生铁，除了用于铸造外，因其质地坚硬而脆，强度、弹性、塑性、韧性都不好，很难再加以利用。纯铁因其质地柔软，缺乏足够的强度、弹性、硬度，除用于电器工业外，用途也不够广泛。钢可以制成不同种类、不同性能的材料，满足各种使用要求而被广泛利用，成为人们生产、生活不可缺少的重要物资。作为仓库物资管理人员，和了解钢的生产过程，熟悉各类材料的性能、特点和用途，掌握对其验收、入库、保管的方法和要求显得十分必要。
5.3.1炼钢基本原理
钢和生铁的主要区别在于含碳量不同，其次生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质含量较高。炼钢的任务就是在高温下将碳和杂质元素氧化成气体和炉渣去除出去，以得到一定成分和一定性能的金属——钢。因此，炼钢过程是一个氧化过程。这就是炼钢的基本原理。
炼钢过程中的脱碳、除去硅、锰、磷、硫和脱氧反应如下：
一、脱碳反应
首先氧与铁进行反应，生成氧化亚铁(FeO)，再由碳(C)夺去氧化亚铁中的氧，生成CO气体逸出钢液，把铁分离出来，其化学反应如下：
FeO+C=Fe+CO
CO气体在逸出时使溶池产生沸腾，造成强烈搅拌，加速炼钢过程中的反应进行，也有利于去除钢液中的气体和非金属杂质，并可促使钢液成分和温度的均匀化。
二、硅、锰的氧化
生成的二氧化硅、氧化锰成为炉渣浮在钢液面上。
三、去磷、硫反应
在一般情况下硫和磷是钢中的有害元素，应尽量除去并限制在一定含量范围(都在0.05%以下)。在炼钢炉中加入石灰(CaO)，使磷变成磷酸钙，硫变成硫化钙，成为炉渣排出。
四、脱氧反应
在使碳等元素氧化到一定范围后，钢水中仍含有大量的氧，会使钢的塑性变差，轧制时容易产生裂纹。因此，在炼钢后期必须加入脱氧剂(如：锰铁、硅铁和铝等)，以除去钢液中多余的氧。
在脱氧的同时调整好钢液的含碳量和硅、锰、磷、硫等，残余杂质含量，达到规定要求后即可出钢，把钢水浇铸成钢锭。
按脱氧程度不同钢的分类：
根据钢液脱氧程度不同，冶炼出的钢分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。
(一)沸腾钢
指脱氧不完全的钢。这种钢在浇铸时残存的氧与碳反应生成CO气体，引起钢液沸腾，冷凝后钢锭内残留有CO小气孔。这些小气孔在轧制过程中可以焊合，但钢的组织不致密。沸腾钢成材率高，成本低，多用于轧制一般用途的普通钢材。
(二)镇静钢
是脱氧完全的钢。这种钢浇注时不再发生碳与氧的反应，钢液保持平静，凝固后除上部有集中收缩孔外，钢锭组织细密，性能好。但这种钢轧制时需要将钢锭头部切除，因而成材率低，成本高，一般用于重要用途的钢材。
(三)半镇静钢
是介于镇静钢和沸腾钢之间的钢。
(四)特殊镇静钢
是比镇静钢脱氧程度更好的钢。
(五)合金结构钢
是在上述冶炼基础上，按规定在钢液中加入不同种类，不同数量的铁合金，改善钢的化学成分和组织结构，提高各种性能，得到能满足各种不同使用要求的钢材。
5.3.2炼钢方法
炼钢主要有平炉炼钢、转炉炼钢和电炉炼钢三种。
一、平炉炼钢
平炉是由耐火砖砌筑而成，按耐火材料的不同，分为碱性平炉和酸性平炉，由煤气(或重油)和空气在炉膛内混合燃烧为炼钢提供热量。每炉炼钢在300~500吨之间，需要6~7个小时才能出一炉钢。一般质量、普通用途的钢大部分由平炉钢冶炼。由于平炉炼钢具有设备复杂，投资大，特别是熔炼时间长等缺点，因而逐渐被顶吹转炉炼钢所取代。
二、转炉炼钢
是把空气或氧气吹入铁水中，使生铁中的碳、硅、锰、磷、硫等杂质元素迅速氧化，并靠氧化时放出的热量来升温，而不需要燃料再来供热就能得到规定要求的钢。
转炉炼钢又分为底吹转炉、侧吹转炉和顶吹转炉炼钢。由于顶吹转炉冶炼时，氧气通过顶部炉口喷入炉内，使钢水中的氧化反应充分、迅速，转炉炼钢生产速度快(一座30吨的炉子吹炼时间不到20分钟)，生产能力大，已成为世界上主要的炼钢方法。转炉炼出的钢与平炉钢相当，属于一般普通用途的钢，较大的炉容量在200吨左右，生产速度和成本优于平炉炼钢。
