科普：3D动画演示，铁是怎么炼成钢的！

发布时间：2025-10-19 11:22:06  浏览量：1

炼钢。

铁是怎么炼成钢的？我一直以为是把铁扔进高炉里烧就行了，直到看了炼钢的全流程才发现是我想的太简单。

这是一堆汽车零件和工业边角料的废铁，流程的第一道工序并非人工分拣，而是由巨大的电磁起重机执行，能够精准地吸引所有铁磁性金属如铁、钢，而将混杂其中的非铁金属如铜、铝以及塑料、橡胶等杂质完美分离。

被吸起的废钢并未被粗暴地丢入熔炉，它们被转移至在轨道上运行的自动化装料车中。这些车辆不仅仅是运输工具，也是计量单位，系统会根据每座熔炉的容量精确计算所需废钢的重量。

下面是熔炉的控制中心，废钢被投入的中频无芯感应熔炼炉，它的炉体外围缠绕着粗大的通有冷却水的铜管线圈。当兆瓦级的交流电通过这些线圈时，根据法拉第电磁感应定律，炉内会产生一个急剧交变的强大磁场，这个磁场穿透废钢在金属内部感应出涡流。

由于金属本身存在电阻，涡流在其中流动时会产生热量，足以在短时间内将成吨的钢铁从固态加热至1700摄氏度以上，熔化成液态钢水。注意，重点来了，仅仅把废钢熔化得到的只是一锅成分复杂、杂质含量高的铁水，还远不能称之为钢，真正的炼金术现在才刚刚开始。

熔化完成后，炉体倾斜，火龙般的金属液被注入一个巨大的钢包中。钢包被运送至钢包精炼炉的工位下，三根巨大的石墨电极缓缓降下，插入钢包上方的渣层，通过电弧加热为钢水持续提供热量，这里才是真正的炼钢核心。

在这个阶段，工程师将通过以下精密步骤将这锅铁水调制成合格的钢水。

·首先，从钢包中取出样进行光谱分析，得到钢水中碳、锰、镍、铬等所有元素的精确含量。

·接着可能有下面的添加物被加入，脱氧剂如硅铁、锰铁、铝，去除钢水中有害的氧。增碳剂如石墨，提高钢的硬度和强度，防止成品产生气泡和裂纹。

·根据最终产品如螺纹钢、H型钢的牌号要求，精确计算并加入所需的合金元素如锰、镍、铬等，以调整钢材的强度、韧性、耐磨性。

精炼完成的钢包被运送到连铸机上方，钢水通过一个被称为中间包的容器稳定地流入一个下方开口，并由强力水流冷却的铜制结晶器中，钢水接触到冰冷的结器壁，外层迅速凝固形成一层薄薄的坯壳。随后这条内部仍是液态的钢面条被牵引辊不断地拉出，在过程中通过持续喷水使其由外向内完全凝固，最终形成长条形的钢坯。

从连铸机出来的钢坯通体火红，温度依然保持在900-1200摄氏度，在这个温度区间钢铁处于奥氏体状态，具有极佳的塑性。这些火红的钢坯被送入由多组轧辊组成的热轧机组，在巨大的压力下被反复挤压、延展，最终被精确塑造成螺纹钢、工字钢等需要的最终形态。

热轧不仅改变形状，在高温下的反复塑性变形会使钢材内部的晶粒得到细化压实，消除铸造时产生的内部缺陷，让钢材的机械性能得到加强。完成轧制的钢材在长长的冷却床上传送，其温度逐渐下降，最终恢复金属本色。