周公解夢赤礦石煉鐵

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  我們這裏說的是並不是保爾·柯察金在完全癱瘓和雙目失明後那鋼鐵般的意誌,而是真正的鋼鐵是如何被煉制出來的。

  很多人都知道,所有的鋼鐵在最初都只是地下一堆或泛紅、或發黑的石頭,也就是鐵礦石。但是在經過一番操作之後,這些石頭就變成了我們生活中隨處可見、工程中不可或缺的重要材料,這樣的轉變過程是神奇的。至少對於那些好奇心重的人來說是神奇的,比如我。

  大概是十幾年前,我流落山西,主要在產煤區和鐵礦區生活。既然產煤和出鐵礦,那周邊的洗煤廠、焦化廠以及鐵廠是必不可必的。所以,在那個時候接觸了大量的煉鐵以及鐵廠人員。

  我這個人好奇心特別重,為了觀察煉鐵過程,我趴人家渣鐵堆上裝成撿渣鐵的無數次被人家驅趕。後來自己也跟朋友搞過小煉鐵爐,不過都很久了,現在這些小煉鐵爐是不允許煉制的。

  那麼,鋼鐵究竟是怎麼煉成的呢?是怎麼從一堆礦石變成一塊塊成型鋼或者鋼筋的呢?我們分別來說一下。但需要註意的是,我們說的不是數據,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。

  很多人想象中認為,無非就是個煉制,直接把從地下挖出來的鐵礦投進煉鐵爐煉制就行了,出來不就是生鐵嗎?事情當然不會這麼簡單,當礦石從地下被挖出後首先會被篩選,也就是選礦。這裏面分著高低品味,不能摻雜在一起。

  能直接進爐的塊形鐵礦石並不多,大多都要經過粉碎。

  也就是說,這些被選出來的礦分門別類後,各種品味會被粉碎成鐵礦沫堆在一起進行第一步的煉制,這一步叫“燒結”。每個鐵廠都會有個燒結車間,一些簡陋的鐵廠是直接在某個空曠的地方進行燒結。

  這些礦粉和燃料以及溶劑摻在一起堆成一堆,點燃後使其成為燃燒狀態,目的是可以讓燃料更好地燃燒。當燃燒盡後,這些礦粉也凝結在了一起,這時候才進煉鐵爐。

  這些投入煉鐵爐的鐵礦會被加入一些東西,其目的是為了不“煉爐”。什麼叫煉爐呢?我們都知道,這一步的煉制是需要把燒結成塊的鐵礦給煉成鐵水,這些火紅的鐵水溫度非常高,它們會粘結在煉鐵爐上。所以,得有東西使它們和煉鐵爐分離,也就是使它們無法粘在煉鐵爐上。

  所以,人們會跟隨著這些燒結的鐵礦石一起投入一些東西,比如“白雲石”。白雲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,必有白雲石礦。

  這種礦石非常脆,而且層次分明,一旦發現這樣的礦,大多都是滿山礦。也就是說,在一座山裏發現了白雲石,那這座山內部大多都是這樣的石頭。所以,白雲石的礦洞都非常大。

  可以毫不誇張地說,一個礦洞的內部走道空間,可以直接讓車在裏面掉頭,又高又寬。像是煤礦鐵礦什麼的都是進去小型車,這些白雲石開采時,都是130貨車直接進去拉,可以想象裏面的空間有多大。

  這些白雲石有分離鐵水和鐵爐的作用,使融化的鐵水不沾煉鐵爐。當融化完成後,會從出水口流入,流入一個個模子裏,這就是生鐵,大部分的地方以及鐵廠都叫面包鐵。

  而鐵水流出後,剩下的渣子被傾倒運出,這就是鐵渣,一些地方修路會用到這些東西。這些鐵渣上會有流不盡的鐵水粘附,所以會有人在這些廢料上撿拾,這些東西叫渣鐵,我就撿過,不過主要還是為了觀察鐵廠煉鐵。

  面包鐵是所有生鐵被煉出來的最初樣子,其實金磚最初的樣子也是這樣。這些面包鐵有一部分被用於直接生產各種用具,比如生鐵制成的農機剎車鍋、人們吃飯用的大鐵鍋,這些都是由面包鐵直接化開後再進入特制的模子制成。其質地非常脆,因為雜質多,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

  我們上面說了,生鐵裏面雜質非常多,想成為鋼材或者熟鐵,就得進行提純。因為這些雜質太多的生鐵是經不住鍛造的,沒有韌性。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,只不過這裏需要的溫度要高得多。說白了,生鐵變成鋼的過程,就是個去除雜質、提純過濾的過程。

  在生鐵變成鐵水提純的過程中,需要用到一個特殊的東西叫“轉爐”,這個東西可以在旋轉中帶動裏面的鐵水,鐵水翻滾的過程中,無數的氧氣會被吹入,鐵水中的雜質在氧氣的吹入下被高溫氧化,同時又升高了轉爐中的自身溫度。

  經過第一步轉爐的升溫後去除雜質後,出來的鐵水會被清洗,你沒有看錯,就是清洗。鋼水和鋼液附著物被衝洗,以求達到更高的純度。當然了,具體過程非常復雜,並不像我們說得這麼簡單。這一步叫“爐外精煉”。

  經過爐外精煉後的鐵水其實已經是鋼水了,但裏面仍然還有雜質以及氣泡,這些雜質和氣泡都需要去除,以求達到純鋼的要求,這個時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,氣泡破裂後消失,雜質一點點被提出。這個時候的鋼水基本上純凈,這些純凈後的鋼水需要被攪拌,但攪拌的過程中,鋼水已經嚴重降溫,需要再一次被加熱。

  加熱冷卻後會成為標準鋼嗎?並不是的,還需要進行精煉。所謂的精煉,也就是在加熱後把不同配比原料噴入鋼水中來達到精煉的目的。

  這些被精煉的鋼水被倒入模子中後成為“鋼錠”。而各類的合金鋼是在此基礎上噴入不同的合金原料煉出來的。這裏不再過多贅述。

  Ⅲ:總結的話,礦石到鐵有四步,分別是粉碎、燒結、投爐煉制、出鐵。生鐵到鋼有這麼幾步,分別是:預處理、轉爐煉鋼、爐外精煉、抽氣、攪拌、加熱、出鋼。

  我們這裏沒有提任何的數據,只是說了礦石到生鐵以及到鋼的流程,基本上是一線操作流程。當然了,如果有對具體數據感興趣的朋友,可以去看《鋼鐵冶金概論》。

  在技術日新月的今天,很多新技術取代了傳統煉鋼法。但是,這些都是藝術上的代差,鋼從遙遠的古代就被人們重視和鍛造,這其中經歷了艱難的過程,我國最早的煉鋼可以追溯到漢朝,可見歷史之悠遠。

  相信在技術進步的未來,還會有新的煉鋼法出現,但不管怎麼變,從零到了一,才有一到一百甚至是無限,您覺得呢?