过量的 H2 在凝固过程中被排除，导致针孔形成并导致凝固钢中的孔隙。很少 ppm（百万分之几）的 H2 气体会导致起泡和拉伸延展性损

钢水脱硫 硫（S）在液态铁（Fe）中的溶解度很高。但S在固态铁中的溶解度有限。在室温下铁素体中为0.002%，在铁氧体中为0.013%奥氏体在 1000 摄氏度左右。因此，当钢水冷却时，硫以硫化铁 (FeS) 的形式从溶液中释放出来，与周围的铁形成共晶。共晶在铁晶界处偏析。共晶温度较低，在988℃左​​右。Fe-FeS共晶削弱了晶粒间的结合力，导致钢在热变形温度下性能急剧下降。 在钢水连铸过程中，钢水中存在的硫 (i) 导致形成不希望的硫化物，从而在凝固过程中促进钢中的粒状弱点和裂纹，(ii) 降低熔点和晶间强度，(iii) 有助于钢的脆性，因此在钢中充当应力提高者，并且（iv）导致热脆性

钢材脱磷   表1总结了磷(P)对钢性能的影响。可以看出，P对钢的性能既有正面影响，也有负面影响。 表 1 磷对钢性能的影响 Sl.No. 属性 磷的影响 1 力量 强正（强化铁素体） 2 烘烤硬化性 阳性 3 延展性 强烈否定 4 镀锌 可以提高抗粉化性 5 磷酸化 阳性 6 搪瓷 a. 鱼鳞 否定 b. 酸洗 阳性 7 焊接性 对含量小于 0.1 % 无害 8 电机叠片中的磁芯损耗 强烈否定 9 断裂韧性 强烈否定 P 含量低的钢对于需要高延展性的应用是必需的，例如薄板、深冲钢和管道等。在早期，P 控制在钢铁生产中并不被

钢铁材料在拉伸试验中的行为 钢铁的机械性能通常通过拉伸试验来评估。测试技术非常标准化，可以用最少的设备经济地进行。由于钢铁材料用于结构应用，因此它们的拉伸性能应符合相关规范和标准的要求。规范和标准中的这些要求是最低强度和延展性水平。因此，从拉伸测试中获得的信息通常未被充分利用。然而，直接检查影响拉伸测试结果的许多冶金相互作用可以显着提高测试数据的实用性。检查这些相互作用，以及与冶金/材料/应用变量（如热处理、表面光洁度、测试环境、应力状态和预期的热机械暴露）的相关性，可以显着提高使用效率和质量。钢铁材料在工程中的应用。 对钢铁材料进行拉伸测试的原因有很多。拉伸性能通常包含在材料规格中以确

碳钢和低合金钢的焊接和氢致开裂 电弧焊是通过聚结将钢连接起来的过程。通常，该过程使用兼容的填充材料。在产生良好结合的接头之前，接头表面应加热到熔化温度以上，以便与焊缝金属完全熔合。虽然涉及熔化、凝固和固态转变的冶金反应并不罕见，但观察到的温度和冷却速度却很严重。 活性气体也存在并且可以溶解在熔融钢中。将助焊剂引入到与焊缝金属形成合金并保护焊缝金属。通常，接头是刚性的，并且会抑制由收缩和固态转变引起的尺寸变化，从而产生屈服强度 (YS) 大小的残余应力。由于金相变化不会在平衡条件下发生，并且由于应力很高，因此许多反应可能发生在焊缝金属和钢的热影响区 (HAZ) 中的一个或两个中，并可能产生

钢材焊接中的热影响区和焊缝金属性能 在焊接碳 (C) 钢和低合金钢时，有许多因素控制着焊缝金属和热影响区 (HAZ) 的性能。焊接金属和热影响区通常被称为钢焊接件。焊接工艺、焊接材料和焊接参数也会影响这些特性。钢焊件的性能还受到其经常承受的腐蚀性气氛和循环载荷的影响。 热影响区 在选择钢材时，热影响区的特性比焊缝金属更重要。这是因为 HAZ 的冶金和机械性能与所选钢材直接相关。然而，这些特性可以通过焊接参数和焊后热处理 (PWHT) 进行调整。此外，与 HAZ 特性相关的冶金和/或可焊性问题比与焊接金属相关的问题更难解决。通常在焊接金属中出现的焊接问题可以通过更换焊条和/或其他焊接材