三、电炉炼钢
电炉炼钢是利用电能作为热源的炼钢方法。根据电能转变热能的方法不同，又分为电弧炉、电阻炉、感应炉、电渣炉、真空炉、电子轰击炉等，其中常用的是电弧炉、感应炉和电渣炉三种。
电弧炉按所用炉衬不同分为酸性和碱性两种。目前主要使用碱性电弧炉。炉底、炉墙用镁砂加焦油捣固或用镁砖砌筑，炉顶用高铝砖砌筑，有3根石墨电极通过炉盖插入炉内。通电后，电极与炉料直接起弧发热进行冶炼，称为直接加热电弧炉。如果是通过电极与电极间产生电弧加热的，称为间接加热电弧炉。
电弧炉炼钢的优点是温度高，易控制，可以冶炼有色金属、高级优质钢和特殊性能钢。缺点是容量小、耗电量大、成本高。
电渣炉炼钢是把一般冶炼方法制得的钢重熔再精炼的工艺。由于耗电量大，只用于高速工具钢、耐热合金和不锈钢等特殊用钢的冶炼。
5.3.3钢的压力加工
钢锭或连铸坯经过压力加工，使其塑性变形而获得一定形状、尺寸和机械性能的产品，称为钢材。
一、压力加工方法
压力加工的方法很多，其主要的加工方法有轧制、锻造、挤压、拉拔和冲压等。而90%左右的钢是轧制成材使用的。
(一)轧制
轧制是把金属坯料通过回转轧辊之间的空隙而受到压延的加工方法。采用不同孔型的轧辊，可以得到各种形状和尺寸的钢材。如：型材、板材、带材等。
轧制的程序可分为初轧、粗轧和精轧。初轧也称为开坯，是钢锭经过加热后，根据轧制的需要先轧成各种规格的半成品，如方坯、扁坯、板坯，以便下一步轧制成钢材。钢坯轧制成钢材，常分粗轧和精轧两步进行。粗轧阶段采用大的压下量使钢产生较大的塑性变形量以减少轧制的次数，提高生产率。粗轧到一定形状和尺寸后进入精轧阶段，这时以较小的压下量进行轧制，以便得到良好的表面和精确的尺寸。
按坯料加热程度不同，轧制分为热轧、冷轧两种。
1.热轧
就是将钢坯加热到再结晶温度以上，一般加热到1150~1300℃进行轧制。因为高温下钢的塑性大，加工比较容易，生产率高，所以大部分钢材采用热轧方法制成。但在高温下钢表面容易产生氧化层，钢材的表面比较粗糙，规格尺寸均匀度也较差。
2.冷轧
是将钢坯热轧到一定尺寸后，在冷状态(常温)或是在再结晶温度以下进行轧制的方法。冷轧钢材表面光洁、尺寸精确。但由于每次轧制的变形量小，轧制次数增多，生产成本高，价格也较贵。
(二)锻制
也称为锻造，是在钢锭或钢坯加热后进行锤打锻压，以得到一定形状和尺寸材料的加工方法。从小型手工锻造到现代使用蒸汽、空气锤或压力机(水压机)对材料锤打锻压的工艺都是锻制或锻造。
锻制可以使钢的组织结构细致紧密，机械性能得到显著提高，并可延长钢材的使用寿命。因此，主要用于受力强度高、承载负荷大、工作条件复杂的重要零部件。如：轧钢机的轧辊、机器齿轮、发动机曲轴等。因锻制的钢材生产成本高，其价格也高。
(三)挤压
是将钢的坯料放在挤压筒内，在强大外力作用下，使其从挤压筒的另一端的模孔中挤出，这种变形过程称为挤压。采用挤压法可以获得异形断面的材料。
金属坯料在常温下进行挤压，称为冷挤压。经加热到再结晶温度以上进行挤压，称为热挤压。根据不同材料和不同用途选用不同的方法。
(四)拉拔
钢坯经热轧成为半成品后，通过小于其断面的模孔拉出，使其断面尺寸变小的过程，称为拉拔。拉拔主要生产50毫米以下的圆钢、六角钢等棒材和钢丝，目的是得到精确的尺寸和光洁的表面。生产出的这类钢材，通常称为冷拉钢。在冷状态下用冷拔方法生产出来的钢管称为冷拔钢管。一般生产直径小于76毫米的薄壁钢管。
(五)冷冲压
利用金属的板料或带料，在冷状态下，在冲床上冲头和凹模相互作用下冲制出所需要的产品或零件。冷冲压的特点是：生产率高、零件尺寸精度高、强度大。
二、钢材生产的基本流程
世界上钢材的品种已有数万种，但一般可以分为板、管、型、丝四大类。
(一)钢板生产
