炼钢炼铁历史
炼钢的发展历史
04 炼钢技术发展展望
高纯净度钢的研发
高纯净度钢
随着科技的发展，高纯净度钢的需求量 越来越大，其研发成为炼钢技术的重要 发展方向。高纯净度钢具有更高的强度 、韧性和耐腐蚀性，广泛应用于汽车、 建筑、石油化工等领域。
VS
研发进展
目前，国内外钢铁企业正在加大高纯净度 钢的研发力度，通过优化炼钢工艺、选用 高品质原料、加强质量检测等方式，不断 提高高纯净度钢的性能和品质。
高效、低能耗炼钢技术
高效炼钢
为了提高炼钢效率，降低生产成本， 钢铁企业不断探索高效炼钢技术。通 过改进炼钢设备、优化炼钢流程、提 高自动化水平等方式，实现炼钢周期 的缩短和产量的提高。
生铁技术
生铁技术出现在公元前3世纪左 右，是中国古代炼钢技术的重 大突破。
生铁技术采用高炉炼铁，将铁 矿石和焦炭放入高炉中，通过 高温还原反应将铁矿石还原成 生铁。
生铁具有较高的碳含量和杂质 含量，需要通过反复锻打和渗 碳来提高质量。
熟铁技术
熟铁技术出现在公元10世纪左右，是 生铁技术的进一步发展。
电弧炉炼钢
总结词
灵活性、环保、高品质
详细描述
电弧炉炼钢是一种灵活性的炼钢方法，通过使用电弧炉将废钢铁熔化并除去杂质，得到高品质的钢水 。这种方法具有环保、高品质等优点，但成本相对较高，主要用于特殊钢材的冶炼。
03 现代炼钢技术
氧气顶吹转炉炼钢
氧气顶吹转炉炼钢技术是一种现代化的炼钢工艺，通过向熔 融钢液中吹入氧气，使钢液中的杂质和有害元素氧化，从而 得到纯净的钢水。这种技术具有高效、低耗、环保等优点， 已成为现代钢铁工业的主要炼钢方法之一。
中国钢铁冶炼简史
中国钢铁冶炼简史春秋战国钢铁的冶炼春秋时代是我国由奴隶社会向封建社会转变的阶段。
促成这一社会变革的物质因素，是社会生产力的发展。
劳动工具是社会生产力发展的重要标志。
铁制工具的广泛使用，促进了我国由奴隶制向封建制的过渡。
商代用陨铁制作了铁刃铜钺，说明对铁的性质和锻打嵌铸的技术已经有了一定的认识和掌握，但当时尚不知人工炼铁。
春秋时期，铁器已经在农业、手工业生产中使用。
农业生产中使用铁锄、铁斧等。
铁器坚硬、锋利，胜过木石和青铜工具。
晋国用铁铸刑鼎，铸鼎的铁是作为军赋向民间征收的，可见晋国民间铁已不少。
在江苏六合县程桥、湖南长沙龙洞坡等地出土了春秋时的铁器。
战国初或稍早已发明铸铁技术，这是我国劳动人民对冶金技术的重大贡献，比外国早一千八百年左右。
河北兴隆县寿王坟出土了大量战国时的铁范，其中有较复杂的复合范和双型腔，还采用了难度较大的金属型芯，反映了当时的铸造工艺已有较高水平。
战国时发明的用柔化退火制造可锻铸件的技术和多管鼓风技术是冶金技术的重要成就，比欧洲早二千年左右。
战国时还掌握了块炼铁固态渗碳制钢的方法和淬火技术。
块炼铁的方法也就是“固体还原法”。
由于块炼铁是铁矿石在较低温度下从固体状态被木炭还原的产物，所以质地疏松，还夹杂有许多来自矿石的氧化物，例如氧化亚铁和硅酸盐。
这种块炼铁在一定温度下若经过反复锻打，便可将夹杂的氧化物挤出去，机械性能就改善了。
从江苏六合县程桥东周墓出土的铁条，就是块炼铁的产品。
春秋末期和战国初期的一些锻造铁器也是以块炼铁为材料。
在反复锻打块炼铁的实践中，人们又总结出块炼铁渗碳成钢的经验。
从河北易县武阳台村的燕下都遗址44号墓中曾出土79件铁器，经分析鉴定，它们的大部分都是由块炼钢锻成的，这证明至迟在战国后期块炼渗碳钢的技术已在应用，块炼铁质柔不坚，块炼钢虽经渗碳处理，变得较坚硬，但在生产上仍嫌不足。
人们在生产实践中又摸索出块炼钢的淬火工艺，这就进一步提高了块炼钢的机械性能。
上述燕下都出土的锻钢件，大部份是经过淬火处理的，这又表明在当时，人们对淬火工艺也较熟悉了。
金属冶炼的历史与发展
工业革命时期的技术，通过高炉炼铁，提 高了生铁产量和质量。
炼钢技术的进步
转炉炼钢
利用转炉吹氧脱碳制得钢 ，具有较高的产量和较低
的成本。
电炉炼钢
利用电能加热钢液，可生 产高质量的特殊钢和合金
钢。
不锈钢的发明与生产
20世纪初的重大突破，通 过添加铬元素提高钢材的
