古代鋼鐵是怎麼煉成的

① 古代是怎麼進行冶煉的

先秦到西漢中晚期，主要的制鋼工藝是塊鐵滲碳法，此法首先由礦石煉得塊煉鐵，其次再由塊煉鐵滲碳煉製成鋼。當然也有不經第二步一次還原煉製成鋼的，此鋼也叫塊煉鋼或自然鋼。當時，煉鋼技術首先在南方的楚國達到較高水平，就連秦昭王都稱贊「楚之鐵劍利」。

為了獲得更加鋒利和堅韌的武器，工匠們又發明了「百煉鋼」。「百煉鋼」，是將塊煉鐵反復加熱折疊鍛打，讓鋼體成分更均勻，雜質更少，從而提高鋼鐵器物的質量。1974年山東省臨沂地區蒼山漢墓出土的一把東漢永初六年（公元112年）的鋼刀，是迄今為止發掘出最早的百煉鋼。

我國古代炒鋼技術約發明於西漢中晚期，一直沿用到明清。此法乃是一種半液態的冶煉方法，需先將生鐵加熱到半液態後，利用鼓風中的氧使生鐵脫碳為鋼和熟鐵成分范圍。因為在其過程中需要不斷炒動金屬，因此被成為「炒鋼」。

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我國古代煉鋼技術最早發明於春秋晚期。目前發現最早的鋼制器物是長沙楊家山出土的春秋晚期鋼劍，而這已經證明了我國的煉鋼歷史至少有2500年！

中國古代最初是使用自然銅，商代早期已能用火法煉制銅錫合金的青銅。冶煉青銅的過程較復雜，大概是先把選好的礦石加入熔劑，再放在煉爐內，燃木炭熔煉，等火候成熟，取精煉銅液，棄去煉渣，即得初銅。初銅仍比較粗，需再經提煉才能獲得純凈的紅銅。紅銅加錫、鉛熔成合金，即是青銅。

② 古代是如何而煉制金屬

根據歷史資料和出土文物論述了中國古代鍛造的內涵，指出了現行技術資料中的失真之處，提出了新的鑒別古代鍛件的方法，把歷史學者界定的中國使用鋼的年代向前推進了若干年。 2000 年，《機械工人》( 熱加工) 第3 、4 期連載了一篇為紀念《機械工人》雜志創刊50 周年寫的文章——— 「一個老鍛工的歷史回顧」。講述了中國鍛工的傳統和祖技，曾引起許多讀者的興趣和關注，台灣的《鍛造》雜志和香港的《機械製造》雜志也都先後予以刊載。文章是以作者本人近40 年的親身經歷為主寫成的。現根據歷史文獻和出土文物，對中國的鍛造作一個更為久遠的追溯。鍛造和鑄造是人類最早掌握的金屬成形技術，更是現代各種金屬塑性成形方法的母體和基石，希望能夠再次引起大家對這一古老傳統技藝的重視。 在世界范圍內，發現最早的金屬製品是人類用天然銅鍛打的裝飾物，出土於伊拉克北部的一處遺址，是公元前9000 年～公元前8000 年的遺物。我國大約在距今6000 年前就有了用鍛造方法成形的黃金、紅銅等有色金屬製品，但那時的黃金和紅銅以及後來成為鋼鐵先驅的隕鐵，幾乎都是沒有經過人工冶煉的自然態金屬，數量稀少，性能單一。雖然後來有色金屬的冶煉和成形技術也隨著時間的推移而有所進步，但在青銅器出現之前,有色金屬製品的主流是用於飾品、禮器和少量生活用具，在促進社會生產力發展方面不佔主導地位。本文僅就以鋼鐵為代表的黑色金屬，對中國古代的鍛造做一粗淺的追溯。 1. 從「鍛」 字說起 在公元100 年～121 年間成書的古代文獻《說文解字》中，對「鍛」 字的解釋是: 鍛，小冶也。即鍛造是小型的冶煉，或說是冶煉中的一小部分。而在出土的同時代畫像磚上確實描繪了當時的冶金場面( 見圖1)，三個持錘鍛工正在對一名掌鉗鍛工夾持的物體進行擊打，情景十分清晰。 對「鍛」 字的另一種寫法為「

③ 古代鋼鐵是如何練成的

煉出來的都是生鐵,熟鐵熔點太高,古代沒法直接煉出來。古代的熟鐵應該是靠反復的加熱鍛打,加熱鍛打次數多了才得到。 還有就是把生鐵熔化,拿攪棍不斷攪拌,生鐵中的碳不斷跟氧氣反應,最後得到熟鐵

