煉鐵過程實質上是將鐵從其自然形態——礦石等含鐵化合物中還原出來的過程。煉鐵方法主要有高爐法、直接還原法、熔融還原法等，其原理是礦石在特定的氣氛中(還原物質CO、H2、C;適宜溫度等)通過物化反應獲取還原后的生鐵。生鐵除了少部分用于鑄造外，絕大部分是作為煉鋼原料。
1.高爐煉鐵的冶煉原理(應用最多的)
(1)高爐冶煉用的原料
主要由鐵礦石、燃料(焦炭)和熔劑(石灰石)三部分組成。
通常，冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石，0.4-0.6噸焦炭，0.2-0.4噸熔劑，總計需要2-3噸原料。為了保證高爐生產的連續性，要求有足夠數量的原料供應。
(2)工藝流程
生鐵的冶煉雖原理相同，但由于方法不同、冶煉設備不同，所以工藝流程也不同。下面分別簡單予以介紹。
高爐生產是連續進行的。一代高爐(從開爐到大修停爐為一代)能連續生產幾年到十幾年。生產時，從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗組成，現代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂)不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風口吹進熱風(1000～1300℃)，噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出，經除塵后，作為工業用煤氣。現代化高爐還可以利用爐頂的高壓，用導出的部分煤氣發電。
生鐵是高爐產品(指高爐冶煉生鐵)，而高爐的產品不只是生鐵，還有錳鐵等，屬于鐵合金產品。錳鐵高爐不參加煉鐵高爐各種指標的計算。高爐煉鐵過程中還產生副產品水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。
高爐煉鐵的特點：規模大，不論是世界其它國家還是中國，高爐的容積在不斷擴大，如我國寶鋼高爐是4063m3，日產生鐵超過噸，爐渣4000多噸，日耗焦4000多噸。
目前國內單一性生鐵廠家，高爐容積達到500左右m3以上，但多數仍維持在100-300m3之間，甚至仍存在100m3以下的高耗能高污染的小高爐，其產品質量參差不齊，公布分散，不具有規模性，更不能與國際上的鋼鐵廠相比。中國寶鋼集團總裁謝企華透露，中國政府已經命令高爐容積小于200m3的小鋼鐵廠于2007年年底前關閉，使用技術過于陳舊的鋼鐵廠將在2010年之前逐步淘汰，如果鋼鐵價格下滑，這個最后期限還有可能提前。
2、什么是軋機
軋機是實現金屬軋制過程的設備。泛指完成軋材生產全過程的裝備﹐包括有主要設備﹑輔助設備﹑起重運輸設備和附屬設備等。但一般所說的軋機往往僅指主要設備。
3、軋機的發展史
據說在14 世紀歐洲就有軋機﹐但有記載的是1480年意大利人達芬奇設計出軋機的草圖。1553年法國人布律列爾軋制出金和銀板材，用以制造錢幣。此后在西班牙﹑比利時和英國相繼出現軋機。1728年設計的生產圓棒材用的軋機為英國設計的生產圓棒材用的軋機。英國于1766年有了串行式小型軋機，19世紀中葉，第一臺可逆式板材軋機在英國投產，并軋出了船用鐵板。1848年德國發明了萬能式軋機，1853年美國開始用三輥式的型材軋機，并用蒸汽機傳動的升降臺實現機械化。接著美國出現了勞特式軋機。1859年建造了第一臺連軋機。萬能式型材軋機是在1872年出現的;20世紀初制成半連續式帶鋼軋機，由兩架三輥粗軋機和五架四輥精軋機組成。
中國于1871年在福州船政局所屬拉鐵廠(軋鋼廠)開始使用軋機;軋制厚15mm以下的鐵板，6～120mm的方﹑圓鋼。1890年漢冶萍公司漢陽鐵廠裝有蒸汽機拖動的橫列雙機架2450mm二輥中板軋機和蒸汽機拖動的三機架橫列二輥式軌梁軋機以及350/300mm小型軋機。隨著冶金工業的發展﹐現已有多種類型軋機。
4、軋機的主要設備有工作機座和傳動裝置
(1)工作機座
由軋輥﹑軋輥軸承﹑機架﹑軌座﹑軋輥調整裝置﹑上軋輥平衡裝置和換輥裝置等組成。
a.軋輥：是使金屬塑性變形的部件。
