炼钢原理（炼钢的原理方程式）

　　我们这里说的是并不是保尔·柯察金在完全瘫痪和双目失明后那钢铁般的意志，而是真正的钢铁是如何被炼制出来的。

　　很多人都知道，所有的钢铁在最初都只是地下一堆或泛红、或发黑的石头，也就是铁矿石。但是在经过一番操作之后，这些石头就变成了我们生活中随处可见、工程中不可或缺的重要材料，这样的转变过程是神奇的。至少对于那些好奇心重的人来说是神奇的，比如我。

　　大概是十几年前，我流落山西，主要在产煤区和铁矿区生活。既然产煤和出铁矿，那周边的洗煤厂、焦化厂以及铁厂是必不可必的。所以，在那个时候接触了大量的炼铁以及铁厂人员。

　　我这个人好奇心特别重，为了观察炼铁过程，我趴人家渣铁堆上装成捡渣铁的无数次被人家驱赶。后来自己也跟朋友搞过小炼铁炉，不过都很久了，现在这些小炼铁炉是不允许炼制的。

　　那么，钢铁究竟是怎么炼成的呢？是怎么从一堆矿石变成一块块成型钢或者钢筋的呢？我们分别来说一下。但需要注意的是，我们说的不是数据，而是具体的流程。

　　Ⅰ：从矿石到生铁

　　不管是任何钢材，其前身都是生铁。所以，成为钢材的首要条件是把矿石炼成生铁。

　　很多人想象中认为，无非就是个炼制，直接把从地下挖出来的铁矿投进炼铁炉炼制就行了，出来不就是生铁吗？事情当然不会这么简单，当矿石从地下被挖出后首先会被筛选，也就是选矿。这里面分着高低品味，不能掺杂在一起。

　　能直接进炉的块形铁矿石并不多，大多都要经过粉碎。

　　也就是说，这些被选出来的矿分门别类后，各种品味会被粉碎成铁矿沫堆在一起进行第一步的炼制，这一步叫“烧结”。每个铁厂都会有个烧结车间，一些简陋的铁厂是直接在某个空旷的地方进行烧结。

　　这些矿粉和燃料以及溶剂掺在一起堆成一堆，点燃后使其成为燃烧状态，目的是可以让燃料更好地燃烧。当燃烧尽后，这些矿粉也凝结在了一起，这时候才进炼铁炉。

　　这些投入炼铁炉的铁矿会被加入一些东西，其目的是为了不“炼炉”。什么叫炼炉呢？我们都知道，这一步的炼制是需要把烧结成块的铁矿给炼成铁水，这些火红的铁水温度非常高，它们会粘结在炼铁炉上。所以，得有东西使它们和炼铁炉分离，也就是使它们无法粘在炼铁炉上。

　　所以，人们会跟随着这些烧结的铁矿石一起投入一些东西，比如“白云石”。白云石同样也是一种矿石，一般都是青白色，藏在大山之中，凡有铁矿的地区，必有白云石矿。

　　这种矿石非常脆，而且层次分明，一旦发现这样的矿，大多都是满山矿。也就是说，在一座山里发现了白云石，那这座山内部大多都是这样的石头。所以，白云石的矿洞都非常大。

　　可以毫不夸张地说，一个矿洞的内部走道空间，可以直接让车在里面掉头，又高又宽。像是煤矿铁矿什么的都是进去小型车，这些白云石开采时，都是130货车直接进去拉，可以想象里面的空间有多大。

　　这些白云石有分离铁水和铁炉的作用，使融化的铁水不沾炼铁炉。当融化完成后，会从出水口流入，流入一个个模子里，这就是生铁，大部分的地方以及铁厂都叫面包铁。

　　而铁水流出后，剩下的渣子被倾倒运出，这就是铁渣，一些地方修路会用到这些东西。这些铁渣上会有流不尽的铁水粘附，所以会有人在这些废料上捡拾，这些东西叫渣铁，我就捡过，不过主要还是为了观察铁厂炼铁。

　　面包铁是所有生铁被炼出来的最初样子，其实金砖最初的样子也是这样。这些面包铁有一部分被用于直接生产各种用具，比如生铁制成的农机刹车锅、人们吃饭用的大铁锅，这些都是由面包铁直接化开后再进入特制的模子制成。其质地非常脆，因为杂质多，所以容易断裂和破碎。

　　但大部分还是被炼制成了钢。

　　Ⅱ：从生铁到钢材

　　我们上面说了，生铁里面杂质非常多，想成为钢材或者熟铁，就得进行提纯。因为这些杂质太多的生铁是经不住锻造的，没有韧性。和矿石炼制生铁一样，生铁想要成为熟铁或者钢，需要再一次化成铁水，只不过这里需要的温度要高得多。说白了，生铁变成钢的过程，就是个去除杂质、提纯过滤的过程。

　　在生铁变成铁水提纯的过程中，需要用到一个特殊的东西叫“转炉”，这个东西可以在旋转中带动里面的铁水，铁水翻滚的过程中，无数的氧气会被吹入，铁水中的杂质在氧气的吹入下被高温氧化，同时又升高了转炉中的自身温度。

　　经过第一步转炉的升温后去除杂质后，出来的铁水会被清洗，你没有看错，就是清洗。钢水和钢液附着物被冲洗，以求达到更高的纯度。当然了，具体过程非常复杂，并不像我们说得这么简单。这一步叫“炉外精炼”。

　　经过炉外精炼后的铁水其实已经是钢水了，但里面仍然还有杂质以及气泡，这些杂质和气泡都需要去除，以求达到纯钢的要求，这个时候需要把钢水表面形成真空，这一步叫“抽气”。

　　真空的钢水表面，气泡破裂后消失，杂质一点点被提出。这个时候的钢水基本上纯净，这些纯净后的钢水需要被搅拌，但搅拌的过程中，钢水已经严重降温，需要再一次被加热。

　　加热冷却后会成为标准钢吗？并不是的，还需要进行精炼。所谓的精炼，也就是在加热后把不同配比原料喷入钢水中来达到精炼的目的。

　　这些被精炼的钢水被倒入模子中后成为“钢锭”。而各类的合金钢是在此基础上喷入不同的合金原料炼出来的。这里不再过多赘述。

　　Ⅲ：总结的话，矿石到铁有四步，分别是粉碎、烧结、投炉炼制、出铁。生铁到钢有这么几步，分别是：预处理、转炉炼钢、炉外精炼、抽气、搅拌、加热、出钢。

　　我们这里没有提任何的数据，只是说了矿石到生铁以及到钢的流程，基本上是一线操作流程。当然了，如果有对具体数据感兴趣的朋友，可以去看《钢铁冶金概论》。

　　在技术日新月的今天，很多新技术取代了传统炼钢法。但是，这些都是艺术上的代差，钢从遥远的古代就被人们重视和锻造，这其中经历了艰难的过程，我国最早的炼钢可以追溯到汉朝，可见历史之悠远。

　　相信在技术进步的未来，还会有新的炼钢法出现，但不管怎么变，从零到了一，才有一到一百甚至是无限，您觉得呢？