④ 鋼鐵是怎麼煉成的要詳細過程

自然界中鐵的蘊藏量極為豐富,佔地殼元素含量的5%,居地球物質中的第四位.煉鐵過程實質上就是將從自然形態--礦石等含鐵化合物還原出來的過程.煉鐵生產設備是高爐.高爐生產所得的冶煉產品是生鐵,副產品是爐渣、煤氣和爐塵.
鐵是怎樣從高爐里煉出來的?
簡單的說就是：輸料系統把燒結礦（由燒結廠燒成的）、焦碳、石灰石等原料輸入到高爐頂的布料系統,由布料系統均勻的按一定比例布入爐內.熱風系統將風吹進高爐,焦碳燃燒形成一定的高溫（1150--1200度）化學氣氛,燒結礦中鐵的氧化物在這種溫度和環境下發生還原反應.礦石中的氧一部分形成二氧化碳,一部分變成一氧化碳,還有一些雜質氣體被高溫排走,進入除塵凈化系統和高爐燃氣回收系統,無用的二氧化碳被排走,一氧化碳被回收再利用.礦石中的鐵被還原後在高溫下行成液態鐵水.鐵水又叫生鐵.生鐵可分三類：一類是供煉鋼用的鋼鐵（硅SI含量小於1.25%）；一類是供澆鑄機件和工具的鑄造鐵（硅含量大於1.25%）；還有一類是鐵合金（主要是錳鐵和硅鐵）.
鋼又是怎樣煉成的呢?
煉鋼實質上是將鐵水（生鐵）加溫並添加不同的元素,通過吹氧等手段,使鐵的含碳量降低到0.2-1.7%的冶煉過程.可煉出多種不同質地的鋼.如加錳,就煉出錳鋼；加鎳、鉻、鈦就煉出不易生銹的鋼.
鐵和鋼的區別：鐵分為生鐵和熟鐵.熟鐵、鋼和生鐵都是鐵碳合金,以碳的含量多少來區別.一般含碳量小於0.2%的叫熟鐵或純鐵,含量在0.2-1.7%的叫鋼,含量在1.7%以上的叫生鐵.熟鐵軟,塑性好,容易變形,強度和硬度均較低,用途不廣；生鐵含碳很多,硬而脆,幾乎沒有塑性；鋼具有生鐵和熟鐵兩種優點,為人類廣泛利用.
早期的煉鐵是將鐵礦石和木炭一層夾一層地放在煉爐中,在650－1000℃和上焙燒利用木炭的不完全燃燒產生的一氧化碳使鐵礦石中的氧化鐵還原成鐵.由於煉爐中溫度偏低,不能使熔點為1535℃的鐵熔化,所以得不到液態的鐵.人們等煉鐵成功後冷卻煉爐,取出鐵塊, 這種煉鐵方法叫塊煉鐵.用這種方法煉得鐵質地疏鬆,還夾雜著許多來臬礦石的氧化物和經.在實踐中人們發現如果把這種鐵,加熱到一定溫度下經這反復鍛打,就可把夾雜的氧化物擠出去,此時鐵的機械性能就得到了改善.
在反復鍛打鐵塊的基礎上,古人又找出塊煉鐵滲碳成鋼的經驗,這種鋼地就是最早的鋼.它是為改變塊煉鐵的性能而要用木炭作燃料,加熱塊煉鐵並鍛打,這樣少量的碳會從鐵的表面滲進去.西漢時,為提高塊煉鐵滲碳鋼的質量,人們都增加了鍛打的次數,由十次,三十次,五十次增至近百次從而得到所謂的「百煉鋼」.由此也產生了「百煉成鋼」這一成語,它用來比喻久經鍛煉,變得非常堅強,成為優秀人物.
春秋戰國鋼鐵的冶煉
春秋時代是我國由奴隸社會向封建社會轉變的階段.促成這一社會變革的物質因素,是社會生產力的發展.
勞動工具是社會生產力發展的重要標志.鐵制工具的廣泛使用,促進了我國由奴隸制向封建制的過渡.商代用隕鐵製作了鐵刃銅鉞,說明對鐵的性質和鍛打嵌鑄的技術已經有了一定的認識和掌握,但當時尚不知人工煉鐵.
