工業最初的煉鋼爐怎麼來的

『壹』 轉爐煉鋼的發展歷程

早在1856年英國人貝斯麥就發明了底吹酸性轉爐煉鋼法，這種方法是近代煉鋼法的開端，它為人類生產了大量廉價鋼，促進了歐洲的工業革命。但由於此法不能去除硫和磷，因而其發展受到了限制。1879 年出現 了托馬斯底吹鹼性轉爐煉鋼法，它使用帶有鹼性爐襯的轉爐來處理高磷生鐵。雖然轉爐法可 以大量生產鋼，但它對生鐵成分有著較嚴格的要求，而且一般不能多用廢鋼 。隨著工業 的進一步發展，廢鋼越來越多。
在酸性轉爐煉鋼法發明不到十年，法國人馬丁利用蓄熱原理，在1864年創立了平爐煉鋼法，1888年出現了鹼性平爐。
平爐煉鋼法對原料的要求不那麼嚴格，容量大，生產的品種多，所以不到20年它就成為世界上主要的煉鋼方法。
20世紀50年代，在世界鋼產量中，約85%是平爐煉出來的。1952年在奧地利 出現純氧頂吹轉爐，它解決了鋼中氮和其他有害雜質的含量問題，使質量接近平爐鋼，同時減少了隨廢氣（當用普通空氣吹煉時，空氣含79 %無用的氮）損失的熱量，可以吹煉溫度較低的平爐生鐵，因而節省了高爐的焦炭耗量，且能使用更多的廢鋼 。由於轉爐煉鋼速度快（煉一爐鋼約10min，而平爐則需7h），負能煉鋼，節約能源，故轉爐煉鋼成為當代煉鋼的主流。
其實130年以前貝斯麥發明底吹空氣煉鋼法時，就提出了用氧氣煉鋼的設想，但受當時條件的限制沒能實現。直到20世紀50年代初奧地利的Voest Alpine公司才將氧氣煉鋼用於工業生產，從而誕生了氧氣頂吹轉爐，亦稱LD轉爐。頂吹轉爐問世後，其發展速度非常快，到1968年出現氧氣底吹法時，全世界頂吹法產鋼能力已達2.6億噸，占絕對壟斷地位。1970年後，由於發明了用碳氫化合物保護的雙層套管式底吹氧槍而出現了底吹法，各種類型的底吹法轉爐（如OBM，Q-BOP，LSW等）在實際生產中顯示出許多優於頂吹轉爐之處，使一直居於首位的頂吹法受到挑戰和沖擊。
頂吹法的特點決定了它具有渣中含鐵高，鋼水含氧高，廢氣鐵塵損失大和冶煉超低碳鋼 困難等缺點，而底吹法則在很大程度上能克服這些缺點。但由於底吹法用碳氫化合物冷卻噴嘴，鋼水含氫量偏高，需在停吹後噴吹惰性氣體進行清洗。基於以上兩種方法在冶金學上顯現出的明顯差別，故在20世紀70年代以後，國外許多國家著手研究結合兩種方法優點的頂底復吹冶煉法。繼奧地利人Dr.Eard等於1973年研究轉爐頂底復吹煉鋼之後，世界各國普遍開展了轉爐復吹的研究工作，出現了各種類型的復吹轉爐，到20世紀80年代初開始正式用於生產。由於它 比頂吹和底吹法都更優越，加上轉爐復吹現場改造 比較容易，使之幾年時間就在全世界范圍得到普遍應用，有的國家（如日本）已基本上淘汰了單純的頂吹轉爐。
傳統的轉爐煉鋼過程是將高爐來的鐵水經混鐵爐混勻後兌入轉爐，並按一定 比例裝入廢鋼，然後降下水冷氧槍以一定的供氧、槍位和造渣制度吹氧冶煉。當達到吹煉終點時，提槍倒爐，測溫和取樣化驗成分，如鋼水溫度和成分達到 目標值范圍就 出鋼。否則，降下氧槍進行再吹。在出鋼過程中，向鋼包中加入脫氧劑和鐵合金進行脫氧、合金化。然後，鋼水送模鑄場或連鑄車間鑄錠。
隨著用戶對鋼材性能和質量的要求越來越高，鋼材的應用范圍越來越廣，同時鋼鐵生產企業也對提高產品產量和質量，擴大品種，節約能源和降低成本越來越重視。在這種情況下，轉爐生產工藝流程發生了很大變化。鐵水預處理、復吹轉爐、爐外精煉、連鑄技術的發展，打破了傳統的轉爐煉鋼模式。已由單純用轉爐冶煉發展為鐵水預處理——復吹轉爐吹煉——爐外精煉——連鑄這一新的工藝流程。這一流程以設備大型化、現代化和連續化為特點。氧氣轉爐已由原來的主導地位變為新流程的一個環節，主要承擔鋼水脫碳和升溫的任務了。

