鋼鐵是怎樣煉成的
我們這里說(shuō)的是并不是保爾·柯察金在完全癱瘓和雙目失明后那鋼鐵般的意志，而是真正的鋼鐵是如何被煉制出來(lái)的。很多人都知道，所有的鋼鐵在最初都只是地下一堆或泛紅、或發(fā)黑的石頭，也就是鐵礦石。但是在經(jīng)過(guò)一番操作之后，這些石頭就變成了我們生活中隨處可見(jiàn)、工程中不可或缺的重要材料，這樣的轉(zhuǎn)變過(guò)程是神奇的。至少對(duì)于那些好奇心重的人來(lái)說(shuō)是神奇的，比如我。大概是十幾年前，我流落山西，主要在產(chǎn)煤區(qū)和鐵礦區(qū)生活。既然產(chǎn)煤和出鐵礦，那周邊的洗煤廠、焦化廠以及鐵廠是必不可必的。所以，在那個(gè)時(shí)候接觸了大量的煉鐵以及鐵廠人員。我這個(gè)人好奇心特別重，為了觀察煉鐵過(guò)程，我趴人家渣鐵堆上裝成撿渣鐵的無(wú)數(shù)次被人家驅(qū)趕。后來(lái)自己也跟朋友搞過(guò)小煉鐵爐，不過(guò)都很久了，現(xiàn)在這些小煉鐵爐是不允許煉制的。那么，鋼鐵究竟是怎么煉成的呢？是怎么從一堆礦石變成一塊塊成型鋼或者鋼筋的呢？我們分別來(lái)說(shuō)一下。但需要注意的是，我們說(shuō)的不是數(shù)據(jù)，而是具體的流程。Ⅰ：從礦石到生鐵不管是任何鋼材，其前身都是生鐵。所以，成為鋼材的首要條件是把礦石煉成生鐵。很多人想象中認(rèn)為，無(wú)非就是個(gè)煉制，直接把從地下挖出來(lái)的鐵礦投進(jìn)煉鐵爐煉制就行了，出來(lái)不就是生鐵嗎？事情當(dāng)然不會(huì)這么簡(jiǎn)單，當(dāng)?shù)V石從地下被挖出后首先會(huì)被篩選，也就是選礦。這里面分著高低品味，不能摻雜在一起。能直接進(jìn)爐的塊形鐵礦石并不多，大多都要經(jīng)過(guò)粉碎。也就是說(shuō)，這些被選出來(lái)的礦分門(mén)別類(lèi)后，各種品味會(huì)被粉碎成鐵礦沫堆在一起進(jìn)行第一步的煉制，這一步叫“燒結(jié)”。每個(gè)鐵廠都會(huì)有個(gè)燒結(jié)車(chē)間，一些簡(jiǎn)陋的鐵廠是直接在某個(gè)空曠的地方進(jìn)行燒結(jié)。這些礦粉和燃料以及溶劑摻在一起堆成一堆，點(diǎn)燃后使其成為燃燒狀態(tài)，目的是可以讓燃料更好地燃燒。當(dāng)燃燒盡后，這些礦粉也凝結(jié)在了一起，這時(shí)候才進(jìn)煉鐵爐。這些投入煉鐵爐的鐵礦會(huì)被加入一些東西，其目的是為了不“煉爐”。什么叫煉爐呢？我們都知道，這一步的煉制是需要把燒結(jié)成塊的鐵礦給煉成鐵水，這些火紅的鐵水溫度非常高，它們會(huì)粘結(jié)在煉鐵爐上。所以，得有東西使它們和煉鐵爐分離，也就是使它們無(wú)法粘在煉鐵爐上。所以，人們會(huì)跟隨著這些燒結(jié)的鐵礦石一起投入一些東西，比如“白云石”。白云石同樣也是一種礦石，一般都是青白色，藏在大山之中，凡有鐵礦的地區(qū)，必有白云石礦。這種礦石非常脆，而且層次分明，一旦發(fā)現(xiàn)這樣的礦，大多都是滿(mǎn)山礦。也就是說(shuō)，在一座山里發(fā)現(xiàn)了白云石，那這座山內(nèi)部大多都是這樣的石頭。所以，白云石的礦洞都非常大。可以毫不夸張地說(shuō)，一個(gè)礦洞的內(nèi)部走道空間，可以直接讓車(chē)在里面掉頭，又高又寬。像是煤礦鐵礦什么的都是進(jìn)去小型車(chē)，這些白云石開(kāi)采時(shí)，都是130貨車(chē)直接進(jìn)去拉，可以想象里面的空間有多大。這些白云石有分離鐵水和鐵爐的作用，使融化的鐵水不沾煉鐵爐。當(dāng)融化完成后，會(huì)從出水口流入，流入一個(gè)個(gè)模子里，這就是生鐵，大部分的地方以及鐵廠都叫面包鐵。而鐵水流出后，剩下的渣子被傾倒運(yùn)出，這就是鐵渣，一些地方修路會(huì)用到這些東西。