春秋時期,鐵器已經在農業、手工業生產中使用.農業生產中使用鐵鋤、鐵斧等.鐵器堅硬、鋒利,勝過木石和青銅工具.晉國用鐵鑄刑鼎,鑄鼎的鐵是作為軍賦向民間徵收的,可見晉國民間鐵已不少.在江蘇六合縣程橋、湖南長沙龍洞坡等地出土了春秋時的鐵器.戰國初或稍早已發明鑄鐵技術,這是我國勞動人民對冶金技術的重大貢獻,比外國早一千八百年左右.河北興隆縣壽王墳出土了大量戰國時的鐵范,其中有較復雜的復合范和雙型腔,還採用了難度較大的金屬型芯,反映了當時的鑄造工藝已有較高水平.戰國時發明的用柔化退火製造可鍛鑄件的技術和多管鼓風技術是冶金技術的重要成就,比歐洲早二千年左右.戰國時還掌握了塊煉鐵固態滲碳制鋼的方法和淬火技術.
塊煉鐵的方法也就是「固體還原法」.由於塊煉鐵是鐵礦石在較低溫度下從固體狀態被木炭還原的產物,所以質地疏鬆,還夾雜有許多來自礦石的氧化物,例如氧化亞鐵和硅酸鹽.這種塊煉鐵在一定溫度下若經過反復鍛打,便可將夾雜的氧化物擠出去,機械性能就改善了.從江蘇六合縣程橋東周墓出土的鐵條,就是塊煉鐵的產品.春秋末期和戰國初期的一些鍛造鐵器也是以塊煉鐵為材料.
在反復鍛打塊煉鐵的實踐中,人們又總結出塊煉鐵滲碳成鋼的經驗.從河北易縣武陽台村的燕下都遺址44號墓中曾出土79件鐵器,經分析鑒定,它們的大部分都是由塊煉鋼鍛成的,這證明至遲在戰國後期塊煉滲碳鋼的技術已在應用,塊煉鐵質柔不堅,塊煉鋼雖經滲碳處理,變得較堅硬,但在生產上仍嫌不足.人們在生產實踐中又摸索出塊煉鋼的淬火工藝,這就進一步提高了塊煉鋼的機械性能.上述燕下都出土的鍛鋼件,大部份是經過淬火處理的,這又表明在當時,人們對淬火工藝也較熟悉了.
生鐵的冶鑄工藝,在原料、燃料上與塊煉法基本一樣.它們之間主要的差別在冶煉溫度的不同.塊煉法的爐溫大約在1000(C左右,離純鐵的熔點（1534(C）相差很遠,而生鐵冶煉時,爐溫達到了1100-1200(C.在冶煉中,被還原生成的固態鐵會吸收碳,這種吸收隨著溫度的升高,速度就會加快.
另一方面吸收碳後,鐵的熔點隨之降低,當含碳量達到2.0%時,熔點降至1380(C；當含碳量達到4.3%時,熔點為最低,僅1146(C.在這種條件下,爐溫就可使鐵熔化,從而得到了液態的生鐵.液態生鐵就可以直接澆鑄成器,冶鑄過程簡化了,就使鐵器的生產有了大發展的可能.
江蘇六合程橋東周墓出土的鐵丸,洛陽出土的公元前五世紀的鐵錛、鐵鏟都是生鐵器物,這證明在塊煉法的同時,我國已出現生鐵冶鑄工藝.生鐵與塊煉鐵同時發展,是我國古代鋼鐵冶金技術發展的獨特途徑.世界上許多其他國家,從塊煉鐵發展到生鐵,大約經歷了上千年的時間.就拿歐洲一些國家來說,雖很早已有塊煉鐵,但出現生鐵則在公元十三世紀末和十四世紀初.
生鐵的生產效率高,鑄造性能又較好,這為廣泛使用鐵器提供方便.在冶煉生鐵的初期,由於溫度還不夠高,硅含量也較低,致使生鐵中的碳在冷卻凝固時不能成為石墨狀態,而成為碳化三鐵（Fe3C）,與奧氏體狀態的鐵在1146(C共晶.因此,煉出的生鐵性脆而硬,鑄造性能雖好,但強度不夠,這種生鐵,人們稱它為白口鐵,它只能鑄造某些農具.從河北興隆燕國礦冶遺址出土的大批鋤、范等,就是由白口鐵鑄成的.
為了克服白口鐵的脆性,在戰國早期,人們就創造了白口鑄鐵柔化處理技術.所謂柔化處理就是將白口鑄鐵長時間加熱,使碳化鐵分解為鐵和石墨,消除了大塊的滲碳體,這對減少脆性、提高韌性可以起良好的作用.處理後的白口鐵就變成了展性鑄鐵.長沙出土的戰國鐵鏟,輝縣出土的戰國中期鐵帶鉤,易縣燕下都出土的戰國晚期鐵钁、鋤等,都是屬於這種展性鑄鐵.