耐腐蚀性。
有色金属冶炼技术
青铜器时代
大约公元前3000年，人类发明了青铜冶炼技术，将铜和锡混合加热熔化，制成 硬度更高、更耐用的青铜器。这一时期的青铜器在农业、战争和建筑等领域得 到广泛应用。
古代金属冶炼技术
高炉炼铁
古代人们通过将铁矿石和木炭放入高 炉中加热熔化，制成了生铁。这一技 术最早出现在中国，后来传播到欧洲 和其他地区。
9字
古罗马时期，铁器广泛用于 建筑、军事等领域，推动了 金属冶炼技术的进步。
9字
工业革命时期，欧洲的金属 冶炼技术取得了重大突破， 如亨利·贝塞麦发明了转炉炼 钢法，推动了钢铁产业的快 速发展。
美洲的金属冶炼历史
01
美洲的金属冶炼历史可追溯至公 元前2000年左右的美洲印第安文 明时期。
02
印加帝国时期，美洲的金属冶炼 技术达到了巅峰，如金、银、铜 等金属的冶炼和加工技术。
市场变化
全球经济形势的变化和市场需求的变化对金属冶炼行业产 生重要影响，需要加强市场分析和战略规划，应对市场变 化带来的挑战和机遇。
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Hale Waihona Puke 新材料的发展趋势高性能复合材料
利用先进技术将不同材料结合，以获得高性能、多功能和 轻量化的复合材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器 材等领域。
炼铁的发展历史
炼铁的发展历史炼铁的历史早起源于公元前1800年的印度。
公元前约1500年，安纳托利亚的赫梯人开始冶炼铁。
公元前约1200年，赫梯王国灭亡，各部落带着他们的炼铁知识分散到欧洲和亚洲。
从此“铁器时代”开始了。
铁器时代的工匠们并不知道钢铁冶炼的化学过程。
冶炼过程十分神秘，结果也依赖于铁匠的技术。
技术比较高超的是南印度的铁匠们。
早在公元前3世纪，他们用木炭加热坩埚熔炼熟铁，冶炼出“乌兹钢”，至今这种材料仍以其质量而闻名。
中国的铁匠也冶炼出高品质的钢。
中国的炼钢历史可以追溯到公元前2世纪，其炼钢工艺接近于“贝塞麦酸性转炉炼钢法”，这是欧洲在公元19世纪发展起来的一种工艺。
在大约公元600-900年，唐朝已经广泛应用钢制农用工具。
在12世纪，诸如高炉炼钢等工艺已经在亚洲开始出现并广为人知。
那个时代的大部分炼钢工人已学会用渗碳工艺生产钢铁，即通过长时间加热在锻铁棒表层渗入碳粉以增加合金中的碳含量。
这个工艺可能需要持续数天或者数周。
在1740年，一位神秘并且极富创造力的英国青年，本杰明•亨斯曼（BenjaminHuntsman），向英格兰北部的剪商透露了新的坩埚制铁工艺。
应用粘土埚，也就是坩埚，使棒材的熔炼温度足够高，达到渗碳工艺的要求，同时能够将生产出的钢水铸造（倾到）出均匀、高质量的铸锭，相对过去，该工艺提高了产量。
尽管亨斯曼的发明还未实现低成本、高产量地生产高品质钢的目标，仍需要后人继续努力。
但正是他的技术推动英国谢菲尔德成为19到20世纪大的炼钢中心之一。
工业革命是一个技术革新和创造层出不穷的时代，亨斯曼的坩埚技术只是这个时期众多发明中的一项。
工业革命起源于英国，其对世界范围内的制造、贸易和社会各领域产生了巨大影响。
工业革命始于18世纪，那时铁在工业领域独领风骚。
而到20世纪末，钢成为新的霸主，成为现代世界位于核心地位的金属材料。
蒸汽泵驱动水车发电，即使在枯水期也能为高炉提供动力。
焦炭和生铁供应充足，铁逐渐替代了木材成为建筑材料的新秀。
历史趣闻令外国人震惊的中国古代炼钢锻造技术
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令外国人震惊的中国古代炼钢锻造技术
导语：三国中有一典故，蜀汉著名的兵器制造家蒲元在斜谷口（今陕西周至县西南），“镕金造器，特异常法”，为诸葛亮铸刀三千口。
刀铸成以后，为了
三国中有一典故，蜀汉著名的兵器制造家蒲元在斜谷口（今陕西周至县西南），“镕金造器，特异常法”，为诸葛亮铸刀三千口。
