从普通炒饭锅到家电、喷气发动机、火箭天空。我们的生活充满了金属材料。
有些可以永不生锈,有些金属能够记得自己原来的样子,有的能够制造超高速铁路,有的能够建造直入云霄屹立百年的宏伟建筑,有的加热后很软冷却后却很硬。你是否想过,这些金属是从哪来的?它们是如何塑造了我们的世界,又对我们的生活产生了怎样的影响?今天教授就带你看看,一块普通的铁矿石是如何变成超级钢的。
追根溯源,要从最初铁矿石开采的地方说起。铁矿石的品位代表矿石的含铁量,越硬越沉,还泛着金属光泽的铁矿石则代表着含铁量高。大部分矿石在冶炼之前都要进行预先处理,第一步必须把矿石打碎,之后再进行筛分,直到筛到两毫米以下。不过到了这一头,仅仅也只是开了个头,因为这些粉末还不够细,还需要进一步磨细成粉状。磨好的矿,要运用磁选的方法,把里面的磁铁矿的矿物选择出来。经过水的冲刷,含铁量高的矿粉被磁铁留了下来。等干燥之后就得到了铁精矿粉。
铁精矿粉和煤一起经过一千度的烧制,就能得到氧化还原铁。这个过程中,煤既是一个燃料,也是一个还原剂。既提供还原需要的热量,也是用煤里面的碳,把铁的氧化物还原到金属铁。在这之后还要换个地方烧啊烧啊烧,才能得到铁。不过这时候的铁,又脆又硬,要脱掉里面的碳才是钢。
铁和钢到底有什么区别呢?
铁和普通的钢最主要的区别就在于含碳量的多少,含碳量高于2%的就是生铁,低于2%高于0.03%的就是钢。而降低碳含量最简单的方法,就是向融化的铁水里吹氧气,这样发生化学反应后,铁里的碳就能变成二氧化碳分离出来。
钢结实耐用,拥有很强的抗冲击能力。但是品种繁多,性能各有不同。在汽车制造领域,钢的强度越高,越有可能在碰撞发生的时候保护里面的人免遭横祸。为了提高钢的强度,实验室的科研人员在无数次实验中逐渐找到了规律,研制出了超级钢。
在大型炼钢厂里,所谓的超级钢是如何炼制出来的呢?
为了节省能源,现代化的炼钢厂,都会使用连铸技术,在钢水炼制完成后,不等它冷却就直接铸造成钢坯,钢坯继续加热到下一步轧制环节。
在专家和工厂技术人员的努力下,当年的超级钢已经变成了如今的普通钢。而如今的超级钢拥有更高的硬度更强的韧性和更容易加工的可塑性。超级钢并不是一成不变的概念。在炼钢的领域里,只有更强没有最强。
走近科学
《百炼超级钢》
播出时间:
9月11日 15:04
监制/张广义 主编/刘铭 黄丽君
编辑/田楚韵 崔龙丫 刘婧怡(实习)
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