⑤ 傳統方法中，鋼是如何煉成的

傳統煉鋼方法是先把生鐵煉成熟鐵，然後再往其中加入適量的碳使其變成回鋼。要把生鐵變成熟鐵，當答時採用的是氧化法，即向生鐵中加入氧化劑(一般是鐵礦石)，加熱使其處於熔融狀態，這時生鐵熔液中的碳就會與氧化劑起反應，從而被脫去。

⑥ 鋼鐵是怎樣煉成的起因經過結果。急需求求了

在所有的金屬材料中，鋼鐵是人類最早使用的金屬之一。早在三千年前，人類已經會開采鐵礦，並且發明了煉鐵的方法。我國也是早期發明煉鐵的國家之一。
古代人民煉鐵用的原料是鐵礦石，因它的顏色是紅棕色的，古代人民把它叫做紅棕色的石頭。古代人民雖然不懂得煉鐵的化學原理，但他們知道煉鐵需要很高的溫度。當時煉鐵用的燃料是木材和木炭，到了漢代開始用煤。當時煉鐵用的爐子非常簡單，爐身一般是用石頭和粘土砌成的，呈圓筒形，在爐旁有一個風箱。最初是用人或馬來拉動風箱的，到了漢代發明了水排，才利用水力來鼓風，以提高爐內的燃燒溫度。
在煉鐵時，把鐵礦石和木炭一層間一層地從爐子上面加進去。生火後，用風箱把空氣壓送到爐子里去，木炭就旺盛地燃燒起來，產生很高的溫度。這時鐵礦石熔化，三氧化二鐵被木炭燃燒時生成的一氧化碳還原，還原出來的鐵在 1200℃～1300℃的高溫下熔化成鐵水，從爐腰間的一個小孔流出，這樣就煉出了生鐵。我們的祖先在當時已經掌握了完全合乎現代科學原理的煉鐵技術。
鋼鐵是一個龐大的集團，其應用之廣、產量之大，都無愧於金屬世界的冠軍。各種機器、農具、汽車、火車、坦克以及許多日常生活用品的製造，都離不開鋼鐵。
鋼鐵是鐵與鋼的總稱，實際上，鐵礦石在高爐中經過冶煉得到的生鐵，在煉鋼爐中經過進一步冶煉，才得到鋼。
在煉鐵廠里，有個高達 100 多米，容積達 4000 多立方米的龐然大物就是赫赫有名的煉鐵高爐。它的外形像一個大圓筒，中間大，兩頭稍小。爐身的外麵包著鋼殼，裡面砌有耐火磚。高爐每晝夜要吞進上千噸的鐵礦石、焦炭和石灰石等原料。這么多的原料，要舉到幾十層樓高的高爐爐頂上放進爐內，可不是一件易事。不過，在現代化的煉鐵廠里，裝料操作完全是機械化和自動化的。從礦山來的一列列火車。裝載著鐵礦石和石灰石；從煉焦廠來的運焦車，裝載著一罐罐的焦炭，它們由自動給料器送入料車，滿載原料的料車，由輸送軌道跑到爐頂。料車到達爐頂後自動地下料，將原料送入爐內。接著，空車再沿軌道跑下來，並且當高爐缺料時，料車就會自己跑上來送料。煉鐵原料裝入高爐以後，慢慢地不斷由上向下移動。爐身內徑逐漸向下擴大是為了便於爐料向下移動，使它們容易跟上升的氣體接觸。爐子下部的焦炭遇到了鼓入的熱空氣，就跟空氣里的氧氣化合，生成二氧化碳。二氧化碳氣體上升，被熾熱的焦炭還原成一氧化碳。
C + O2高溫CO2↑
CO2 + C高溫2CO↑
生成的一氧化碳再向上升，遇到鐵礦石的時候就跟三氧化二鐵起還原反應：
Fe2O3 + 3CO高溫2Fe + 3CO2↑
在煉鐵過程中除了鐵被還原出以外，錳、硅、磷等元素也分別從它們的氧化物里還原出來。在高爐內徑最大的部分，還原出來的鐵開始跟碳、錳、硅、磷、硫等元素熔合在一起。因此，由高爐煉出來的不是純鐵，而是含有1.7％以上的碳和少量錳、硅、磷、硫等雜質的鐵碳合金，這種合金就是生鐵。
加入石灰石是為了除去鐵礦石中所含的極難熔化的脈石（主要成分是SiO2）。石灰石加熱到 800℃左右開始分解成氧化鈣和二氧化碳：
CaCO3 高溫CaO + CO2↑
生成的二氧化碳隨氣流上升，氧化鈣跟脈石里的二氧化硅化合生成熔化狀態的硅酸鈣爐渣。
CaO + SiO2＝CaSiO3
這樣就把難熔的脈石熔化成爐渣而便於除去了，所以我們把石灰石叫做熔劑。
熔化的生鐵和爐渣生成後，爐料的體積逐漸縮小，高爐下部的內徑也逐漸隨著縮小。每隔一定時間，出鐵口和出渣口交替打開出渣出鐵。當出鐵口一打開，其景象極為壯觀，剎那間只見紅熱的鐵水飛奔流出，閃著太陽般的光輝，濺起燦爛的鐵花。鐵就這樣在烈火中誕生了。從高爐中煉出了生鐵，不直接使用，大部分還要送去煉鋼。這主要是因為生鐵的性能欠佳，不能滿足多方面的需要。生鐵硬而脆，耐磨性雖好，但韌性很差，不易加工、鑄造，不易焊接，生鐵的用途往往只限於製造機床床身、外殼、底座及火爐、鐵鍋等，連小小的指甲刀也無法用生鐵來製造。鋼沒有生鐵那些缺點，它具有良好的韌性、塑性和焊接性，可以鍛打、壓延、抽絲，易於進行機械加工，鋼的用途十分廣泛。
生鐵與鋼的主要成分都是鐵，但性能有顯著不同。這主要是由於生鐵中含碳量偏高，並含有一些不適量的硅、錳、硫、磷等雜質造成的。通常把含碳量高於 2％的叫生鐵，含碳量在 0.03％～ 2％的叫鋼，含碳量低於 0.03％的就是熱鐵。
