生铁。人们常说的“铁”分“生铁”和“熟铁”两种,包括“钢”在内,都是以铁(fe)和碳(c)两种元素为主的一种合金。人们通常把含碳量在0.05%以下的叫熟铁,0.05%到2.0%的叫钢,2.0%到6.67%的叫生铁。
人类早期炼得的熟铁通常叫块炼铁,它是铁矿石在八百到一千摄氏度左右的条件下,用木炭直接还原得到的。出炉产品是一种含有大量非金属夹杂的海绵状固体块。生铁的冶炼温度是一千一百五十到一千三百摄氏度,出炉产品呈液态,可以连续生产,可以浇铸成型,非金属夹杂比较少,质地比较硬,冶炼和成形率比较高。由块炼铁到生铁是炼铁技术史上的一次飞跃。欧洲在公元前1000年前后就发明出来块炼铁了,而我国冶铁术大约发明于西周时期,比欧洲要晚。但是,在生铁的发明上,我国后来居上,远远超过了欧洲国家。
现在人民根据地的炼钢技术因为大量购买西欧冶炼技术和大量引进西欧科技人才,基本达到了欧美国家同等水平,加上公元1853年人民攀枝花钢铁厂改进容炉设备,采用转炉炼钢法后,生产出来的钢铁质量已略优于欧美国家了。
何方收集出来的有关炼钢方面的资料,林逸看了一个晚上,从炼钢的历史及其方法上都有了一个大概的了解,但钢铁厂现实中到底是怎么炼的呢?他还得去实地看看。
两天之后,在周炳坤与南宁市市长潘文华的陪同下,林逸走进‘南方重工’的下属企业南宁钢铁厂,进行实地考察。
果然!恰如林逸在火车上灵光乍现所猜测的那样,根据地的钢铁厂所采用的冶炼燃料居然还是木炭与工业用煤。“难怪会如此消耗能源了!难怪总是生产不出好质量的钢材来了!”林逸进到冶炼车间看过工人师父们的炼钢过程后感慨。
“怎么不用焦煤呢?历史上欧洲十八世纪,中国十四世纪就出现用焦煤冶炼了的啊!”他好生疑惑。
冶炼所用之燃料在冶金生产中占有特殊的地位。它既是一种发热剂,也是一种还原剂;既要为冶炼过程创造必要的高温,也直接参与冶金的物理化学过程。因此,冶金燃料就需讲究了,冶炼燃料的好坏直接关系到炼出钢材质量的好坏。
开始人们最早使用的冶金燃料是木炭。木炭易得,气孔度比较大,使料柱具有良好的透气性,其所含硫、磷等有害杂质比较低。由于木炭资资源有限,其燃烧温度较低,而且火力持续时间短,不易掌握火侯,因此,直接影响到冶炼水平,至使钢铁质量得不到保证。后来,人们在生产实践中,用煤代替了木炭,煤的燃烧温度较高,而且燃烧持续时间比木炭长,但煤在炉内受热后容易破碎,影响到炉料的透气性,而且煤中硫的成份含量高,直接影响到生铁的质量。现在根据地冶炼的燃料主要就是工业用煤。
依后世的冶炼经验,最适合冶炼的燃料应是焦煤。煤经过干馏(即隔开明火加热),去掉挥发性成份后,形成焦煤,其气孔增多,外形类似于木炭,火力却优于煤,而且能避免木炭和煤的毛病,冶炼出来的钢铁质量明显提高。
中国早在宋代就已使用焦炭来炼铁了,但有史籍记载的炼焦和用焦的最早记载见于明末方以智写的《物理小识》,他指出:煤各处都有,“臭者烧熔而闭之成石,再凿而入炉曰礁(即焦炭),可五日不绝火,煎矿煮石,殊为省力”。这里所说有臭味的煤,是指含挥发物较多的炼焦煤,把这种煤密封起来烧熔,就成为坚硬的焦炭,用来冶炼矿石,效果很好。而欧洲一直到十八世纪初期,才由英国人达比发明炼焦,比中国晚了约一个世纪。既然如此,为什么钢铁厂不用焦煤炼钢呢?
林逸准备对此事探个究竟!
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