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  炼钢先炼铁，钢源于生铁。由铁矿石冶炼所得的生铁，含碳量高且杂质多（如硅、锰、磷、硫等），致使其塑性与韧性欠佳，力学性能差，除熔化浇铸外难以进行压力加工，用途受限。

  为克服生铁弊端，使其在工业中发挥更大作用，需在高温下借助各类氧源，将生铁内杂质氧化清除至某些特定的程度，以获取特定成分与性质的铁碳合金——钢。这种在高温下氧化清除生铁杂质的方法便是炼钢。

  生铁中的杂质在高温下与氧亲和力不同，可利用氧化法使其变为液体、固体或气体氧化物。液、固氧化物与炉衬及熔剂反应成炉渣，扒渣时排出；气体则在钢水沸腾时随CO带出。炼钢炉内，杂质氧化主要依赖FeO。

  2、锰元素氧化：锰易氧化，生成的MnO熔点高，不溶于金属液，与SiO₂形成化合物浮于金属液表面成炉渣：Mn + FeO → MnO + Fe ，2MnO + SiO₂ → 2MnO·SiO₂ 。硅、锰氧化放热，能快速提高炉温，加速碳氧化，对转炉炼钢意义重大。

  3、碳元素氧化：碳氧化需大量热能，在较高温度下进行：C + FeO → CO + Fe 。碳氧化生成的CO气体逸出产生“沸腾”，促使熔池成分与温度均匀，加速界面反应，利于去除钢中气体与夹杂物。

  4、磷元素氧化：磷在不太高温度下氧化，去磷由多个反应构成：2P + 5FeO → P₂O₅ + 5Fe ，P₂O₅ + 3FeO → 3FeO·P₂O₅ 。碱性炉渣中有足够CaO时：3FeO·P₂O₅ + 4CaO → 4CaO·P₂O₅ + 3FeO ，生成的4CaO·P₂O₅稳定存于炉渣，实现去磷。但脱氧时加入脱氧剂会使炉渣呈酸性，导致回磷，需增加炉渣碱度、渣量及氧化性防止。

  5、硫元素氧化：硫以FeS形式存在，炉渣有足够CaO时可去硫：FeS + CaO → CaS + FeO ，CaS不溶钢水浮于表面。此反应可逆，渣中FeO含量减少去硫效率增高。渣中有足够碳时：CaO + FeS + C → CaS + Fe + CO ，可阻止反应逆向。电炉炼钢因碳存在去硫更完全，锰也促进去硫：FeS + MnO → MnS + FeO ，MnS几乎不溶钢水进入渣中。

  一系列氧化反应去除杂质后，钢水含较多FeO ，氧带来诸多危害，如产生气泡、热脆与冷脆，且危害随含碳量增加。炼钢后期需去除钢水中的氧，通常加入锰铁、硅铁、铝等脱氧剂：FeO + Mn → MnO + Fe ，2FeO + Si → SiO₂ + 2Fe ，3FeO + 2Al → Al₂O₃ + 3Fe 。

  炼钢由氧化与还原过程组成，碳、硅、锰、磷氧化属氧化期，脱硫与脱氧属还原期。为清除杂质，造渣与除渣是关键。炉渣作用如下：

  2、最大程度去除金属有害杂质（磷和硫），防止炉气中气体（氮气和氢气）进入金属。

  1、转炉炼钢：利用空气或氧气，通过底吹、侧吹、顶吹方式，将铁水中元素氧化至规定限度，获合格成分钢。

  2、电炉炼钢：利用电能转热能炼钢，常用电弧炉和感应电炉。电弧炉大范围的使用在冶炼优质钢与合金钢；感应电炉用于冶炼高级合金钢与有色合金。

  3、平炉炼钢：因工业发展积累大量废钢，转炉无法处理，1864年法国人马丁发明平炉炼钢法。但随着氧气顶吹转炉炼钢法发展，平炉炼钢法逐渐被取代。同时，钢水真空处理、电渣炉熔炼、真空感应电炉熔炼等新方法应用渐广。

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