『貳』 現代煉鋼技術如何發明的

直到19世紀中期，歐洲煉鋼仍然採用攪拌法，即是把生鐵加熱到熔化或半熔後，放進熔池中進行攪拌。它藉助攪拌時空氣中的氧氣將生鐵中的碳氧化掉，這正是1 600多年前我國漢朝時代出現的炒鋼法。1860年在英國大約有3 400多座攪拌煉鋼池，每12小時一般攪煉一池，每池250千克。

在攪拌池中煉鋼很難控制鋼中碳的含量，而且要耗費很大的人力。到1856年，英國人貝塞麥（H.Bessemer，1813～1898）創造了一種轉爐煉鋼法，解決了這個難題。

貝塞麥是一位法國大革命時逃亡到英國的機械工程師的兒子，少年在離開鄉村學校後當上鉛字澆鑄工，17歲開始經營生產金屬合金和青銅粉，在參加英、法與俄羅斯對抗的克里米亞（Crimea）戰爭（1853～1856）中，親眼目睹用生鐵或熟鐵製造的炮身經受不住火葯的爆炸力，常常產生爆裂，遂促使他尋找一種生產鋼的方便方法。

貝塞麥曾經注意到一些固態的鑄鐵塊在熔化前由於暴露在空氣中而脫碳了，當然這種氧化作用就是攪拌法煉鋼的原理，他沒有學過化學，不了解這個原理，但卻使他考慮到把空氣鼓入鐵水中煉鋼。於是在1856年的一天，他在倫敦聖潘克拉斯（St.Pancras）建成一座煉鋼爐。

這是一座固定式容器。可盛放350千克鑄鐵，把空氣加壓鼓入容器中後，反應的猛烈程度使貝塞麥大吃一驚，因為他沒有估計到鑄鐵中碳與空氣中氧氣的反應以及其他雜質與氧氣的反應會放熱。幸好，10分鍾後，當雜質已除去後，火焰平息了，可以走近容器，切斷加壓的空氣流。金屬被注入錠模中，經測定是低碳鋼。1856年8月11日，貝塞麥在切爾特南（Cheltenham）不列顛協會的會議上公布了這一創造發明。很快，貝塞麥製成一種可轉動的可傾倒式轉爐，每爐可容納5噸生鐵，熔煉時間為1小時，包括補爐和鑄錠的時間在內，大大縮短了攪拌煉鋼的時間，更減少了攪拌熔煉操作所費的力氣。於是，國內外煉鋼廠紛紛購買此法的生產許可證。

貝塞麥在宣布他的創造發明後受到各界人士的熱情贊揚，但是很快就遭受到批評和嘲諷，原因是用他創造的轉爐煉出的鋼錠由於氧化過度，生成的氧化鐵存在鋼中，同時生鐵中的磷未能除去，使鋼的質量很差，不是疏鬆，就是硬脆，在鍛打時發生斷裂。

關於鋼中存在過量氧化鐵的問題，後來由英國一位富有煉鋼實踐經驗的馬希特（R.F.Mushet）解決了，他在熔化了的金屬中添加稱為鏡鐵的鐵、錳和碳的合金，因為錳能將生成的氧化鐵還原。

除去鐵礦石中的磷是煉鋼中長期未解決的問題。貝塞麥和其他所有煉鋼爐的建造者一樣，用含硅的材料作為爐的襯里。這種爐襯不會和磷被氧化生成的氧化物結合，不能把這種穩定的化合物從鋼中除去。貝塞麥只能選用含磷低於0.05%（質量分數）的礦石煉成鐵後再煉鋼。

