煉製鋼的工藝、方法和過程。古代的鋼鐵冶煉是在固體狀態下完成的（見塊煉鐵）。現在除少數例外，鋼都在1600℃左右以液體狀態煉成，然後鑄成錠、坯或直接鑄成鑄鋼件。
鋼生產的基本原料和基本途徑 從根本上說，鋼的原料是鐵礦石。從鐵礦石到鋼，有幾種不同的工藝途徑。最主要的是“高爐途徑”，鐵礦石先在高爐內煉成生鐵（見高爐煉鐵），再以生鐵為原料，用不同方法煉成鋼。通過這種種途徑煉成的鋼，占世界鋼產量的98％左右。另一途徑是通過直接還原煉鐵，將礦石在低於礦石熔化溫度下煉成“海綿鐵”，用它作原料，然後主要用電爐冶煉成鋼，這種工藝流程，現隻在較特殊的礦石資源和能源條件下采用；隨著能源條件的改變，今後可能得到發展。另外還有一種粉末冶金方法，用於制造某些特殊的零件，近年來也用於高速工具鋼等特殊用鋼，在鋼的總產量中，所占比重很小。
除生鐵和海綿鐵外，廢鋼也是重要的煉鋼原料。在工業發達國傢，廢鋼來源豐富，價格通常比生鐵、海綿鐵低，而且用作煉鋼的原料還可以節約大量能源。在20世紀的前40年，由於煉鋼工業使用越來越多的廢鋼，世界生鐵產量對鋼產量的比例不斷下降（圖1）。事實上百餘年來煉鋼方法的發明和發展，同廢鋼的供求情況密切相關。
主要煉鋼方法的發展概況 現有的大規模煉鋼方法都是1856年以後出現的。主要可分為轉爐煉鋼法、平爐煉鋼法、電弧爐煉鋼法三類。1860～1980年，各種煉鋼方法所生產的鋼，在鋼的總產量中所占的百分比，如圖2所示，從中可以看出各種煉鋼法的興起和衰落。
空氣轉爐煉鋼法 最早發明的是酸性空氣底吹轉爐煉鋼法，又稱貝塞麥轉爐煉鋼法。此法煉鋼過程中所需的熱量，來自原料鐵水物理熱及所含矽、碳及其他元素的發熱氧化反應，因此，不用另外的燃料，就能達到鋼水澆鑄所要求的高溫。貝塞麥法由於冶煉過程快，而且能耗低，發明以後，迅速得到推廣，基本上取代瞭原有的熟鐵攪煉爐和坩堝爐煉鋼法。從此，開始瞭人類大量用鋼的新時代。但貝塞麥法用酸性耐火材料(氧化矽質)作爐襯，不能造堿性渣脫磷脫硫，因此隻適用於低磷低硫原料。為瞭利用西歐大量的高磷鐵礦資源，後來發展出瞭使用堿性耐火材料的堿性空氣底吹轉爐法（托馬斯轉爐煉鋼法）。這種方法在西歐各國很快推廣。
平爐煉鋼法 又稱馬丁爐法或西門子-馬丁爐法。此法用外來燃料加熱，靠蓄熱室把爐溫提高到可以熔化鋼的程度，這樣就擴大瞭煉鋼原料的范圍，實際上可以采用0～100％的任何比例的廢鋼和生鐵配料（圖3）。最初的平爐也用酸性材料作爐襯，因此不能熔煉含磷高的生鐵。和轉爐一樣，酸性平爐不久就被堿性平爐所取代。
以空氣作氧化劑的轉爐，由於空氣所含的氮從爐內帶走大量的熱，使煉鋼原料中不能搭配很多廢鋼。堿性平爐法的突出優點，就是在廢鋼與生鐵配比方面和生鐵磷含量方面有寬廣的適應能力，因而在發明後為全世界廣泛采用。到瞭20世紀中葉，即在氧氣頂吹轉爐煉鋼法崛起之前，平爐鋼產量穩定地占瞭世界鋼總產量約80％。