迷你高炉和炼铁 小型高炉 (MBF) 通常被视为传统大型高炉 (BF) 的微型版本。这些熔炉非常适合小规模操作。事实上，它们基本上是现代传统最后高炉的先驱，因此它们的运行时间更长。 MBFs 位于许多国家，但大多数 MBFs 位于中国、印度、巴西和印度尼西亚。工厂的可用性以及在这项技术中所取得的完美成就使 MBF 成为一种公认的炼铁路线。此外，如今已成为当今现代大型熔炉规范的设计、装料和操作技术大部分也已在 MBF 中采用。 MBF是一种带有坩埚式炉膛的立式竖炉。由用作还原剂的铁矿石、焦炭或木炭以及燃料和助熔剂（通常是石灰石或白云石）组成的炉膛顶部装入炉膛。该炉的工作原理是逆流反应器。随

铁矿石烧结技术及烧结机设计优化   最基本形式的烧结技术非常简单，自二十世纪初以来一直在使用。然而，虽然基本技术简单，但工艺控制依赖于许多极其复杂的相互依赖的工艺参数，需要深入了解这些参数对产能和烧结矿质量的影响。 基本烧结技术 烧结技术基本上是铁矿石粉的团聚过程，它依靠热量将较小颗粒的表面熔化在一起形成较大的团块。典型的烧结厂由多个连续的操作单元组成，烧结机位于工厂的核心。简化的流程顺序如下。 原料包括铁矿粉、焦粉、石灰石、白云石、锰矿、石灰、石英岩、沙子等熔渣改性剂，以及磨皮、筛分、粉尘、污泥、转炉渣等废料。 . 被分批并传送到混合系统。原料在添加烧结回料和水后在旋转的混合筒中

钢材热处理中的冶金原理 钢的热处理是为了实现钢的金相组织性能的预期变化。通过热处理，钢的性能会发生剧烈变化。当钢被加热到高温奥氏体状态，然后在接近平衡的条件下缓慢冷却时，通常会获得非常稳定的钢结构。这种类型的热处理，通常称为退火或正火，产生的结构具有低水平的残余应力锁定在钢中，并且可以从 Fe（铁）-C（碳）平衡图预测结构。然而，钢中最需要的特性是高强度和硬度，这些特性通常伴随着高水平的残余应力。这是由于奥氏体状态的非平衡冷却或淬火产生的亚稳态结构。 晶体结构和相 已知固态纯铁的晶体结构以两种同素异形体状态存在。从环境温度到 910 摄氏度，Fe 具有体心立方 (bcc) 晶格，称为

钢的线材和棒材拉制工艺 从钢棒拉丝是一种金属加工工艺，用于减小钢棒的横截面。类似地，棒是由直径较大的钢圆拉制而成。在拉制过程中，体积保持不变，因此拉制的线材或棒材的长度增加了。它是通过将线材/棒材拉过单个或一系列拉丝模具来进行的。在系列拉丝模的情况下，后续拉丝模的孔径应小于前一个拉丝模的孔径。拉拔通常在室温下以圆形截面进行，因此它被归类为冷加工工艺。但大线材可在较高温度下进行，以减少受力。 拉制工艺通常最常用于制作圆形横截面，但也可以画出正方形和其他形状。线材/棒材拉丝是一个重要的工业过程，提供商业产品。棒材和线材产品涵盖非常广泛的应用，包括用于动力传输的轴、机器和结构部件、螺栓和铆钉的

金属铸造工艺 金属铸造是制造由金属制成的材料的过程。它是一种用于成型热液态金属的成型工艺。这是获得近最终成型产品的最简单、最直接的途径，而且通常是最便宜的。这是一种将液态金属倒入模具中的过程，该模具包含所需形状的空腔，然后冷却和固化。凝固的部分也称为铸件，它被顶出或移出模具以完成该过程。铸造通常用于制作其他方法难以制作或不经济的复杂形状。 金属铸造工艺（图 1）有两个不同的细分，即 (i) 非消耗型铸造，和 (ii) 消耗型铸造。通过砂或金属等模具材料和重力、真空或低压等浇注方法进一步分解。 图 1 金属铸造工艺 非消耗性模具铸造工艺 非消耗型模具铸造是一种铸造工艺，其中模具

金属锻造工艺 金属锻造是一种变形过程，其中金属在很大的压力下被压制、敲击或挤压成称为金属锻件的高强度零件。锻造过程与铸造（或铸造）过程完全不同，因为用于制造锻造零件的金属既不像铸造过程那样熔化也不浇注。 锻造被定义为一种金属加工过程，其中金属工件的特定形状是通过使用模具和工具施加的压缩力以固态获得的。在锻造过程中，金属发生受控变形。锻造过程是通过锤击或压制金属来完成的。在现代，工业锻造要么使用压力机，要么使用压缩空气、电力、液压或蒸汽驱动的锤子。 所有金属和合金都是可锻造的，但不同金属和合金的可锻性等级可能从高到低或差。所涉及的因素是在一个温度范围内考虑的成分、晶体结构和机械性能。温度