刀铸成以后，为了检验质量，蒲元让士兵用竹筒灌满铁珠，举刀猛砍，如截刍草，竹筒断而铁珠裂，人们交口称赞蒲元铸造的钢刀是能够“斩金断玉，削铁如泥”的“神刀”。
无论是夸张还是事实，中国传统的刀剑工艺在当时确实是属于世界顶尖水平。
那么如此神刀到底是如何锻造而成？首先我们从中国的炼钢技艺开始讲起
中国其实在春秋晚期时期就有炼钢工艺了。
考古工作者曾经在湖南长沙杨家山春秋晚期的墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”，通过金相检验，结果证明是钢制的。
这是迄今为止我们见到的中国最早的钢制实物。
也是我们所提出观点的铁证，说明我国的炼钢工艺已经至少有2500元的历史（实在是令人惊叹！）
而炼钢工艺对刀剑品质的影响又体现在哪里呢？这里我们做一个比较，春秋战国时期，当时西方古罗马士兵使用的刀剑是熟铁的，在战场上交锋时一刺便弯，再刺之前非要放在地上用脚踩直不可。
而中国的楚国制造的钢铁兵器已经闻名天下。
《史记·礼书》和《苟子·议兵篇》中都谈到楚国的宛（今河南省南阳）出产的兵器刃锋象蜂刺一样样厉害。
公元1世纪时欧洲人普利尼都曾经说过：“虽然铁的种类多而又多，但是没有一种能和中国的钢比美。
”而考古学家通过对于河北易县燕下都出土的部分钢兵器进行的科
生活常识分享。
古代炼铁的方法
古代炼铁的方法
中国古代炼铁铸铁和生铁炼钢一直是主要方法。
1、我国炼铁始于春秋时代。
那时候的炼铁方法是块炼铁，即在较低的冶炼温度下，将铁矿石固态还原获得海绵铁，再经锻打成的铁块。
2、冶炼块炼铁，一般采用地炉、平地筑炉和竖炉3种。
我国在掌握块炼铁技术的不久，就炼出了含碳2%以上的液态生铁，并用以铸成工具。
战国初期，我国已掌握了脱碳、热处理技术方法，发明了韧性铸铁。
3、战国后期，又发明了可重复使用的“铁范”(用铁制成的铸造金属器物的空腹器)。
4、西汉时期，出现坩埚炼铁法。
同时，炼铁竖炉规模进一步扩大。
1975年，在郑州附近古荥镇发现和发掘出汉代冶铁遗址，场址面积达12万m2，发掘出两座并列的高炉炉基，高炉容积约50m3。
西汉时期还发明了“炒钢法”，即利用生铁“炒”成熟铁或钢的新工艺，产品称为炒钢。
同时，还兴起“百炼钢”技术。
5、东汉(公元25～220年)，光武帝时，发明了水力鼓风炉，即“水排”。
我国古代水排的发明，大约比欧洲早1100多年。
6、汉代以后，发明了灌钢方法。
《北齐书·綦母怀文传》
称为“宿钢”，后世称为灌钢，又称为团钢。
这是中国古代炼钢技术的又一重大成就。
电炉炼钢及其发展-22315435
电炉炼钢及其发展-22315435
一、电炉炼钢的发展及其趋势
1.电炉炼钢的发展历史
中国是世界上最早采用电炉炼钢的国家，早在汉代就有“炼铁”的技术了，但是当时的电炉炼钢技术还不是很完善，往往会出现铁水质量不佳的情况。
到了明朝，中国炼钢技术又有了很大的进步，朱元璋曾下令在潼关构筑一座电炉，但是由于技术上的缺陷，这座电炉最终没能落成。
到了19世纪，中国还是处于进口钢铁的时代，直到1908年，由美国专家乔治·费尔班克斯在天津成功炼出了“中华第一锅”，中国第一座电炉炼钢厂，天津炼钢厂正式建成，中国工厂炼钢史上一个重要的里程碑开启了。
随后，中国的电炉炼钢又取得了巨大的进步，中国的电炉强度、精度及表面质量都达到了国际先进水平，一代又一代的电炉不断出现，给中国的经济建设上了极大的贡献。
2.电炉炼钢技术的趋势
随着经济的发展，电炉炼钢技术也不断进步，各种新型电炉系统和技术不断涌现，其中最具代表性的是：
①新型电炉系统。
新型电炉系统比传统电炉系统更加先进、高效，能够有效提高炉内温度，降低炉膛温度，提高炼钢效率，减少能耗。
古代炼钢技术
古代炼钢技术引言：炼钢是一项古老而重要的冶金技术，古代人们通过不断探索和实践，逐渐发展出了独特的炼钢工艺。
本文将从古代炼钢的起源、工艺流程以及对社会经济的影响等方面进行探讨。
一、古代炼钢的起源古代炼钢技术的起源可以追溯到公元前6世纪的中国。
