第192章 钢铁时代要到来了
烧结球，烧结是烧结，球是球，两种东西。烧结是指烧结矿，球是指球团矿，两者都是高炉炼铁的原料。就单体而言烧结矿单纯在煤气下有的1500多度可以滴落铁液，有的不行，球团一般1400度可以。
但是要想炼铁就要把烧结矿和球团矿混合起来，因为它俩的杂质一个是碱性的一个是酸性的，需要酸碱中和形成熔点最低的炉渣，炉渣熔化了，剩下的铁也滴落了。
一般高炉就是这样把碱性烧结矿和酸性球团矿加入高炉在1200度就可以软化收缩，在1450多度可以良好的实现渣铁分离，炼出铁来。但是为了保证高炉正常运行一般出铁温度都在1500度左右。
炼铁的原理（怎样从铁矿石中炼出铁）用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。铁氧化物（Fe2o3、Fe3o4、Feo）+还原剂（c、co、h2）铁（Fe。
炼铁的方法有很多，（1）直接还原法，也是非高炉炼铁法。（2）高炉炼铁法。
高炉炼铁的原料及其作用，需要铁矿石，一般烧结矿或者球团矿提供铁元素。冶炼一吨铁大约需要1.5—2吨矿石。
再就是焦碳，冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。焦炭不仅提供热量，还提供还原剂作料柱的骨架。
还有熔剂，也就是石灰石、白云石、萤石。这些添加剂可以使炉渣熔化为液体，去除有害元素硫。
最后空气也为焦碳燃烧提供氧。炉火温度在500c以下时，炉火呈暗黑色。升至700c时变成紫红色，再升到800~900c时火焰由红变黄。1200c时火焰发亮并逐渐变白，升至3000c时，炉火呈明亮的白色，即所谓“白热化”。温度超过3000c，火焰就会变成蓝色，这是燃烧的温度最高阶段，即“炉火纯青”。
古代炼铁炼铜，温度都要超过1000度，古代甚至能够到达1700度，可以说古代炼铁炼铜的技术在当时是一流顶级技术了。
下面说下淬火，也就是理论上的第一介质淬火。把烧到温度的工件往水或油里一滋，就可以。
第二是双液淬火。用不同的液体淬火，綦毋怀文在造宿铁刀时，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，就是盐淬、油淬的双液淬火。这种淬火产品，硬度合格还是其耐磨和弹性也很好。
第三就是敷土烧刃了。技术本质上还是单一介质淬火，工件外不需要淬火的部位加了含碳泥土进行包裹，需要淬火的部位一般有一层薄的膏剂，通常含有大量的碳氮成分，等膏剂干后，进行淬火。这种做法在唐时还有，之后失传。日本则一直保持了下来。
所谓过去技术落后，其实那是你不懂真正历史，古代人连打铁都可以，不过温度达不到2000度。
古代人即使利用风箱、木炭等冶炼工具，也没有办法让铁的温度达到2000度左右，因为冶炼的技术还是有限的，特别是增加氧气含量。用燃烧木炭的方法才能使铁的温度达到1200度，这几乎是当时能够达到的最高工艺温度。
但是冶炼生铁的技术要求铁是处于液态的，可当时所能达到的1200度工艺温度却不能使纯铁变为液态，因为铁的熔点使1535度。但是古代人们利用聪明才智，在铁中溶入硫、磷、硅、锰等溶料特别是加入碳以后，可以使熔点降至1150度左右，只要选取了适当的器皿和工艺，就可以得到液态生铁。
从使用工具的料质角度进行历史分期，人类首先进入的是石器时代，当时人们只使用那些经过简单加工就能够应用的材料，如兽骨、石块和木头等。
除了少量的铁质陨石和小块天然黄金外，人们最早认识的金属是铜。很可能是人们无意中用含有铜矿物的石头搭建炉灶烧火，由于铜的熔点低，熔化后的铜金属留在灰烬中被人们发现。
这些新物质不同于石器，打磨后会发出诱人的光泽，而且可捶打成薄片和其他形状，适于做装饰品。后来人们又发现铜经过加工可制成切削工具，切割坚硬的物体时锋刃只会变形而不易破损，比石刀、石斧强很多。在古埃及与西亚两河流域，铜器开始得到大量使用。
但是，用纯铜制成的工具和武器不够锋利和牢固，不过人们很快发现，在冶炼铜矿石时混入一定量的锡，制成的青铜则远比纯铜硬得多。还是古埃及与西亚地区最早进入青铜时代。
由于铁的熔点为1150c，比铜高很多，木柴燃烧的温度很难使铁矿石熔化，直到在两河流域才首先出现冶炼生铁技术。