除磷的問題後來卻由英國一位法院的書記員托馬斯（S.G.Thomas，1850~1885）經試驗後解決了，在1878年獲得成功。

托馬斯雖然是一位法庭書記員，卻熱愛化學。他利用業余時間進倫敦大學伯克培克（Birkbeck）學院進修化學課程，並通過英國皇家礦業學院冶金學和化學的考試。他在得知貝塞麥煉鋼中需要解決除磷的問題後，用各種化學物質，包括氧化鎂和石灰等進行試驗，在他的表弟吉爾克里斯特（P.C.Gilchrist）協助下，在布萊納封（Blaenavon）的煉鋼廠用一個轉爐進行試驗，他的表弟正是這個煉鋼廠的化學師。他們兩人在1877～1878年進行了9個月的試驗，證明經焙燒過的白雲石用石灰黏結作為轉爐襯里能滿意地除去磷，而且還同時生產出寶貴的磷肥，後人為紀念他，至今把這種磷肥稱為托馬斯磷肥。

白雲石是含有碳酸鎂、碳酸鈣的岩石，焙燒後生成氧化鎂、氧化鈣等，能與磷的氧化物化合生成鎂和鈣的磷酸鹽，是很好的磷肥。

1883年托馬斯獲得貝塞麥獎章，可惜因患肺結核病，35歲即逝世。貝塞麥發明創造的轉爐煉鋼法在得到托馬斯等人的改進後一直沿用至今。現今使用的轉爐可以繞水平軸旋轉，便於加料和卸料。爐底有氣孔，從氣孔鼓入空氣。用它煉一爐鋼約需十幾分鍾，容量從一噸到數十噸不等。

隨著工業的發展，在生產建設和日常生活中出現了大量的廢鋼、廢鐵。這些廢料在轉爐中不能利用，於是在出現轉爐煉鋼的同時，出現了平爐煉鋼。

在轉爐煉鋼中，使金屬保持液態所需的熱量是由化學反應所產生的熱提供的，但在平爐煉鋼中，化學反應產生的熱量不足以使金屬保持熔融狀態，所以必須由外部熱源供應熱量。

1856年，德國人西門子·弗雷德里克（Frederick Siemens）利用熱再生原理創建一種交流換熱爐。這是在燃燒爐兩側各建一蓄熱格子磚室，從燃燒爐中出來的熾熱的燃燒廢氣通過一邊的格子磚室，將熱量傳給格子磚，隨後將燃燒用的空氣通過被加熱的磚室，提高溫度後進入燃燒室燃燒，從而提高了爐溫。每隔一定時間，交換空氣和廢氣的流動方向，使兩邊的蓄熱室交替使用。這種爐子最初被用來燒制玻璃，後來被用來煉鋼，這就是平爐。

最初，在平爐中燃燒固體燃料。1861年西門子·弗雷德里克的兄弟西門子·威廉（William Siemens，1823～1883）創造一種煤氣發生爐，生產發生爐煤氣。這是將定量的空氣和少量水蒸氣通過燃燒的煤或赤熱的焦炭，使之生成的二氧化碳盡可能轉變成可燃的一氧化碳。水蒸氣與碳反應後生成可燃的一氧化碳和氫氣。

西門子·威廉是一位工程師，在德國接受正規的技術教育後來到英國；西門子·弗雷德里克在德國得累斯頓（Dresden）經營電氣公司，也曾到英國。他們兄弟二人認為英國鼓勵工程技術人員和發明創造者，在英國申請專利比較方便。他們於1866年在英國伯明翰（Birmingham）共同建立西門子鋼廠，利用平爐進行煉鋼。

西門子兄弟共四人，都是出色的發明家。威廉是老二，弗雷德里克是老三。老大西門子·維勒（Werner Siemens，1816～1892）是一位電化學家，發明發電機原理，創建德國西門子公司。最小的弟弟西門子·卡爾（Carl Siemens）在俄羅斯創辦企業。這樣，維勒被稱為「柏林的西門子」；威廉被稱為「倫敦的西門子」；弗里德里克被稱為「德累斯頓的西門子」；卡爾被稱為「俄羅斯的西門子」。

差不多在同一個時期，法國冶金學家馬丁（P.Martin，1824～1915）和他的兄弟（B.Martin）同樣利用熱再生原理，建立平爐，在法國錫雷（Sireuil）建廠生產。他們生產的鋼在1867年巴黎博覽會上展出獲金質獎章。馬丁在1915年獲英國鋼鐵學會授予的貝塞麥獎章。