据史书记载，当时的中国冶金学家在铁制品的生产过程中，意外发现了一种可以提高铁质品质的方法。
这一方法后来被称为“炼钢”。
二、古代炼钢的工艺流程古代炼钢的工艺流程相对简单，主要包括矿石选矿、炼铁、炼钢等环节。
1. 矿石选矿古代炼钢首先需要选取合适的矿石。
常用的矿石有铁矿石、锰矿石等。
选矿的原则是优先选择含铁量高、杂质较少的矿石。
2. 炼铁炼钢的第一步是炼铁。
古代人们使用的主要炼铁方法是青铜法。
这种方法是将铁矿石与富含铜的青铜矿石一起熔炼，使铁与铜发生反应生成铁铜合金，再通过特殊的冶炼工艺将铁铜合金中的铜去除，得到纯净的铁。
3. 炼钢在获得纯净的铁后，古代人们进行炼钢。
炼钢的方法有多种，其中最为常见的是碳化法和火焰法。
碳化法是将铁与含碳物质如木炭等混合加热，使铁中的碳含量增加，从而提高铁的质量。
火焰法则是将铁放入高温炉中，通过燃烧炉内的燃料产生的高温使铁融化，然后通过控制冷却速度，使铁内部的晶体结构得到重新排列，从而改善铁的性能。
三、古代炼钢对社会经济的影响古代炼钢技术的发展对社会经济产生了深远的影响。
古代炼钢技术的出现提高了铁器的质量和产量，使得铁器逐渐替代青铜器成为主流。
铁器的出现极大地改善了人们的生活，推动了农业、手工业和交通运输等领域的发展。
炼钢技术的发展使得古代冶金工艺逐渐完善，为后来冶金学的发展奠定了基础。
古代炼钢技术的经验和知识被传承并发展，为后来的冶金学家提供了宝贵的借鉴和启示。
古代炼钢技术的发展也推动了冶铁业的繁荣。
冶铁业的兴盛带动了相关产业的发展，如采矿业、运输业等，为社会经济的发展做出了重要贡献。
结语：古代炼钢技术是人类智慧的结晶，为社会经济的发展做出了重要贡献。
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Step 1 装料
Step 2 吹炼
各元素的氧化去除
Step 3 分析
Step 4 出钢
• 出钢成分 • C 0.08~0.10%, P≤0.015% • 出钢温度 ~1600oC • 出钢同时，合金化 • 锰铁、硅铁、硅锰、 • 铝块、增碳剂等 • 42CrMo4合金化后成分 • C 0.30-0.38%, Si 0.070.15% • Mn 0.55-0.70%, Cr 0.851.05%
4连续铸造
• • • • 1.大包– Ladle 2.中间包 – Tundish 3.结晶器 – Mold 4.二冷段 – Secondary Cooling Zone
总结
5文章翻译
钢铁工业是世界上最重要的工业之一，也是传
统史上最古老的工业之一。早在公元3000年前， 铁就是人类文化与文明的基础。 从矿石中提炼铁的历史可以追溯到史前时期。 古时候，铁矿石是在炭火中加热的（起初无疑是 偶然的），当火熄灭时，像海绵一样的固体铁块 就产生了。海绵铁能够锤打成型制造工具和武器。 冶金前辈发现，在吹火或扇风时，火会燃烧得更 旺，铁就会更快地炼成。从此以后人们就使用风 箱来增加风量。 现代炼铁生产的发展得益于几项重要技术的应用：
一旦电能供应充足，电热就开始被用来炼钢。 在1914～1918年的战争期间，电弧炉工艺首 次被广泛地用于合金钢的生产. 二次大战期间 和之后，合金钢需求的快速增加导致要建造 炉容大和吨钢能耗低的炉子。当前，电弧炉 在工业上有着稳定的地位。 二十世纪七十年代后，亨利.贝塞麦工艺和平 炉工艺逐渐被淘汰。而随着对高质量钢需求 的增加，炉外精炼已成为当今炼钢过程中必 不可少的步骤。
古代炼铁
2. 现代钢铁冶炼流程
2. 现代钢铁冶炼流程
炼铁
3炼钢的任务
• 去除杂质 • 硫：降低塑性（特别是横向塑性），热脆；（Sulfur: reduce the plastic (especially transverse plastic), hot shortness） • 磷： 冷脆，特别明显降低低温冲击性能;(P: cold brittle, especially obviously reduce the low-temperature impact properties) • 氧/夹杂物：形成钢材中薄弱处，对疲劳性能影响极大； (Oxygen / inclusion formation in steel: the weak point, effect on fatigue performance greatly;) • 氮：加工时效后易脆化，蓝脆；(N: processing after aging brittle, blue brittleness )
