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钢铁究竟是怎样炼成的

钢材是如何制造的

钢铁究竟是怎样炼成的

这本启蒙书一定是大家所熟知的,他用生动的例子告诉我们,钢铁般的意志是如何在革命的道路上锻造出来的。这本书对塑造孩子的性格和个性有很大的好处。

暑假期间,我给孩子买了这本书,打算让她好好学习。当我第一次拿到这本书时,孩子问了我一个哭的问题:"我不想去工厂炼钢,这是干什么用的?""。这。。。我一时不知道该怎么回答。后来,经过慎重考虑,他热情地对孩子说:"钢硬吗?钢铁有用吗?你想有钢铁的意志吗?你希望钢铁像钢铁一样坚不可摧吗?你想成为钢铁的支柱吗?如果你的答案是肯定的,请仔细阅读这本书!然后,孩子眼睛闪闪发光,怀里抱着书走进书房。

想必很多人在年轻时第一次看到这本书时,也会有类似的问题。估计家长们也会有类似的陈述,所以在这篇文章中,深刻内涵和教育意义我就不去探讨了,今天我就来谈谈这句话的字面意思"钢是怎么炼的"。

钢铁是如何产生的?

钢铁究竟是怎样炼成的

把石头变成铁

铁是从铁矿石中冶炼出来的

钢铁究竟是怎样炼成的

基本化学原理是一个简单的化学方程式

3CO + Fe2O3 == 2Fe + 3CO2

铁矿石的种类很多:赤铁矿[主要成分是氧化铁(Fe2O3)],黄铁矿[主要成分是硫化亚铁(FeS2)],菱铁矿[主要成分是碳酸亚铁(FeCO3)],磁铁矿[主要成分是氧化铁(Fe3O4)]等等。

上面的化学方程式是赤铁矿的冶炼原理。在高温下,还原一氧化碳与氧化铁反应,氧化铁可生成元素铁和二氧化碳。

那么一氧化碳从何而来呢?小时候,家里没有暖气,冷的时候,我用煤炉加热,煤炉上有一根长长的铁管通向窗户,煤燃烧后的废气排到户外。一般情况下,白天烧火煮暖,炉子开着,大量的氧气与煤充分反应,此时产生的废气是二氧化碳。晚上,或者一家人外出时,炉盖会盖上盖子,此时氧气量减少,煤燃烧不足,会产生大量的一氧化碳。当时,经常发生煤气中毒事件。

炼铁所需的一氧化碳也是如此。

一般的炼铁,比较常见的方法是高炉炼铁。所谓高炉是以下外观:

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矿石、石灰石焦从炉顶倒入,炉膛下部滚入热空气(1300°C以上),与炉体内的物料发生氧化还原反应,焦炭被氧化成一氧化碳,一氧化碳会减少铁矿石中的铁,从炉底以铁水的形式流出, 石灰石和铁矿石中的杂质发生反应,形成漂浮在铁水顶部的炉渣,并从出渣口清除。

大家注意原理图中的三条路径,紫色是生产还原剂一氧化碳的过程,橙色是从铁水中还原铁矿石的过程,灰色是去除杂质的过程。

此时,铁被称为"生铁",它仍然含有更多的杂质(碳含量大于2%,并且还有许多其他杂质),脆脆且容易破碎,与"钢"还相去甚远。

钢铁究竟是怎样炼成的

数百种钢材

如果要将生铁冶炼成钢,还需要改善杂质成分,不同的杂质增减。最主要的是进一步将碳含量降低到2%以下。

炼钢,借助三种类型的设备,转炉,明炉和电炉

钢铁究竟是怎样炼成的

转换器的工作方法比较简单,下面简单介绍一下。

在炼钢开始时,将1200~1300°C的生铁液和一定量的废料和生石灰注入转炉中,然后充气,转炉旋转,使其直立。在此过程中,液态生铁的表面会发生剧烈反应,使硅和锰元素氧化形成渣,反应完全通过对流进行。一段时间后,当钢水中只剩下少量的硅和锰时,碳元素开始氧化,产生一氧化碳并释放出大量热量,使钢水剧烈沸腾,溢出炉口的一氧化碳会燃烧产生巨大的火焰。最后,磷也经历氧化反应并进一步形成磷酸亚铁。磷酸亚铁与生石灰反应生成磷酸钙,硫化钙生成渣渣。当磷和硫元素逐渐减少,火焰消退,褐色四氧化铁蒸气出现在炉口,钢已经熔炼。最后,将转炉转至水平位置,将钢水倒入钢水钢包中,加入脱氧剂进行脱氧。

在高炉里经历了千锤子、上百次磨砂,在转炉里转了一千次,才真正造就了一座好的钢炉。

钢铁究竟是怎样炼成的

人怎么能不是这样,磨难的磨练让人坚定,人的感情让人退却得体,好的钢不仅坚强,而且更有弹性;人的心既要有内在的,也有外在的。