钢板厚度在4毫米以下的称为薄钢板，4~25毫米称中板，25毫米以上为厚板，但通常将中板和厚板合称为中厚板。中厚板一般都是热轧的。板坯在加热炉中加热到轧制温度，通过输送辊送到轧机，在轧机上经过几次反复轧制，达到所需要的厚度，再由输送辊送到矫直机矫直，然后剪切成一定尺寸的成品即可交货。根据用户要求进行热处理的，需再经过热处理后交货。这就是中厚板生产的基本流程。
薄板按生产方法可分为热轧薄钢板和冷轧薄钢板，一般都应以热处理状态交货。若是连轧机生产和普通拉延(P)级的钢板，也允许不经热处理交货。
热轧薄板的生产过程与中厚板基本相同。热轧薄板的最小厚度为0.35毫米，而冷轧薄板的最小厚度可达0.001毫米。
冷轧薄板可用二辊轧机、四辊轧机、多辊轧机及冷连轧机轧制。对要求越薄的薄板，就需要用多辊轧机轧制，如两辊轧机一般只能轧到0.35毫米，而二十辊轧机能轧到0.001毫米。冷连轧机的生产率很高，轧制速度可达到38.4米/秒，钢卷的重量达60吨。
镀层钢板的生产，代表带钢生产量的增长比例和国民经济发展的水平。金属镀层钢板工业，随着冷轧工艺技术的改进，不断地获得新的发展。镀层钢板，是在钢板表面镀上一层保护金属，如镀锡、镀锌、镀铝和镀铬等。其中镀锡和镀锌是最常用的两种。
镀锡板是重要的包装材料，特别适合用于制造罐头盒。镀锡板生产有电镀锡和热镀锡两种。但热镀锡较电镀锡板锡耗量大、镀层均匀度差、成本高、产量低而被电镀法淘汰。
镀锌板具有耐腐蚀性，广泛用于建筑、机械车辆制造和日用轻工业。
镀锌板生产也有两种方法：热镀和电镀。电镀法成本较高、镀层较薄，一般用来镀较薄的镀层。热镀法成本较低，因而应用比较广泛。
(二)钢管生产
钢管分为焊缝管和无缝管两大类。
1.焊缝管。也叫有缝管，按焊接形式分为直缝和螺旋缝焊管。焊管是用钢板或带钢由炉焊或电焊管机组生产，它因成本低、尺寸精确、生产灵活，被广泛使用。其规格范围大，直径为6~2540毫米。但对于要求强度高，承载负荷大的管材还是用无缝钢管。
2.无缝钢管。其生产是用实心钢坯被定心穿孔轧制而成，因管壁无隙而称为无缝钢管。无缝钢管可用热轧、冷轧、挤压、拉拔等加工方法生产。
热轧无缝管生产由于塑性变形量大、生产效率高，可以较大批量生产各种规格的无缝管。其生产规格以大型、中型无缝管为主。
冷轧和冷拔生产都可使管壁表面光洁、尺寸精确，可以生产各种小直径的薄壁管和各种异型管。
挤压生产一般用于小批量、断面复杂的无缝管。
(三)型钢生产
型钢的品种繁多，形状复杂。断面简单的型钢有：圆钢、方钢、扁钢、角钢和六角钢。断面复杂的型钢有：工字钢、槽钢、钢轨等其他异型钢材。
型钢按规格尺寸不同分为大、中、小型钢材。如：质量大于24千克/米的钢轨称为重轨；小于等于24千克/米的称为轻轨。直径在5~10毫米的圆钢、螺纹钢称为线材。
复杂断面型钢是由简单断面的坯料，通过不同形状的孔型，经过数道甚至数十道的轧制，逐渐变形而成的。因此，型钢品种复杂，影响轧机的生产率。
(四)钢丝生产
热轧线材的最小直径为5毫米，直径小于5毫米至0.02毫米的线材，通称为钢丝。由于直径小，在轧制过程中冷却快，表面生成的氧化皮包得很紧，轧辊和金属之间的摩擦力很大，不宜用热轧法继续轧下去。因此，采用热轧线材为原料，经多次冷拉的方法生产，通常称为拉丝。拉丝是目前生产金属丝的唯一方法。如果要制得镀层钢丝，在铅液淬火后进入镀层工艺，得到的就是镀层钢丝。
从生铁的冶炼到炼钢，再从开炉铸锭到开坯轧制等压力加工，最终得到各种不同类别和不同性能的钢材，这个过程也就是钢材生产的全过程。随着科学技术的发展，目前钢铁生产正向大规模、自动化、连续生产的方向发展。如冶炼出的生铁在处于铁水状态下即填充到了炼钢炉内；炼出来的钢不经铸成钢锭，就进入钢材的轧制程序，从而减少了设备投资，节约了能源，提高了生产效率，降低了成本。
5.3.4钢材外观质量和规格尺寸的检验
对于交货的成品钢材，除其化学成分、力学性能及其他项目应符合国家标准规定外，钢材的外观质量和规格尺寸检验也是重要内容。这些内容和检验方法在国家标准中分不同钢材做了相应的具体规定。