（1）1709年，一位叫亚伯拉罕.达比的年 轻人使用焦炭炼铁获得成功,这一革新导致气机和大型电动机作 鼓风机动力，使鼓风量大幅增加。 （3）1828年尼尔森采用蓄热式热风炉送风， 使高炉焦比大幅降低。 工业革命以前，钢是一种贵重材料，只能 少量生产以用来制造像剑和弹簧这样的物 件，而结构部件则用铸铁或熟铁来制造。
Brief Introduction of Ironmaking & Steelmaking
机设普10-4 邓云峰
主要内容 1. 钢铁发展简史 2. 现代钢铁冶炼流程 3. 炼钢的过程 炼钢的任务、炼钢的工艺过程及相 关设备 4. 钢的铸造 5.文章翻译
1.钢铁发展简史
最早使用陨铁 （约商代） 木炭还原铁矿石 (~1000oC) 鼓风机的应用，更高温度还原铁矿石 ---------------------------------------------------------1855年发明酸性空气底吹转炉炼钢法(Bessemer Process) 1878年发明碱性炉衬的底吹转炉炼钢 法(Thomas Process) 1880~1960s, 平炉炼钢时代 (Open Heart Process) 1950s~ ，氧气顶吹转炉开始(1952 Linz, 1953 Donawitz
在1856年8月，一位名叫亨利· 贝塞麦的英国人公布了他的 炼钢方法，这个工艺能够把钢的成本降低到原来成本的七 分之一左右，更重要的是它能够大量地生产钢了。亨利贝 塞麦工艺是从炉底向铁水吹入空气，使铁水中的杂质去除， 它曾经是炼钢工业的一个主要支柱。 最早的亨利· 贝塞麦转炉是用硅砖做炉衬。维多利亚女王 时代的铁器制造商发现，酸性贝塞麦工艺不能去除对钢有 害的磷，所以必须用低磷生铁进行冶炼。1878年，名叫 希德尼· 托马斯和珀西· 克利斯特的两个英国人对此法进行 了改进，他们用含氧化镁或白云石的碱性耐火砖砌成炉衬， 再向熔池加入石灰使其与铁水中的磷和硅化合，这样磷和 硅就以磷酸钙和硅酸钙的形式从铁水中除去。转炉采用碱 性炉衬提供了铁水与石灰发生反应的条件，从而避免了炉 衬的损坏。如果象酸性法那样使用硅砖，石灰就会对炉衬 产生化学侵蚀作用
Step 5 倒渣
• 出钢结束后，从另一个方向 倒渣 • 可以利用渣制造水泥、或化 肥（磷肥） • 有时留少量渣补炉，以提高 转炉炉龄。
复合吹炼转炉 / 顶底复吹转炉
钢包精炼 – Ladle Refining
• 1. 深脱氧（还原过程） • 2. 高碱度渣，深度脱 硫 • 3. 精确控制合金成分 • 4. 夹杂物控制 • 5. 精确控制温度
在1865年，诞生了另一种有效的炼钢工艺， 它使生铁/和废钢进入到具有蓄热室的炉子中 进行冶炼。依发明者的名字命名，就叫做西 门子－马丁工艺（平炉工艺）。之所以被叫 做西门子－马丁平炉工艺是因为铁水盛在一 个比较浅的炉底或炉膛内，如图1-1所示。但 是，平炉效率不高，适应不了高炉的巨大生 产能力，这就必然促成了大生产能力的氧气 转炉炼钢法的出现。
• 浇铸成内、外部质量好的钢坯或钢锭 • Solidified the ingots or billets with good inner and surface quality. • 避免裂纹、疏松；降低偏析；不出现宏观夹杂。 • Avoid cracks, porosity; Decrease the segregation; • No Macro-inclusions. • 模铸、连铸 • Ingot Casting, Continue Casting