『叄』 電爐煉鋼

電爐煉鋼
電爐煉鋼是用電作為熱源進行鋼鐵冶煉為方法，它有兩種形式：一是電弧爐，一是感應爐。
早在1878年，德國的西門子就已經使用電弧爐熔化廢鋼。但當時電費昂貴 ，且供應不足，該法未能發展起來。
1898年，義大利人斯托水漲船高諾取得了在電弧爐內直接用鐵礦石煉鋼的專利。1900年法國冶金學家赫魯特對斯托沙諾的發明進行了改進，建立了第一座工業用電弧煉鋼爐。在爐頂的巨大碳質電極和投入爐中成分已知的廢鋼之間，產生電弧，由此發出的高溫使廢鋼熔化。用這種方法煉出的鋼比較純凈。根據需要，還可以加入其它配料，以改變鋼的成分；也可以加入石灰石或瑩石，以吸收雜質。
此後，在德國等一些國家採用了電爐和轉爐聯用的方法煉鋼。先將生鐵在鹼性轉爐內吹煉，去掉硅、錳及大部分碳，然後轉入鹼性電弧爐內進一步除去磷及碳，直至達到要求的.含量，這樣可使每爐鋼的成分基本一致。
義大利人費蘭蒂於1887年取得了感應爐的專利，他最先採用高頻感應爐熔化金屬。應用高頻交流電，藉助渦流的作用，可使線圈范圍內的料感應而產生熱，以至熔化。瑞典人克林在1899年建立了世界上第一座用於工業化生產的感應爐。1907年，英國謝菲爾德郡建立了可生產2噸鋼鑄件的實驗感應爐。1925年發明的電動發電機組，能獲得比較合適的電流頻率（500－3000周/秒），從而加速了感應爐的發展，使它逐漸取代了苷堝爐用於生產高質量的工具鋼。感應只發生熔化而不發生冶煉作用，使鋼的成分均勻一致。
電爐可以冶煉各種性能的合金鋼。

『肆』 煉鋼爐是什麼造的

煉鋼爐是個統稱，一般煉鋼廠用轉爐和電爐兩種；煉鋼爐分工作層、絕熱層、填充層和鋼板組成。工作層、絕熱層都是用耐火磚砌的。特別工作層的耐火材料材質要求比較高，外層鋼板一般為耐熱鋼板且有一定的厚度！