钢铁行业的自动化 钢是一种铁合金，通常含碳量低于 1%。由于其多方面的特性和可回收利用的可能性，钢铁是现代工业社会持续发展的基础材料。它在仪器和机械制造、桥梁和建筑施工、电力和环境工程以及汽车和运输行业等几乎所有重要的工业部门提供广泛的用途。 钢铁是并将继续是现代最重要的工程和建筑材料。钢铁工业是一个非常有活力的工业部门。正在采取进一步措施来提高资源和能源效率，减少排放并提供安全和健康的工作环境。为了实现这一目标，钢铁行业要在当今高度动态和互动的商业环境中脱颖而出。市场状况、新产品需求、原材料成本、工艺管理等都会影响钢铁行业的表现。 钢铁行业是经济的重要驱动力，应高效运行。此外，它需要

轧机轧辊和轧辊车间 轧辊是轧机中主要且非常昂贵的消耗品。它们用于在轧机中轧钢，其性能取决于许多因素，包括使用的材料和它们在使用期间承受的载荷。轧辊设计受轧制载荷、轧制强度和轧制可用扭矩的限制影响。在扁平轧制的情况下，它还受到轧辊弯曲余量和轧辊弯曲度的影响。轧辊设计是为了照顾任何通过所需的负载和扭矩。此外，它必须确保轧辊的物理尺寸和材料能够承受轧制过程中产生的最重载荷。另一个影响轧辊寿命的重要因素是轧辊材料的耐磨性能。 卷材 在钢的轧制中，轧辊的材料应能够承受使轧件发生塑性变形而本身不发生塑性变形的载荷。在热钢轧制中，这不是一个难题，如果铁或钢轧辊在比轧件温度低得多的温度下运行

基本氧气炼钢的历史   碱性氧气炼钢（BOS）是通过将纯氧（O2）吹入液态金属浴中来炼钢的过程，该容器被称为碱性氧气炉（BOF）、LD转炉或简称转炉。 炼钢历史始于 19 世纪，1772 年法国的 Reaumur、1850 年美国的凯利和 1856 年英国的贝塞麦发现了如何通过控制铁合金的碳含量来改进生铁，从而真正成为钢。虽然化学家 Reaumur 受到科学好奇心的驱使，但身为工程师的 Kerry 和 Bessemer 正在响应工业革命及其织布机、蒸汽机、机器和铁路所创造的对更大数量和更高质量钢铁的需求.这开启了科学与技术之间的辩证关系，并在当时发明了通过在液浴中氧化碳（C）来提炼铁水（

铁矿石聚集过程及其历史发展 已经开发了四种类型的附聚工艺（图 1）。它们是 (i) 压块、(ii) 球化、(iii) 烧结和 (iv) 造粒。 图1凝聚过程 压块是最简单和最早应用的过程。在高机械压缩压力下，加入一些水或一些其他粘合剂，将细粒铁矿石压入枕形煤球。在球化过程中，细粉或精矿与含碳材料一起通过由气体或油加热的倾斜回转窑。窑内的温度足以软化，但不足以熔化矿石。结核的成分差异很大，而且过于致密、呈熔渣状、缺乏所需的孔隙度，因此该过程无法得到很大的青睐。压块和球化是冷结合工艺，主要用于钢铁厂回收的铁矿石废料的回收利用。烧结和球团是铁生产的重要工序。 据世界钢铁协会统计，201

高炉炼铁的演变 第一次冶铁的起源，隐藏在人类文明史无记载的历史中。古代使用铁器的第一个证据实际上来自埃及，在金字塔的两块石头之间的接合处发现了一种铁器。许多史前铁器的起源可能是陨铁。流星铁含有 5% 到 26% 的镍（Ni），而熔炼的铁只含有微量的镍，因此由流星制成的铁制品可以与熔炼铁的物体区分开来。 4000多年前，人们发现了陨铁。但又过了 2000 年，才开始从开采的铁矿石中生产铁。印度最早发现的冶炼铁可以追溯到公元前 1800 年（普通时代之前）。据说大约在公元前 1500 年，赫梯帝国的臣民亚美尼亚的卡吕布人开始炼铁。当他们的帝国在公元前 1200 年左右崩溃时，各个部落将炼铁知