炼钢是将铁矿石或废钢等原料通过高温冶炼和精炼过程，转化为钢（铁碳合金）的工业流程。以下是现代炼钢的主要步骤和技术概述：

1. 原料准备

• 铁矿石：主要成分为氧化铁（如赤铁矿、磁铁矿），需经过破碎、选矿和烧结处理。
• 焦炭：作为燃料和还原剂，在高炉中还原铁矿石。
• 石灰石：作为熔剂，帮助去除杂质。
• 废钢：可循环利用，直接用于电炉炼钢。

2. 炼铁（高炉工艺）

　　将铁矿石转化为液态生铁（含碳量约3-4%）：

1. 高炉冶炼：
   • 铁矿石、焦炭、石灰石从高炉顶部加入。
   • 高温（约1500°C）下，焦炭燃烧产生一氧化碳，还原铁矿石中的氧化铁为铁。
   • 杂质（如硅、磷、硫）与石灰石反应形成炉渣，分离后排出。
2. 产出：液态生铁（用于后续炼钢）或铸铁。

3. 炼钢（核心步骤）

　　通过氧化反应降低生铁中的碳含量（至0.02-2.1%），并去除杂质。常用方法：

a. 氧气顶吹转炉（BOS/BOF）

• 原料：液态生铁（约70-80%） + 废钢（20-30%）。
• 过程：
  • 向熔融生铁中吹入高压氧气，氧化碳、硅、锰等元素。
  • 加入石灰调节炉渣，去除硫、磷。
  • 约20-40分钟完成，适合大规模生产。

b. 电弧炉（EAF）

• 原料：废钢（占90%以上）或直接还原铁（DRI）。
• 过程：
  • 石墨电极产生电弧（温度达3000°C）熔化废钢。
  • 加入氧气和造渣剂脱除杂质。
  • 灵活高效，适合中小规模及再生钢生产。

4. 二次精炼

　　对钢水进一步提纯和成分调整：

• 真空脱气：去除氢、氧等气体，防止气孔缺陷。
• 合金化：添加铬、镍、钒等元素，调整钢的性能（如不锈钢、工具钢）。
• 搅拌与加热：均匀成分和温度。

5. 连铸（连续铸造）

　　将液态钢转化为固态坯料：

• 钢水注入连铸机，冷却形成板坯、方坯或圆坯。
• 优点：取代传统模铸，提升效率和质量一致性。

6. 轧制与成型

• 热轧：加热坯料至高温，轧制成板材、型材（如钢轨、钢筋）。
• 冷轧：室温下轧制薄板，提高表面质量和强度。
• 热处理：退火、淬火等工艺优化材料性能。

7. 环保与节能技术

• 废气处理：回收高炉煤气、转炉煤气用于发电。
• 废渣利用：炉渣制成水泥或建筑材料。
• 氢冶金：实验性技术，用氢气替代焦炭减少碳排放。

总结

　　现代炼钢是结合高温冶金、化学精炼和机械加工的系统工程，核心目标是通过精准控制成分和工艺，生产出满足不同用途（建筑、汽车、机械等）的高质量钢材。传统高炉-转炉路线与电炉短流程并存，后者因环保和循环经济优势逐渐扩大应用。