位于小亚细亚的赫梯人是第一个使用铁制武器的民族，他们征服了附近使用青铜武器的其他民族。与此同时，使用铁制武器的多利安人入侵希腊，打败使用青铜武器的原住民，把铁器传入欧洲。
中世纪时，欧洲冶金工匠采用一种能够获得较高温度的熔铁炉，熔融后的铁水灌入铸模，成为铸铁。
炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。
转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹。按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。
转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气体。金属料包括铁水、废钢、铁合金，非金属料包括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括氧气、氮气、氩气、二氧化碳等。
非金属料是在转炉炼钢过程中为了去除磷、硫等杂质，控制好过程温度而加入的材料。主要有造渣料（石灰、白云石），熔剂（萤石、氧化铁皮），冷却剂（铁矿石、石灰石、废钢），增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重油。
精炼是钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60～180分钟）。具有多种精炼功能，有补偿钢水温度降低的加热装置。
适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼。真空吹氧脱碳法、真空电弧加热脱气法、钢包精炼法、封闭式吹氩成分微调法等，均属此类。与此类似的还有氩氧脱碳法，不过现在不常用。
惰性气体的处理，向钢液中吹入惰性气体Ar，这种气体本身不参与冶金反应。从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”（气泡中h2、N2、co的分压接近于零），具有“气洗”作用。
炉外精炼法生产不锈钢的原理，就是应用不同的co分压下碳铬和温度之间的平衡关系。用惰性气体加氧进行精炼脱碳，可以降低碳氧反应中co分压，在较低温度的条件下，碳含量降低而铬不被氧化。
预合金化是向钢液加入一种或几种合金元素，使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化。多数情况下脱氧和合金化是同时进行的，加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧，转化为脱氧产物排出。
另一部则为钢水所吸收，起合金化作用。在脱氧操作未全部完成前，与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收所起到的合金化作用称为预合金化。
成分控制上，保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节，但重点是合金化时对合金元素成分的控制。
对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内。一般在不影响钢性能的前提下，按中、下限控制。
增硅是吹炼终点时，钢液中含硅量极低，为达到各钢号对硅含量的要求，必须以合金料形式加入一定量的硅。
它除了用作脱氧剂消耗部分外，还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算，不可超过吹炼钢种所允许的范围。
终点控制是氧气转炉炼钢。吹炼终点（吹氧结束）时使金属的化学成分和温度同时达到计划钢种出钢要求而进行的控制。终点控制有增碳法和拉碳法两种方法。
出钢是钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂，在出钢过程中加入钢包或出钢流中也叫脱氧合金化。
曾经在湖南长沙杨家山春秋晚期的墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”，通过金相检验，结果证明是钢制的。这是迄今为止最早的钢制实物。它说明从春秋晚期起就有炼钢生产了。
