第四十七章 钢铁时代要到来了(2 / 2)

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。

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