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钢铁是怎样练成的

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自然界中铁的蕴藏量极为丰富,占地壳元素含量的5%,居地球物质中的第四位.炼铁过程实质上就是将从自然形态--矿石等含铁化合物还原出来的过程.炼铁生产设备是高炉.高炉生产所得的冶炼产品是生铁,副产品是炉渣、煤气和炉尘.

  铁是怎样从高炉里炼出来的?

  简单的说就是:输料系统把烧结矿(由烧结厂烧成的)、焦碳、石灰石等原料输入到高炉顶的布料系统,由布料系统均匀的按一定比例布入炉内.热风系统将风吹进高炉,焦碳燃烧形成一定的高温(1150--1200度)化学气氛,烧结矿中铁的氧化物在这种温度和环境下发生还原反应.矿石中的氧一部分形成二氧化碳,一部分变成一氧化碳,还有一些杂质气体被高温排走,进入除尘净化系统和高炉燃气回收系统,无用的二氧化碳被排走,一氧化碳被回收再利用.矿石中的铁被还原后在高温下行成液态铁水.铁水又叫生铁.生铁可分三类:一类是供炼钢用的钢铁(硅SI含量小于1.25%);一类是供浇铸机件和工具的铸造铁(硅含量大于1.25%);还有一类是铁合金(主要是锰铁和硅铁).

  钢又是怎样炼成的呢?

  炼钢实质上是将铁水(生铁)加温并添加不同的元素,通过吹氧等手段,使铁的含碳量降低到0.2-1.7%的冶炼过程.可炼出多种不同质地的钢.如加锰,就炼出锰钢;加镍、铬、钛就炼出不易生锈的钢.

  铁和钢的区别:铁分为生铁和熟铁.熟铁、钢和生铁都是铁碳合金,以碳的含量多少来区别.一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁,含量在0.2-1.7%的叫钢,含量在1.7%以上的叫生铁.熟铁软,塑性好,容易变形,强度和硬度均较低,用途不广;生铁含碳很多,硬而脆,几乎没有塑性;钢具有生铁和熟铁两种优点,为人类广泛利用.

早期的炼铁是将铁矿石和木炭一层夹一层地放在炼炉中,在650-1000℃和上焙烧利用木炭的不完全燃烧产生的一氧化碳使铁矿石中的氧化铁还原成铁.由于炼炉中温度偏低,不能使熔点为1535℃的铁熔化,所以得不到液态的铁.人们等炼铁成功后冷却炼炉,取出铁块, 这种炼铁方法叫块炼铁.用这种方法炼得铁质地疏松,还夹杂着许多来臬矿石的氧化物和经.在实践中人们发现如果把这种铁,加热到一定温度下经这反复锻打,就可把夹杂的氧化物挤出去,此时铁的机械性能就得到了改善.

在反复锻打铁块的基础上,古人又找出块炼铁渗碳成钢的经验,这种钢地就是最早的钢.它是为改变块炼铁的性能而要用木炭作燃料,加热块炼铁并锻打,这样少量的碳会从铁的表面渗进去.西汉时,为提高块炼铁渗碳钢的质量,人们都增加了锻打的次数,由十次,三十次,五十次增至近百次从而得到所谓的“百炼钢”.由此也产生了“百炼成钢”这一成语,它用来比喻久经锻炼,变得非常坚强,成为优秀人物.