由生鐵煉成鋼主要就是降低含碳量並把硅、錳、硫、磷的含量調到適當的范圍。工人師傅常把這個過程簡單地概括為：降碳、調硅錳、去硫磷。當然，降碳不會是無限制地降，去硫磷也達不到徹底清除的地步。
從煉鋼的化學原理來看，跟煉鐵的過程恰好相反。煉鐵是將氧化鐵還原為鐵的過程；煉鋼則是將生鐵中的雜質氧化而除去的過程。那麼煉鋼時用什麼作氧化劑呢？現代採用的氧氣頂吹轉爐煉鋼法，用的是純氧氣。在煉鋼過程中，生鐵中各元素的氧化都是直接或間接跟氧作用，但是它們不是同時被氧化的。誰先和氧作用，誰後和氧作用，主要決定於它們跟氧結合的能力。鐵元素跟氧結合的能力雖然較低，但是鐵水裡鐵的含量遠遠大於其他元素，所以吹煉時部分鐵先被氧化成氧化亞鐵，同時放出大量的熱。
2Fe + O2 = 2FeO + 熱
硅和錳也不甘落後，接著他們從 FeO 中奪取氧而被氧化。
Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe + 熱
Mn + FeO = MnO + Fe + 熱
硅和錳在鋼水中非常活躍，它們也會跑去直接跟氧化合。
Si + O2 = SiO2 + 熱
2Mn + O2 = 2MnO + 熱
生成的 SiO2 和 MnO 跟生石灰（CaO）結合而進入爐渣。
SiO2 + CaO = CaSiO3 ↓
當硅和錳的氧化接近結束時，反應放出大量的熱使爐溫迅速上升。當爐中鋼水的平均溫度超過 1500℃時，碳大大地活躍起來，這時它跟氧結合的能力超過了硅、錳與氧的結合能力，因而碳被迅速氧化。
C+FeO=CO+Fe
處於活躍狀態的碳在鋼水中跑來跑去，它也跑去直接跟氧化合。
2C + O2 = 2CO↑
生成的一氧化碳氣體隨爐氣逸出。一氧化碳上升時對鋼水起攪拌作用，使鋼水劇烈地沸騰，這樣就能使反應加速。所以除去生鐵中的部分碳是煉鋼中的一個非常重要的環節。
降了碳，調整了硅、錳的含量，下面就是去掉硫和磷了。為什麼要除掉硫和磷呢？因為硫和磷是兩種有害的雜質元素。硫的存在會使鋼產生「熱脆性」，即鋼在熱加工時發生斷裂現象。磷的危害則相反，它使鋼產生「冷脆性」。磷的「冷脆性」曾是世界上幾起疑案的「主犯」。
1938 年 3 月 14 日，比利時的哈塞爾特城被包圍在寒冷的氣氛中，溫度低達零下 15 度。刺骨的寒風吹到人的臉上如針扎一般疼痛，只有阿爾伯運河的水在歡快地、不知疲倦地流淌著，不時地彈奏出那輕柔悠揚的樂曲。橫跨在運河上的阿爾伯鋼橋，顯得格外雄偉、壯麗，就像是哈塞爾特忠誠的衛士，突然，從橋下傳來了驚天動地的金屬斷裂聲，緊接著是橋身劇裂抖動，橋面出現了裂縫。人們驚恐萬狀，人和車輛爭先向橋的兩側奔去……，在不到幾分鍾的時間內，鋼橋折成了幾段，墜入河中。無巧不成書。時隔十六年，也就是 1954 年寒冬臘月的一天，愛爾蘭海面上寒風凜冽，一艘三萬兩千噸級的英國油輪——「世界協和號」乘風破浪地航行在廣闊的海面上。忽然，有個水手氣喘噓噓地向船長報告：「船長先生，快去看吧，油輪的中部出現了裂縫！」話音未落，一陣刺耳的巨響擊破長空，油輪頓時一分為二，許多水手紛紛跳進大海。就這樣，油輪上的人還沒有來得及用無線電發出求援信號，就和油輪一起葬身波濤洶涌的大海中。誰是這兩起重大事故的肇事者呢？科學家經過深入的研究後宣布：罪魁禍首是鋼鐵中的磷！鋼鐵中磷的含量如果過大，遇冷就會變脆。這兩起惡性事故的發生，就是因為鋼鐵受凍而造成的。因此，在煉鋼時要加入造渣劑氧化鈣，目的是為了除去鐵水中所含磷、硫兩種元素。
在鐵水中疏以 FeS 的形式存在，它跟生石灰作用，生成硫化鈣而進入爐渣：
FeS + CaO = FeO + CaS
去磷的總化學方程式是：
2P +5FeO + 3CaO = 5Fe + Ca3（PO4）2
生成的磷酸鈣也進入爐渣。
煉鋼生成的爐渣比鋼水輕，它浮在鋼水表面上，可以跟鋼水分開。
氧化和造渣過程完成後，還會有未反應的氧化亞鐵存在，最後還要加入脫氧劑，以除去氧化亞鐵，並同時調整硅、錳的含量。若生產某種合金鋼，在最後階段還要加入適量的某種金屬，經化驗鋼樣合格時，即可出鋼。
煉鋼的方法有多種。有平爐煉鋼，電爐煉鋼法。氧氣頂吹轉爐煉鋼法，是 50 年代建立並發展起來的新方法。這種方法用純氧吹煉而不用空氣，爐溫高、反應快，一爐鋼的吹煉時間只需十幾分鍾，因而，這種方法發展很快。
有的國家氧氣頂吹轉爐煉鋼的產量，達到了總產量的 90％以上。
一塊不起眼的鐵礦石經過了高爐的冶煉，除掉了雜質，成為堅硬無比的
鋼鐵，成為在工農業生產、日常生活中具有最廣泛用途的金屬材料，這是多
么偉大的功績。

