大国钢铁之钢铁是怎样炼成的

  尼古拉·奥斯特洛夫斯基在《钢铁是怎样炼成的》一书中写道：“钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。”作者以钢铁的炼制流程映射主人公的坎坷经历，以钢铁的材料属性反映主人公的坚强意志。

  百炼成钢，铸就辉煌，人如此，钢亦然。

  钢是世界上最重要的金属之一，由铁和碳组成，具体炼制用的原料为废钢铁或铁矿石，废钢铁由回收得到，铁矿石则属于自然资源，不同的原料拥有不同的炼制流程，下面请走进长流程炼钢，细看钢铁是怎样炼成的。

1. 从炉料到生铁

  早在初中，我们便在化学课本中学习到了高炉炼铁的相关流程和化学方程式，即铁矿石与焦炭、配料石灰石等，在高炉中熔化，高温状态下发生还原反应，从氧化铁中得出以铁元素为主的、含部分碳的“生铁”。

  具体来看，铁矿石多为主要成份为三氧化二铁的赤铁矿和主要成份为四氧化三铁的磁铁矿两种。为提高其含铁量，需利用机械设备去除石头杂质，即“破碎”和“选矿”，阶段成品为铁精粉。 

  铁精粉难以直接冶炼，二次加工为“烧结矿”和“球团矿”，这就是高炉冶炼的矿石原料。

  焦炭在此流程，既是燃料，又是还原剂。

  焦炭非自然矿物，由肥煤、焦煤等混合入炉炭化得到，主要又分选煤、碎煤、混合、压块、炉烧等步骤，此处不再详述。

  矿石原料加上炼制好的焦炭，以及其他配料，如分离铁水和铁炉的白云石，即碳酸盐矿物，多种原料由高炉顶部加入炉内，炉下部鼓吹风嘴，高温下进行反应，制出铁水，入模为生铁，亦或称面包铁。

2. 从生铁到钢

  生铁的含碳量超过2％以上，坚硬、耐磨、易脆，这时便需进行最重要一步——炼钢。通俗化来讲，就是生铁去除杂质、提纯过滤的过程。

  常用的炼钢设备是转炉或电炉。

  在炉中生铁再化为铁水，铁水翻滚的过程中，氧气吹入，铁水中的杂质在氧气的吹入下被高温氧化，提纯后的铁水进行冲洗，即“炉外精炼”，形成钢水，通过后续的抽气、搅拌、加热、再通过喷入不同配比的原料以进行精炼，达到不同的合金原料。

3. 从钢到钢材

  熔炼的钢水入模成为钢锭，钢锭经过轧制成为钢坯，钢坯属于半制成品，通过后续轧制、锻造等系列工艺成为成品钢材。

  完成了冶炼过程、未经塑性加工，形态是液态或铸态的固体统称粗钢。国际上一般用粗钢产量作为反映一个国家钢铁生产规模和发展水平的标志性指标。

  粗钢归属于钢铁生产过程中的中间产品，我国粗钢成材率已从1976年的76%提高到2020年的96%，其中折损归属于自产废钢，约占废钢总供应量的五分之一。自1957年“三皇五帝十八罗汉”的提出，我国钢铁产业布局不断优化，步入新时代后，供给侧结构性改革和绿色发展等概念的提出和实施，也使中国钢铁行业不断革新和重生，2022年，在世界主要钢铁生产公司前10中，中国钢铁企业占6席，前50席中，中国钢铁企业占27席。

  百炼铸就辉煌，1949年6月27日鞍钢生产出第一炉“争气铁”后，命运的齿轮便开始转动，第一个大型钢铁联合企业的兴建，“三线建设”的坎坷……时至今日，我国已成为世界最大的钢铁生产国和消费国，未来依旧属于我们。