钢铁制造过程-钢铁是如何制造的？
钢铁制造业是对全球经济有重大影响的关键行业。自19世纪中期以来，钢铁已成为全球最依赖的材料之一，服务于无数的制造业和建筑市场。据世界钢铁协会在美国，全球钢铁生产支撑或促进了全球2.9万亿美元的经济活动，使其成为支撑全球数百万就业岗位的关键材料。
钢铁可能看起来不像是一种与先进技术有关的商品，但它的制造过程已经取得了长足的进步。在这篇关于钢铁制造过程的指南中，我们将探索钢铁的历史，并将其与现代应用中钢铁的制造和使用方式进行比较。
钢铁生产的历史
钢铁是铁器时代的发现，那个时代开始于公元前1200年左右．铁矿石首先在中亚和欧洲开采，当时的人类用铁制造工具和武器，这种做法被称为黑色冶金。铁制品在这一时期得到了发展，从铁匠生产锻铁制品开始。这些商人学会了加热铁矿石，并使用铁锤和铁砧的工艺，铁匠将杂质从金属中去除，生产出耐用和可锻的最终铁产品。
铁还有其他几种形式在最终到达今天被认为是钢铁的地方之前。在中国，铁器时代的冶金学家在大型熔炉中加热铁，有效地将铁熔化成液体并与木材燃料混合。熔化的液体将被倒入模具中，然后让模具变硬，最终从模具中形成烹饪工具和其他物体的形状。这种被称为铸铁的工艺生产出比熟铁更耐用的产品，但它易碎，难以成形和弯曲。
在铸铁之后，中欧的铁匠开始在铸铁产品上涂上木炭，以提高铁的强度，同时保持其灵活性。后来，铁经历了最后的迭代，最类似于今天的钢材料。在印度，炼铁工人发明了一种铁与碳的完美比例结合的冶铁工艺。铁工们使用坩埚或粘土容器，在高温熔炉中将铁和木炭混合在一起。在烹饪时，铁会融化并吸收木炭中的碳原子。冷却后，坩埚里含有我们现在所知的钢——一种铁碳合金。
在发现铁碳合金之后，各种文明开始扩大其钢铁生产实践，使其能够制造改进的武器、工具和结构。自铁器时代以来，人类一直在寻求完善钢铁制造工艺，不仅要大量生产，而且要更有效地生产。钢铁产量的不断提高是今天钢铁成为如此重要的全球商品的原因。
今天的钢铁是如何生产的?
现代钢铁生产工艺开始于1856年在一个被称为贝塞默过程的过程中。这在很大程度上被认为是第一种大规模生产钢材的工艺。根据历史学家的说法，两个不同的发明家，一个在英国，一个在匹兹堡，都同时开发了一种钢铁生产工艺，通过使用鼓风除去铁的杂质。
随着这一发现，其他钢铁生产商开始完善这一工艺，最终发现了一种方法，即使用空气喷砂技术来帮助保存碳含量，同时完全消除杂质。最后，这一过程演变成了一种高成本效益的大规模生产高质量钢材的方式，我们今天仍在使用。
现在的钢铁一般有两种生产方式:
- 高炉:高炉工艺，也被称为基本氧气工艺(BOP)，将原铁矿石和少量的废钢金属结合到一个熔炉中。然后，将纯氧吹入炉膛，提高炉温。在这个温度下，废铁不仅会熔化成液体，铁的杂质也会被氧化，完全蒸发掉。此外，高温使含碳量降低到理想的比例，从而产生钢液。
- 电弧炉:在电弧炉（EAF）法中，电极产生的大电流电弧将大量钢屑熔化成液体。当废钢熔化时，技术人员加入其他铁合金，直到金属液达到所需的钢与其他合金的比例，如形成不锈钢的铬和镍。为了净化钢铁，熔炉在氧气中鼓风，加入石灰和萤石。这些物质与钢的杂质结合，变成炉渣。熔渣然后漂浮到钢水的顶部，在那里被除去，留下纯钢。
电弧炉法是当今最常见的钢铁生产方法。现代电弧炉炼钢炉生产150吨钢材一次融化大约需要90分钟。
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布莱恩·里德是Summit Steel&Manufacturing Inc.负责销售和业务开发的副总裁。