b.軋輥軸承：支承軋輥并保持軋輥在機架中的固定位置。軋輥軸承工作負荷重而變化大，因此要求軸承摩擦系數小，具有足夠的強度和剛度，而且要便于更換軋輥。不同的軋機選用不同類型的軋輥軸承。滾動軸承的剛性大，摩擦系數較小，但承壓能力較小，且外形尺寸較大，多用于板帶軋機工作輥。滑動軸承有半干摩擦與液體摩擦兩種。半干摩擦軋輥軸承主要是膠木﹑銅瓦﹑尼龍瓦軸承，比較便宜，多用于型材軋機和開坯機。液體摩擦軸承有動壓﹑靜壓和靜-動壓三種。優點是摩擦系數比較小，承壓能力較大，使用工作速度高、剛性好，缺點是油膜厚度隨速度而變化。液體摩擦軸承多用于板帶軋機支承輥和其它高速軋機。
c.軋機機架：由兩片“牌坊”組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調整裝置，需有足夠的強度和鋼度承受軋制力。機架形式主要有閉式和開式兩種。閉式機架是一個整體框架，具有較高強度和剛度，主要用于軋制力較大的初軋機和板帶軋機等。開式機架由機架本體和上蓋兩部分組成，便于換輥，主要用于橫列式型材軋機。此外，還有無牌坊軋機。
d.軋機軌座：用于安裝機架，并固定在地基上，又稱地腳板。承受工作機座的重力和傾翻力矩，同時確保工作機座安裝尺寸的精度。
e.軋輥調整裝置：用于調整輥縫，使軋件達到所要求的斷面尺寸。上輥調整裝置也稱“壓下裝置”，有手動﹑電動和液壓三種。手動壓下裝置多用在型材軋機和小的軋機上。電動壓下裝置包括電動機﹑減速機﹑制動器﹑壓下螺絲﹑壓下螺母﹑壓下位置指示器﹑球面墊塊和測壓儀等部件;它的傳動效率低，運動部分的轉動慣性大，反應速度慢，調整精度低。70年代以來，板帶軋機采用AGC(厚度自動控制)系統后，在新的帶材冷﹑熱軋機和厚板軋機上已采用液壓壓下裝置，具有板材厚度偏差小和產品合格率高等優點。
f.上軋輥平衡裝置：用于抬升上輥和防止軋件進出軋輥時受沖擊的裝置。形式有：彈簧式﹑多用在型材軋機上;重錘式，常用在軋輥移動量大的初軋機上;液壓式，多用在四輥板帶軋機上。
g.為提高作業率，要求軋機換輥迅速﹑方便。換輥方式有C形鉤式﹑套筒式﹑小車式和整機架換輥式四種。用前兩種方式換輥靠吊車輔助操作，而整機架換輥需有兩套機架，此法多用于小的軋機。小車換輥適合于大的軋機，有利于自動化。目前，軋機上均采用快速自動換輥裝置，換一次軋輥只需5～8分鐘。
(2)傳動裝置
由電動機﹑減速機﹑齒輪座和連接軸等組成。齒輪座將傳動力矩分送到兩個或幾個軋輥上。
(3)輔助設備
包括軋制過程中一系列輔助工序的設備。如原料準備﹑加熱﹑翻鋼﹑剪切﹑矯直﹑冷卻﹑探傷﹑熱處理﹑酸洗等設備。
(4)起重運輸設備
吊車﹑運輸車﹑輥道和移送機等。
(5)附屬設備
有供﹑配電﹑軋輥車磨，潤滑，供﹑排水，供燃料，壓縮空氣，液壓，清除氧化鐵皮，機修、電修、排酸，油﹑水﹑酸的回收，以及環境保護等設備。
5、軋機的命名
按軋制品種﹑軋機型式和公稱尺寸來命名。“公稱尺寸”的原則對型材軋機而言，是以齒輪座人字齒輪節圓直徑命名;初軋機則以軋輥公稱直徑命名;板帶軋機是以工作軋輥輥身長度命名;鋼管軋機以生產最大管徑來命名。有時也以軋機發明者的名字來命名(如森吉米爾軋機)。
6、軋機的選擇
按生產的產品品種﹑規格﹑質量和產量的要求來選定成品或半成品軋機的類型和尺寸，并配備必要的輔助﹑起重運輸和附屬設備，然后根據各種因素的要求最后加以平衡選定。
7、軋機動力設施
1590年英國開始用水輪機拖動軋輥，直到1790年還有用水輪機配以石制飛輪拖動四輥式鋼板軋機的。1798 年英國開始用蒸汽機拖動軋機。現代的軋機均為直流或交流電動機拖動，有單機拖動，也有通過齒輪成組拖動。
8、軋機的分類
軋機可按軋輥的排列和數目分類，可按機架的排列方式分類，也可按生產的產品分類。
9、軋機的發展
現代軋機發展的趨向是連續化﹑自動化﹑專業化，產品質量高，消耗低。60年代以來軋機在設計﹑研究和制造方面取得了很大的進展，使帶材冷熱軋機﹑厚板軋機﹑高速線材軋機﹑H型材軋機和連軋管機組等性能更加完善，并出現了軋制速度高達每秒鐘115米的線材軋機﹑全連續式帶材冷軋機﹑5500毫米寬厚板軋機和連續式H型鋼軋機等一系列先進設備。軋機用的原料單重增大，液壓 AGC﹑板形控制﹑電子計算器過程控制及測試手段越來越完善﹐軋制品種不斷擴大。一些適用于連續鑄軋﹑控制軋制等新軋制方法，以及適應新的產品質量要求和提高經濟效益的各種特殊結構的軋機都在發展中。
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