『伍』 工業里最初的煉鋼爐怎麼來的

轉爐是一個金屬外殼，一般是鋼的，裡面一般有3層或者4層內襯。有永久層，絕熱層（有的轉爐有，有的轉爐沒有），填充層，工作層，這幾層。

『陸』 工業爐的發展歷程

工業爐的創造和發展對人類進步起著十分重要的作用。中國在商代出現了較為完善的煉銅爐，爐溫達到1200℃，爐子內徑達0.8米。在春秋戰國時期，人們在熔銅爐的基礎上進一步掌握了提高爐溫的技術，從而生產出了鑄鐵
1794年，世界上出現了熔煉鑄鐵的直筒形沖天爐。後到1864年，法國人馬丁運用英國人西門子的蓄熱式爐原理，建造了用氣體燃料加熱的第一台煉鋼平爐。他利用蓄熱室對空氣和煤氣進行高溫預熱，從而保證了煉鋼所需的1600℃以上的溫度。1900年前後，電能供應逐漸充足，開始使用各種電阻爐、電弧爐和有芯感應爐。
二十世紀50年代，無芯感應爐得到迅速發展。後來又出現了電子束爐，利用電子束來沖擊固態燃料，能強化表面加熱和熔化高熔點的材料。
用於鍛造加熱的爐子最早是手鍛爐，其工作空間是一個凹形槽，槽內填入煤炭，燃燒用的空氣由槽的下部供入，工件埋在煤炭里加熱。這種爐子的熱效率很低，加熱質量也不好，而且只能加熱小型工件，以後發展為用耐火磚砌成的半封閉或全封閉爐膛的室式爐，可以用煤，煤氣或油作為燃料，也可用電作為熱源，工件放在爐膛里加熱。
為便於加熱大型工件，又出現了適於加熱鋼錠和大鋼坯的台車式爐，為了加熱長形桿件還出現了井式爐。20世紀20年代後又出現了能夠提高爐子生產率和改善勞動條件的各種機械化、自動化爐型。
工業爐的燃料也隨著燃料資源的開發和燃料轉換技術的進步，而由採用塊煤、焦炭、煤粉等固體燃料逐步改用發生爐煤氣、城市煤氣、天然氣、柴油、燃料油等氣體和液體燃料，並且研製出了與所用燃料相適應的各種燃燒裝置。
工業爐的結構、加熱工藝、溫度控制和爐內氣氛等，都會直接影響加工後的產品質量。在鍛造加熱爐內，提高金屬的加熱溫度，可以降低變形阻力，但溫度過高會引起晶粒長大、氧化或過燒，嚴重影響工件質量。在熱處理過程中，如果把鋼加熱到臨界溫度以上的某一點，然後突然冷卻，就能提高鋼的硬度和強度；如果加熱到臨界溫度以下的某一點後緩慢冷卻，則又能使鋼的硬度降低而使韌性提高。
為了獲得尺寸精確和表面光潔的工件，或者為了減少金屬氧化以達到保護模具、減少加工餘量等目的，可以採用各種少無氧化加熱爐。在敞焰的少無氧化加熱爐內，利用燃料的不完全燃燒產生還原性氣體，在其中加熱工件可使氧化燒損率降低到0.3%以下。
可控氣氛爐是使用人工制備的氣氛，通入爐內可進行氣體滲碳、碳氮共滲、光亮淬火、正火、退火等熱處理：以達到改變金相組織、提高工件機械性能的目的。在流動粒子爐中，利用燃料的燃燒氣體，或外部施加的其他流化劑，強行流過爐床上的石墨粒子或其他惰性粒子層，工件埋在粒子層中能實現強化加熱，也可進行滲碳、氮化等各種無氧化加熱。在鹽浴爐內，用熔融的鹽液作為加熱介質，可防止工件氧化和脫碳。
在沖天爐內熔煉鑄鐵，往往受到焦炭質量、送風方式、爐料情況和空氣溫度等條件的影響，使熔煉過程難於穩定，不易獲得優質鐵水。熱風沖天爐能有效地提高鐵水溫度、減少合金燒損、降低鐵水氧化率，從而能生產出高級鑄鐵。
隨著無芯感應爐的出現，沖天爐有逐步被取代的趨勢。這種感應爐的熔煉工作不受任何鑄鐵等級的限制，能夠從熔煉一種等級的鑄鐵，很快轉換到熔煉另一種等級的鑄鐵，有利於提高鐵水的質量。一些特種合金鋼，如超低碳不銹鋼以及軋輥和汽輪機轉子等用的鋼，需要將平爐或一般電弧爐熔煉出的鋼水，在精煉爐內通過真空除氣和氬氣攪動去雜，進一步精煉出高純度、大容量的優質鋼水。
火焰爐的燃料來源廣，價格低，便於因地制宜採取不同的結構，有利於降低生產費用，但火焰爐難於實現精確控制，對環境污染嚴重，熱效率較低。電爐的特點是爐溫均勻和便於實現自動控制，加熱質量好。按能量轉換方式，電爐又可分為電阻爐、感應爐和電弧爐。以單位時間單位爐底面積計算的爐子加熱能力稱為爐子生產率。爐子升溫速度越快、爐子裝載量越大，則爐子生產率越高。在一般情況下，爐子生產率越高，則加熱每千克物料的單位熱量消耗也越低。因此，為了降低能源消耗，應該滿負荷生產，盡量提高爐子生產率，同時對燃燒裝置實行燃料與助燃空氣的自動比例調節，以防止空氣量過剩或不足。此外，還要減少爐牆蓄熱和散熱損失、水冷構件熱損失、各種開口的輻射熱損失、離爐煙氣帶走的熱損失等。
金屬或物料加熱時吸收的熱量與供入爐內的熱量之比，稱為爐子熱效率。連續式爐比間斷式爐的熱效率高，因為連續式爐的生產率高，而且是不間斷工作的，爐子熱制度處於穩定狀態，沒有周期性的爐牆蓄熱損失，還由於爐膛內部有一個預熱爐料的區段，煙氣部分余熱為由於爐膛內部有一個預熱爐料的區段，煙氣部分余熱為入爐的冷工件所吸收，降低了離爐煙氣的溫度。
以實現爐溫、爐氣氛或爐壓的自動控制。
燃氣為液化氣，天然氣，焦爐煤氣，城市煤氣，轉爐煤氣，混合煤氣，發生爐煤氣，高爐煤氣等。