氧氣轉爐煉鋼法 50年代初，出現瞭堿性氧氣頂吹轉爐煉鋼法。同原有的空氣轉爐相比，它的熱平衡條件更為有利，所以原料中可以加入較多廢鋼（可達30％左右），所產的鋼含氮量低，質量更好。另一方面，同平爐相比，它不耗燃料，而且生產率高得多，利用廢鋼的能力雖差一些，但在廢鋼來源不多的多數地區也已夠用。因此從60年代起，世界氧氣轉爐煉鋼的產量和比例扶搖直上。現在，可以說氧氣轉爐已徹底淘汰瞭空氣轉爐，並在很大程度上取代瞭平爐的地位。60年代末出現瞭氧氣底吹轉爐煉鋼法。近年來又發展瞭復合吹煉轉爐煉鋼法，已在許多國傢應用。
電弧爐煉鋼法 從20世紀初開始，徐緩地向前發展，目前約占世界鋼產量的20％。電弧爐以電為熱源，可以迅速熔化廢鋼和合金，而且可以基本密閉，排除大氣的作用。另一方面，電弧爐一般容量較小（同轉爐和平爐比），操作成本較高。由於這些特點，電弧爐煉鋼法曾主要用來生產特殊鋼或合金鋼。但近年來，隨著電弧爐本身大型化和加大功率的成功，降低瞭電弧爐鋼的生產成本，加上用廢鋼作原料價格低廉，在工業發達國傢中出現瞭許多專門煉普通鋼的電弧爐鋼廠。這種所謂小鋼廠投資遠比同樣產量的高爐-轉爐聯合企業低，所以發展較快。有些廠原料中除廢鋼外，還摻用一部分海綿鐵。
中國的煉鋼情況 中華人民共和國成立以前，中國煉鋼技術落後，生產設備以平爐為主，有少量的電弧爐和轉爐。50～60年代除鞍山、武漢和包頭等鋼鐵基地擴建和新建瞭一些新型平爐以外，全國在較大范圍內建立瞭許多小型空氣側吹轉爐(見側吹轉爐煉鋼)。60年代初，氧氣頂吹轉爐在首都鋼廠投產。由於這種設備在經濟上具有明顯的優越性，後來在許多鋼廠新建瞭較大的氧氣頂吹轉爐，最大的爐子容量為150噸。原有的空氣側吹轉爐一部分停產，大部分改建成為氧氣頂吹轉爐。1980年中國各種設備在總的煉鋼能力所占的比重約為：轉爐44％，平爐33％，電爐23％。
鋼水爐外處理和特殊煉鋼法 現代的轉爐、平爐、電弧爐煉鋼工藝可以不同程度地保證鋼的純凈，能夠滿足一般用戶對鋼質量的要求。隨著科學技術的發展，需要質量更高、品種更多的高級鋼。為瞭滿足這種要求，第二次世界大戰以來，出現瞭多種鋼水爐外處理（又稱爐外精煉）的方法，對轉爐、平爐和電弧爐煉出的鋼水進行附加處理，然後澆鑄。根據處理的目的不同，發展出瞭多種多樣的方法。應用最廣的爐外處理有：吹氬處理、真空脫氣、爐外脫硫等，使用這些方法以後，不論轉爐、平爐和電弧爐都可以生產高級的鋼種。某些尖端技術或特殊用途要求特高質量的鋼，如果用爐外處理的辦法也達不到要求，則要用特殊煉鋼法煉制，例如電渣重熔法，和不同形式的真空冶金法。(見彩圖)
大型平爐
王伯華攝於鞍山鋼鐵公司
125噸高功率電弧爐
150噸氧氣頂吹轉爐
王瑞攝於鞍山鋼鐵公司
200噸電渣重熔爐
上海重型機器廠
30噸電渣重熔爐
胥國泰攝於齊齊哈爾鋼廠
參考書目
H.E.McGannon，The Making，Shaping and Treating of Steel，9th ed .，USS Press，Pittsburgh，Pennsylvania，1971.