鋼材是如何制造的

這本啟蒙書一定是大家所熟知的,他用生動的例子告訴我們,鋼鐵般的意志是如何在革命的道路上鍛造出來的。這本書對塑造孩子的性格和個性有很大的好處。
暑假期間,我給孩子買了這本書,打算讓她好好學習。當我第一次拿到這本書時,孩子問了我一個哭的問題:"我不想去工廠煉鋼,這是幹什麼用的?""。這。。。我一時不知道該怎麼回答。後來,經過慎重考慮,他熱情地對孩子說:"鋼硬嗎?鋼鐵有用嗎?你想有鋼鐵的意志嗎?你希望鋼鐵像鋼鐵一樣堅不可摧嗎?你想成為鋼鐵的支柱嗎?如果你的答案是肯定的,請仔細閱讀這本書!然後,孩子眼睛閃閃發光,懷裡抱着書走進書房。
想必很多人在年輕時第一次看到這本書時,也會有類似的問題。估計家長們也會有類似的陳述,是以在這篇文章中,深刻内涵和教育意義我就不去探讨了,今天我就來談談這句話的字面意思"鋼是怎麼煉的"。
鋼鐵是如何産生的?
把石頭變成鐵
鐵是從鐵礦石中冶煉出來的
基本化學原理是一個簡單的化學方程式
3CO + Fe2O3 == 2Fe + 3CO2
鐵礦石的種類很多:赤鐵礦[主要成分是氧化鐵(Fe2O3)],黃鐵礦[主要成分是硫化亞鐵(FeS2)],菱鐵礦[主要成分是碳酸亞鐵(FeCO3)],磁鐵礦[主要成分是氧化鐵(Fe3O4)]等等。
上面的化學方程式是赤鐵礦的冶煉原理。在高溫下,還原一氧化碳與氧化鐵反應,氧化鐵可生成元素鐵和二氧化碳。
那麼一氧化碳從何而來呢?小時候,家裡沒有暖氣,冷的時候,我用煤爐加熱,煤爐上有一根長長的鐵管通向窗戶,煤燃燒後的廢氣排到戶外。一般情況下,白天燒火煮暖,爐子開着,大量的氧氣與煤充分反應,此時産生的廢氣是二氧化碳。晚上,或者一家人外出時,爐蓋會蓋上蓋子,此時氧氣量減少,煤燃燒不足,會産生大量的一氧化碳。當時,經常發生瓦斯中毒事件。
煉鐵所需的一氧化碳也是如此。
一般的煉鐵,比較常見的方法是高爐煉鐵。所謂高爐是以下外觀:
礦石、石灰石焦從爐頂倒入,爐膛下部滾入熱空氣(1300°C以上),與爐體内的物料發生氧化還原反應,焦炭被氧化成一氧化碳,一氧化碳會減少鐵礦石中的鐵,從爐底以鐵水的形式流出, 石灰石和鐵礦石中的雜質發生反應,形成漂浮在鐵水頂部的爐渣,并從出渣口清除。
大家注意原理圖中的三條路徑,紫色是生産還原劑一氧化碳的過程,橙色是從鐵水中還原鐵礦石的過程,灰色是去除雜質的過程。
此時,鐵被稱為"生鐵",它仍然含有更多的雜質(碳含量大于2%,并且還有許多其他雜質),脆脆且容易破碎,與"鋼"還相去甚遠。
數百種鋼材
如果要将生鐵冶煉成鋼,還需要改善雜質成分,不同的雜質增減。最主要的是進一步将碳含量降低到2%以下。
煉鋼,借助三種類型的裝置,轉爐,明爐和電爐
轉換器的工作方法比較簡單,下面簡單介紹一下。
在煉鋼開始時,将1200~1300°C的生鐵液和一定量的廢料和生石灰注入轉爐中,然後充氣,轉爐旋轉,使其直立。在此過程中,液态生鐵的表面會發生劇烈反應,使矽和錳元素氧化形成渣,反應完全通過對流進行。一段時間後,當鋼水中隻剩下少量的矽和錳時,碳元素開始氧化,産生一氧化碳并釋放出大量熱量,使鋼水劇烈沸騰,溢出爐口的一氧化碳會燃燒産生巨大的火焰。最後,磷也經曆氧化反應并進一步形成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵與生石灰反應生成磷酸鈣,硫化鈣生成渣渣。當磷和硫元素逐漸減少,火焰消退,褐色四氧化鐵蒸氣出現在爐口,鋼已經熔煉。最後,将轉爐轉至水準位置,将鋼水倒入鋼水鋼包中,加入脫氧劑進行脫氧。
在高爐裡經曆了千錘子、上百次磨砂,在轉爐裡轉了一千次,才真正造就了一座好的鋼爐。
人怎麼能不是這樣,磨難的磨練讓人堅定,人的感情讓人退卻得體,好的鋼不僅堅強,而且更有彈性;人的心既要有内在的,也有外在的。