這些鐵渣上會(huì)有流不盡的鐵水粘附，所以會(huì)有人在這些廢料上撿拾，這些東西叫渣鐵，我就撿過(guò)，不過(guò)主要還是為了觀察鐵廠煉鐵。面包鐵是所有生鐵被煉出來(lái)的最初樣子，其實(shí)金磚最初的樣子也是這樣。這些面包鐵有一部分被用于直接生產(chǎn)各種用具，比如生鐵制成的農(nóng)機(jī)剎車(chē)鍋、人們吃飯用的大鐵鍋，這些都是由面包鐵直接化開(kāi)后再進(jìn)入特制的模子制成。其質(zhì)地非常脆，因?yàn)殡s質(zhì)多，所以容易斷裂和破碎。但大部分還是被煉制成了鋼。Ⅱ：從生鐵到鋼材我們上面說(shuō)了，生鐵里面雜質(zhì)非常多，想成為鋼材或者熟鐵，就得進(jìn)行提純。因?yàn)檫@些雜質(zhì)太多的生鐵是經(jīng)不住鍛造的，沒(méi)有韌性。和礦石煉制生鐵一樣，生鐵想要成為熟鐵或者鋼，需要再一次化成鐵水，只不過(guò)這里需要的溫度要高得多。說(shuō)白了，生鐵變成鋼的過(guò)程，就是個(gè)去除雜質(zhì)、提純過(guò)濾的過(guò)程。在生鐵變成鐵水提純的過(guò)程中，需要用到一個(gè)特殊的東西叫“轉(zhuǎn)爐”，這個(gè)東西可以在旋轉(zhuǎn)中帶動(dòng)里面的鐵水，鐵水翻滾的過(guò)程中，無(wú)數(shù)的氧氣會(huì)被吹入，鐵水中的雜質(zhì)在氧氣的吹入下被高溫氧化，同時(shí)又升高了轉(zhuǎn)爐中的自身溫度。經(jīng)過(guò)第一步轉(zhuǎn)爐的升溫后去除雜質(zhì)后，出來(lái)的鐵水會(huì)被清洗，你沒(méi)有看錯(cuò)，就是清洗。鋼水和鋼液附著物被沖洗，以求達(dá)到更高的純度。當(dāng)然了，具體過(guò)程非常復(fù)雜，并不像我們說(shuō)得這么簡(jiǎn)單。這一步叫“爐外精煉”。經(jīng)過(guò)爐外精煉后的鐵水其實(shí)已經(jīng)是鋼水了，但里面仍然還有雜質(zhì)以及氣泡，這些雜質(zhì)和氣泡都需要去除，以求達(dá)到純鋼的要求，這個(gè)時(shí)候需要把鋼水表面形成真空，這一步叫“抽氣”。真空的鋼水表面，氣泡破裂后消失，雜質(zhì)一點(diǎn)點(diǎn)被提出。這個(gè)時(shí)候的鋼水基本上純凈，這些純凈后的鋼水需要被攪拌，但攪拌的過(guò)程中，鋼水已經(jīng)嚴(yán)重降溫，需要再一次被加熱。加熱冷卻后會(huì)成為標(biāo)準(zhǔn)鋼嗎？并不是的，還需要進(jìn)行精煉。所謂的精煉，也就是在加熱后把不同配比原料噴入鋼水中來(lái)達(dá)到精煉的目的。這些被精煉的鋼水被倒入模子中后成為“鋼錠”。而各類(lèi)的合金鋼是在此基礎(chǔ)上噴入不同的合金原料煉出來(lái)的。這里不再過(guò)多贅述。Ⅲ：總結(jié)礦石到鐵有四步，分別是粉碎、燒結(jié)、投爐煉制、出鐵。生鐵到鋼有這么幾步，分別是：預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐煉鋼、爐外精煉、抽氣、攪拌、加熱、出鋼。我們這里沒(méi)有提任何的數(shù)據(jù)，只是說(shuō)了礦石到生鐵以及到鋼的流程，基本上是一線(xiàn)操作流程。當(dāng)然了，如果有對(duì)具體數(shù)據(jù)感興趣的朋友，可以去看《鋼鐵冶金概論》。在技術(shù)日新月的今天，很多新技術(shù)取代了傳統(tǒng)煉鋼法。但是，這些都是藝術(shù)上的代差，鋼從遙遠(yuǎn)的古代就被人們重視和鍛造，這其中經(jīng)歷了艱難的過(guò)程，我國(guó)最早的煉鋼可以追溯到漢朝，可見(jiàn)歷史之悠遠(yuǎn)。相信在技術(shù)進(jìn)步的未來(lái)，還會(huì)有新的煉鋼法出現(xiàn)，但不管怎么變，從零到了一，才有一到一百甚至是無(wú)限，您覺(jué)得呢？...
