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矿石是怎么成为钢铁的需要经过多少流程呢(矿石是如何变成钢铁的)

导语:矿石是怎么成为钢铁的?需要经过多少流程?一口气搞懂钢铁炼制

  我们这里说的是并不是保尔·柯察金在完全瘫痪和双目失明后那钢铁般的意志,而是真正的钢铁是如何被炼制出来的。

  很多人都知道,所有的钢铁在最初都只是地下一堆或泛红、或发黑的石头,也就是铁矿石。但是在经过一番操作之后,这些石头就变成了我们生活中随处可见、工程中不可或缺的重要材料,这样的转变过程是神奇的。至少对于那些好奇心重的人来说是神奇的,比如我。

  大概是十几年前,我流落山西,主要在产煤区和铁矿区生活。既然产煤和出铁矿,那周边的洗煤厂、焦化厂以及铁厂是必不可必的。所以,在那个时候接触了大量的炼铁以及铁厂人员。

  我这个人好奇心特别重,为了观察炼铁过程,我趴人家渣铁堆上装成捡渣铁的无数次被人家驱赶。后来自己也跟朋友搞过小炼铁炉,不过都很久了,现在这些小炼铁炉是不允许炼制的。

  那么,钢铁究竟是怎么炼成的呢?是怎么从一堆矿石变成一块块成型钢或者钢筋的呢?我们分别来说一下。但需要注意的是,我们说的不是数据,而是具体的流程。

  Ⅰ:从矿石到生铁

  不管是任何钢材,其前身都是生铁。所以,成为钢材的首要条件是把矿石炼成生铁。

  很多人想象中认为,无非就是个炼制,直接把从地下挖出来的铁矿投进炼铁炉炼制就行了,出来不就是生铁吗?事情当然不会这么简单,当矿石从地下被挖出后首先会被筛选,也就是选矿。这里面分着高低品味,不能掺杂在一起。

  能直接进炉的块形铁矿石并不多,大多都要经过粉碎。

  也就是说,这些被选出来的矿分门别类后,各种品味会被粉碎成铁矿沫堆在一起进行第一步的炼制,这一步叫“烧结”。每个铁厂都会有个烧结车间,一些简陋的铁厂是直接在某个空旷的地方进行烧结。

  这些矿粉和燃料以及溶剂掺在一起堆成一堆,点燃后使其成为燃烧状态,目的是可以让燃料更好地燃烧。当燃烧尽后,这些矿粉也凝结在了一起,这时候才进炼铁炉。

  这些投入炼铁炉的铁矿会被加入一些东西,其目的是为了不“炼炉”。什么叫炼炉呢?我们都知道,这一步的炼制是需要把烧结成块的铁矿给炼成铁水,这些火红的铁水温度非常高,它们会粘结在炼铁炉上。所以,得有东西使它们和炼铁炉分离,也就是使它们无法粘在炼铁炉上。

  所以,人们会跟随着这些烧结的铁矿石一起投入一些东西,比如“白云石”。白云石同样也是一种矿石,一般都是青白色,藏在大山之中,凡有铁矿的地区,必有白云石矿。

  这种矿石非常脆,而且层次分明,一旦发现这样的矿,大多都是满山矿。也就是说,在一座山里发现了白云石,那这座山内部大多都是这样的石头。所以,白云石的矿洞都非常大。

  可以毫不夸张地说,一个矿洞的内部走道空间,可以直接让车在里面掉头,又高又宽。像是煤矿铁矿什么的都是进去小型车,这些白云石开采时,都是130货车直接进去拉,可以想象里面的空间有多大。

  这些白云石有分离铁水和铁炉的作用,使融化的铁水不沾炼铁炉。当融化完成后,会从出水口流入,流入一个个模子里,这就是生铁,大部分的地方以及铁厂都叫面包铁。

  而铁水流出后,剩下的渣子被倾倒运出,这就是铁渣,一些地方修路会用到这些东西。这些铁渣上会有流不尽的铁水粘附,所以会有人在这些废料上捡拾,这些东西叫渣铁,我就捡过,不过主要还是为了观察铁厂炼铁。

  面包铁是所有生铁被炼出来的最初样子,其实金砖最初的样子也是这样。这些面包铁有一部分被用于直接生产各种用具,比如生铁制成的农机刹车锅、人们吃饭用的大铁锅,这些都是由面包铁直接化开后再进入特制的模子制成。其质地非常脆,因为杂质多,所以容易断裂和破碎。

  但大部分还是被炼制成了钢。

  Ⅱ:从生铁到钢材

  我们上面说了,生铁里面杂质非常多,想成为钢材或者熟铁,就得进行提纯。因为这些杂质太多的生铁是经不住锻造的,没有韧性。和矿石炼制生铁一样,生铁想要成为熟铁或者钢,需要再一次化成铁水,只不过这里需要的温度要高得多。说白了,生铁变成钢的过程,就是个去除杂质、提纯过滤的过程。

  在生铁变成铁水提纯的过程中,需要用到一个特殊的东西叫“转炉”,这个东西可以在旋转中带动里面的铁水,铁水翻滚的过程中,无数的氧气会被吹入,铁水中的杂质在氧气的吹入下被高温氧化,同时又升高了转炉中的自身温度。

  经过第一步转炉的升温后去除杂质后,出来的铁水会被清洗,你没有看错,就是清洗。钢水和钢液附着物被冲洗,以求达到更高的纯度。当然了,具体过程非常复杂,并不像我们说得这么简单。这一步叫“炉外精炼”。

  经过炉外精炼后的铁水其实已经是钢水了,但里面仍然还有杂质以及气泡,这些杂质和气泡都需要去除,以求达到纯钢的要求,这个时候需要把钢水表面形成真空,这一步叫“抽气”。

  真空的钢水表面,气泡破裂后消失,杂质一点点被提出。这个时候的钢水基本上纯净,这些纯净后的钢水需要被搅拌,但搅拌的过程中,钢水已经严重降温,需要再一次被加热。

  加热冷却后会成为标准钢吗?并不是的,还需要进行精炼。所谓的精炼,也就是在加热后把不同配比原料喷入钢水中来达到精炼的目的。

  这些被精炼的钢水被倒入模子中后成为“钢锭”。而各类的合金钢是在此基础上喷入不同的合金原料炼出来的。这里不再过多赘述。

  Ⅲ:总结的话,矿石到铁有四步,分别是粉碎、烧结、投炉炼制、出铁。生铁到钢有这么几步,分别是:预处理、转炉炼钢、炉外精炼、抽气、搅拌、加热、出钢。

  我们这里没有提任何的数据,只是说了矿石到生铁以及到钢的流程,基本上是一线操作流程。当然了,如果有对具体数据感兴趣的朋友,可以去看《钢铁冶金概论》。

  在技术日新月的今天,很多新技术取代了传统炼钢法。但是,这些都是艺术上的代差,钢从遥远的古代就被人们重视和锻造,这其中经历了艰难的过程,我国最早的炼钢可以追溯到汉朝,可见历史之悠远。

  相信在技术进步的未来,还会有新的炼钢法出现,但不管怎么变,从零到了一,才有一到一百甚至是无限,您觉得呢?

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