⑦ 鋼鐵是怎樣煉成的

煉鐵：
輸料系統把燒結礦（由燒結廠燒成的）、焦碳、石灰石等原料輸入到高爐頂的布料系統，由布料系統均勻的按一定比例布入爐內。熱風系統將風吹進高爐，焦碳燃燒形成一定的高溫（1150--1200度）化學氣氛，燒結礦中鐵的氧化物在這種溫度和環境下發生還原反應。
礦石中的氧一部分形成二氧化碳，一部分變成一氧化碳，還有一些雜質氣體被高溫排走，進入除塵凈化系統和高爐燃氣回收系統，無用的二氧化碳被排走，一氧化碳被回收再利用。礦石中的鐵被還原後在高溫下行成液態鐵水。

⑧ 古代鋼鐵怎麼煉成的

1、我國古代煉鋼技術至遲發明於春秋晚期。由先秦到西漢中晚期，主要制鋼工藝是塊鐵滲碳法；由漢代到明清，主要又是炒鋼法和灌鋼法，其次還有百煉鋼法和炒鐵滲碳法，漢魏南北朝時還有「鑄鐵脫碳鋼」，漢代還有坩堝煉鋼法。炒鋼工藝主要生產一般的可鍛鐵(包括鋼和熟鐵)，灌鋼工藝主要生產含碳較高的刃鋼，百煉鋼是對普通炒鋼的再加工。
2、人類早期冶煉的鋼一般都是在低溫還原冶煉後再經滲碳而成，整個過程約分兩步:第一步先由礦石煉取塊煉鐵，第二步再由塊煉鐵滲碳成鋼。此滲碳過程中要不斷地折疊鍛打，以幫助碳的擴散。這樣得到的鋼便叫塊鐵滲碳鋼。燕下都鋼劍等兵器就是由這種鋼製成的。
炒鋼工藝是一種半液態冶煉。它以生鐵為原料，把生鐵加熱到液態半液態後，利用鼓風中的氧使生鐵脫碳到鋼和熟鐵的成分范圍。冶煉過程中要不斷地炒動金屬。古謂之「擣剛」，本世紀五十年代以前，習謂之炒鐵、炒「熟鐵」。
中國人在商周時期就掌握了不同比例的青銅合金技術。中國的鐵器出現在西周，鑄鐵則出現在春秋末期，戰國時候就掌握了鑄鐵柔化技術（公元前6、5世紀）。西方的冶鐵技術是在14世紀，而鑄鐵柔化處理技術是16世紀。
而我國炒鋼技術大約發明於西漢後期。其法是把生鐵加熱成液態或半液態，並不斷攪拌，使生鐵中的碳份和雜質不斷氧化，從而得到鋼或熟鐵。
創始於魏晉南北朝時期的灌鋼技術，是中國冶金史上的一項獨創性發明。灌鋼的工藝過程大致為，將熔化的生鐵與熟鐵合煉，生鐵中的碳份會向熟鐵中擴散，並趨於均勻分布，且可去除部分雜質，而成優質鋼材。在坩堝煉鋼法發明之前，灌鋼法是一種最先進的煉鋼技術。
3、典籍：董文安：《韓國十大寶劍產地初考》；《易縣燕下都44號墓葬鐵器金相考察初步報告》；唐《夏侯陽算經》、宋蘇頌《圖經本草》、明唐順之《武編前編》、趙常吉《神器譜》、朱國楨《涌幢小品》、清屈大均《廣東新語》等書中都可看到。