炼钢技术，炼钢安全生产的主要特点。铁水中含有c、S、p等杂质，影响铁的强度和脆性等，需要对铁水进行再冶炼，以去除上述杂质，并加入Si、mn等，调整其成分。对铁水进行重新冶炼以调整其成分的过程叫作炼钢。
炼钢的主要原料是含炭较高的铁水或生铁以及废钢铁。为了去除铁水中的杂质，还需要向铁水中加入氧化剂、脱氧剂和造渣材料，以及铁合金等材料，以调整钢的成分。
含炭较高的铁水或生铁加入炼钢炉以后，经过供氧吹炼、加矿石、脱炭等工序，将铁水中的杂质氧化除去，最后加入合金，进行合金化，便得到钢水。炼钢炉有平炉、转炉和电炉3种，平炉炼钢法因能耗高、作业环境差。
铁水及废钢中含有c、mn、Si、p、S等杂质，在低温融化过程中，c、Si、p、S被氧化，即使单质态的杂质变为化合态的杂质，以利于后期进一步去除杂质。
氧来源于炉料中的铁锈、氧化铁皮、加入的铁矿石以及空气中的氧和吹氧。各种杂质的氧化过程是在炉渣与钢液的界面之间进行的。
氧化过程是在高温下进行的脱炭、去磷、去气、去杂质反应。
脱氧、脱硫与出钢。氧化末期，钢中含有大量过剩的氧，通过向钢液中加入块状或粉状铁合金或多元素合金来去除钢液中过剩的氧，产生的有害气体co随炉气排出，产生的炉渣可进一步脱硫，即在最后的出钢过程中，渣、钢强烈混合冲洗，增加脱硫反应。
炉外精炼。从炼钢炉中冶炼出来的钢水含有少量的气体及杂质，一般是将钢水注入精炼包中，进行吹氩、脱气、钢包精炼等工序，得到较纯净的钢质。
浇铸是从炼钢炉或精炼炉中出来的纯净的钢水，当其温度合适、化学成分调整合适以后，即可出钢。钢水经过钢水包脱入钢锭模或连续铸钢机内，即得到钢锭或连铸坯。
浇注分为模铸和连铸两种方式。模铸又分为上铸法和下铸法两种。上铸法是将钢水从钢水包通过铸模的上口直接注入模内形成钢锭。下注法是将钢水包中的钢水浇人中注管、流钢砖，钢水从钢锭模的下口进人模内。
钢水在模内凝固即得到钢锭。钢锭经过脱保温帽送入轧钢厂的均热炉内加热，然后将钢锭模等运回炼钢厂进行整模工作。
连铸是将钢水从钢水包浇入中间包，然后再浇入洁净器中。钢液通过激冷后由拉坯机按一定速度拉出结晶器，经过二次冷却及强迫冷却，待全部冷却后，切割成一定尺寸的连铸坯，最后送往轧钢车间。
铁冶炼技术的发展是从冶炼生铁开始的，冶铁术大约发明于西周时期。
先炼生铁后炼钢，生铁是炼钢的原料。炼钢的出现是具有划时代意义的重大事件。此外，铜冶炼技术也是一项重大发明。
在古代冶金技术的发展过程中，风箱扮演着极为重要的角色。它是一种世界上最早的鼓风设备。
欧冶子是春秋时越人，是当时的冶金高手，更是历史上着名的铸剑师。《越绝书》中记载有“楚王见剑”的故事，让我们有幸看到“龙渊”剑的诞生过程。
楚王命令相剑家风胡子到越地去寻找欧冶子，叫他制造宝剑。于是欧冶子走遍江南名山大川，寻觅能够出铁英、寒泉和亮石的地方，只有这3样东西都具备了，才能铸制出利剑来。
最后，欧冶子来到了龙泉的秦溪山旁，发现在两棵千年松树下面有7口井，排列如北斗，明净如琉璃，冷澈入骨髓，实乃上等寒泉，就凿池储水，即成剑池。
欧冶子又在茨山下采得铁英即纯净的铁，拿来炼铁铸剑，就以这池里的水淬火，铸成剑坯。可是没有好的亮石，终是无法磨出宝剑。
欧冶子又爬山越水，千寻万觅，终于在秦溪山附近一个山岙里找到亮石坑。发觉坑里有丝丝寒气，阴森逼人，知道其中必有异物。于是焚香沐浴，素斋三日，然后跳入坑洞，取出来一块坚利的亮石，用这里的水慢慢磨制宝剑。
经两年之久，终于铸剑3把：第一把叫“龙渊”；第二把叫“泰阿”；第三把叫“工布”。
这些剑弯转起来，围在腰间，简直似腰带一般，若一松手，剑身即弹开，笔挺笔直。若向上空抛一方手帕，从宝剑锋口徐徐落下，手帕即分为二。这些宝剑之所以如此锋利，皆因取铁英炼铁铸剑，取这池水淬火，取这山石磨剑之故。
楚王见剑大喜，乃赐此宝地为“剑池湖”。后在唐代改叫“龙泉”，一直叫到今天。
楚王曾引泰阿之剑大破晋军。当时晋国出兵伐楚，围困楚都3年，为夺楚国镇国之宝“泰阿剑”。楚国都城将破之时，楚王亲自拔剑迎敌，突然剑气激射，飞沙走石，晋军旌旗仆地，全军覆没。
上述记载，虽然带有传说的成分，但春秋时期，冶金技术确实非常之高，达到了当时先进水平。
欧冶子为越王勾践铸造的宝剑，被埋在地下数千年，发掘出土后发现还光亮不锈，十分锋利。这些青铜兵器都经过很好的外镀处理，表明是最早发明金属外镀术的国家。