⑨ 鋼鐵是如何煉成的

⑩ 鋼鐵是怎樣煉成的

煉鐵：高爐中加入：鐵礦石+石灰石等煉鐵輔料+焦炭→高溫→鐵水+爐渣→鑄鐵錠+爐渣
煉鋼：電弧爐或者轉爐中加入：廢鐵、鑄鐵錠→高溫（通電吹氧等）→鋼水+鋼渣→鑄錠（或者連軋）+鋼渣
根據所煉鋼種的要求把生鐵中的含碳量去除到規定范圍，並使其它元素的含量減少或增加到規定范圍的過程。簡單地說，是對生鐵降碳、去硫磷、調硅錳含量的過程。這一過程基本上是一個氧化過程，是用不同來源的氧(如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧)來氧化鐵水中的碳、硅、錳等元素。化學反應主要是：
2FeO+Si 2Fe+SiO2
FeO+Mn Fe+MnO
反應生成的一氧化碳很容易從鐵水排至爐氣中而被除掉。生成的二氧化硅、氧化錳、氧化亞鐵互相作用成為爐渣浮在鋼水面上。生鐵中硫、磷這兩種元素在一般情況下對鋼是有害的，在煉鋼過程中必須盡可能除去。在煉鋼爐中加入石灰(CaO)，可以去除硫、磷：
2P+5FeO+3CaO 5Fe+Ca2(PO4)2(入渣)
在使碳等元素降到規定范圍後，鋼水中仍含有大量的氧，是有害的雜質，使鋼塑性變壞，軋制時易產生裂紋。故煉鋼的最後階段必須加入脫氧劑(例如錳鐵、硅鐵和鋁等)，以除去鋼液中多餘的氧：
Mn＋FeO MnO＋Fe
Si＋2FeO SiO2＋2Fe
Al＋3FeO Al2O3＋3Fe
同時調整好鋼液的成分和溫度，達到要求可出鋼，把鋼水鑄成鋼錠。
煉鋼的方法主要有轉爐、電爐和平爐三種。平爐煉鋼的主要特點是可搭用較多的廢鋼(可搭用鋼鐵料的20～50％的廢鋼)，原料適應性強，但冶煉時間多。我國目前主要採用平爐煉鋼。轉爐煉鋼廣泛採用氧氣頂吹轉爐(見圖)，生產速度快(1座300噸的轉爐吹煉時間不到20分鍾，包括輔助時間不超過1小時，而300噸平爐煉1爐鋼要7個小時)，品種多、質量好，可煉普通鋼，也可煉合金鋼。電爐煉鋼是用電能作熱源進行冶煉。可以煉制化學工業需要的不銹耐酸鋼，電子工業需要的高牌號硅鋼、純鐵，航空工業需要的滾珠鋼、耐熱鋼，機械工業用軸承鋼、高速切削工具鋼，儀表工業需要的精密合金等。
把鐵礦石和焦碳，石灰石，螢石等原料按比例投入高爐，吹入熱風，加熱到1000多度。這樣單質鐵就在碳的還原作用下被還原出來了。這是煉鐵的過程。接著就把煉出來的鐵水注入煉鋼轉爐中，然後加入一定量的費鋼，向轉爐中吹入氧氣，這就是煉鋼中最具有決定性的工作，氧氣可以把鐵水中多餘的碳元素氧化掉，變成氣體。然後會在氧化完畢的鋼水中投入一些錳鐵或硅鐵，與鋼水中殘留的氧發生氧化，然後把鋼水鑄成鋼錠或澆注成零件，或者是直接進入軋鋼廠，軋成可以使用的型材。這就是煉鋼的全過程。
簡單一點說就是把鐵的純度煉到98%<好像>要煉成這樣，必須不斷地敲打
淬火，讓雜質C於氧氣充分接觸，生成CO2，所以古代煉鋼鐵，就是不斷敲打，不斷燒烤，不斷放水裡淬火。
現代煉鋼步驟如下
造渣
造渣：調整鋼、鐵生產中熔渣成分、鹼度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過 鋼鐵高爐
渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和鹼度的熔渣，能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧，以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下，並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。
出渣
出渣：電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所採取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時，氧化末期須扒氧化渣；用雙渣法造還原渣時，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。
熔池攪拌
熔池攪拌：向金屬熔池供應能量，使金屬液和熔渣產生運動，以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助於氣體、機械、電磁感應等方法來實現。
電爐底吹
電爐底吹：通過置於爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化，促進冶金反應過程的目的。採用底吹工藝可縮短冶煉時間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。並能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質量，降低成本，提高生產率。
熔化期
熔化期：煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐 鋼花伴我煉鋼忙
料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫，並造好熔化期的爐渣。
氧化期和脫炭期
氧化期和脫炭期：普通功率電弧爐煉鋼的氧化期，通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度，要求脫碳量大於0.2％左右。隨著爐外精煉技術的發展，電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。
精煉期
精煉期：煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物，經化學反應選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期。 連鑄機出坯
還原期
還原期：普通功率電弧爐煉鋼操作中，通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
爐外精煉
爐外精煉：將煉鋼爐（轉爐、電爐等）中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是：可提高鋼的質量， 煉鋼車間
縮短冶煉時間，簡化工藝過程並降低生產成本。爐外精煉的種類很多，大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同，又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
鋼液攪拌
鋼液攪拌：爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化，並能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應，反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下，其冶金反應速度很慢，如電爐中靜止的鋼液脫硫需30～60分鍾；而在爐精煉中採取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3～5分鍾。鋼液在靜止狀態下，夾雜物*上浮除去，排除速度較慢；攪拌鋼液時，夾雜物的除去速度按指數規律遞增，並與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。
鋼包喂絲
鋼包喂絲：通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑，如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。
鋼包處理
鋼包處理：鋼包處理型爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短（約10～30分鍾）， 轉爐煉鋼
精煉任務單一，沒有補償鋼水溫度降低的加熱裝置，工藝操作簡單，設備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態等裝置。如真空循環脫氣法（RH、DH），鋼包真空吹氬法（Gazid），鋼包噴粉處理法（IJ、TN、SL）等均屬此類。
鋼包精煉
鋼包精煉：鋼包精煉型爐外精煉的簡稱。其特點是比鋼包處理的精煉時間長（約60～180分鍾），具有多種精煉功能，有補償鋼水溫度降低的加熱裝置，適於各類高合金鋼和特殊性能鋼種（如超純鋼種）的精煉。真空吹氧脫碳法（VOD）、真空電弧加熱脫氣法（VAD）、鋼包精煉法（ASEA-SKF）、封閉式吹氬成分微調法（CAS）等，均屬此類；與此類似的還有氬氧脫碳法（AOD）。
惰性氣體處理
惰性氣體處理：向鋼液中吹入惰性氣體Ar，這種氣體本身不參與冶金反應，但從鋼水中上升的每個小氣泡都相當於一個「小真空室」（氣泡中H2、N2、CO的分壓接近於零），具有「氣洗」作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理，就是應用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關系。用惰性氣體加氧進行精煉脫碳，可以降低碳氧反應中CO分壓，在較低溫度的條件下，碳含量降低而鉻不被氧化。
預合金化
預合金化：向鋼液加入一種或幾種合金元素，使其達到成品鋼成分規格要求的操作過程稱為合金化。多數情況下脫氧和合金化是同時進行的，加入鋼中的脫氧劑一部分消耗於鋼的脫氧，轉化為脫氧產物排出；另一部則為鋼水所吸收，起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前，與脫氧劑同時加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預合金化。
成分控制
成分控制：保證成品鋼成分全部符合標准要求的操作。成分控制貫穿於從配料到出鋼的各個環節，但重點是合金化時對合金元素成分的控制。對優質鋼往往要求把成分精確地控制在一個狹窄的范圍內；一般在不影響鋼性能的前提下，按中、下限控制。
增硅
增硅：吹煉終點時，鋼液中含硅量極低。為達到各鋼號對硅含量的要求，必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外，還使鋼液中的硅增加。增硅量要經過准確計算，不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。
終點控制
終點控制：氧氣轉爐煉鋼吹煉終點（吹氧結束）時使金屬的化學成分和溫度同時達到計劃鋼種出鋼要求而進行的控制。終點控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
出鋼
出鋼：鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規定要求時將鋼水放出的操作。出鋼時要注意防止熔渣流入鋼包。用於調整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中也叫脫氧合金化。

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