[中配]鋼鐵：從鐵到結構 - 瞭解過程

每年全球生產近20億噸鋼 中國是全球最大的生產國 獨自生產10億噸 但你知道這個產品是怎麼製作的嗎 在這個視頻中查看鋼鐵製造的所有步驟 從原材料到最終產品 當你握住一把不鏽鋼餐具 走過一座混凝土橋 或者只是打開冰箱的門時 很難想象那塊金屬在到達你手中之前 經歷了怎樣的一場馬拉松 鋼鐵無處不在於我們所建造的一切 來源於富含鐵的岩石 高溫和大量積累的知識的結合 鋼鐵有着悠久而迷人的歷史 始於數千年前 當時古代鐵匠發現 像鐵中添加碳可以產生更堅固 且更具柔韌性的金屬 最初生產是手工業數量有限 但是在19世紀 隨着工業革命的到來 出現了諸如1856年亨利·貝塞邁發明的 貝塞邁轉爐等重要創新 使得鐵快速而經濟的轉變爲鋼 不久之後 西門子馬丁爐等工藝 以及隨後在20世紀出現的基礎氧氣轉爐 進一步加快了鋼的生產 使其能夠大規模供應 變得更加普及 鋼是一種金屬合金 主要由鐵和碳組成 但也可以包含其他元素 如錳、硅、硫、鈴、鎳、鍔、鍋斧、紋等 以賦予鋼材特定的性能 例如耐腐蝕性和淬火能力 鋼鐵的製造始於鐵礦 地球上最著名的礦牀位於一些地區 如巴西北部的卡拉加斯 澳大利亞沙漠中的皮爾巴拉 以及北美的五大湖區 在這個第一階段 高達幾十米的挖掘機 拔出含有赤鐵礦或磁鐵礦的紅色岩石塊 卡車將貨物運輸到破碎機 那裏把一切都粉碎成小石子 接下來震動篩將細料與粗料分開 而巨型磁鐵則去除無鐵雜質 目標是集中金屬含量 以使鋼鐵廠認爲在經濟上可行 下一步稱爲制球 礦石粉與水和一種天然粘合劑混合 形成大小如玻璃彈珠的小球 經過旋轉爐的乾燥 這些球團獲得了足夠的硬度可以承受運輸 它們裝上火車、船隻最終到達工廠 與此同時另一種基本成分也經歷着自己的轉變 礦煤變成焦炭了 爲此煤炭在沒有氧氣的爐子中加熱約20小時 該過程去除了揮發性氣體 留下了多孔的固體 富含碳非常適合在高爐內產生強烈的熱量 我們來到了冶金的第一個紀念碑 高爐一個可以超過25米高的圓柱 外面覆蓋着耐火磚 在上方工人們每隔幾分鐘就會聽到交替的焦炭 在底部,鼓風機將預先加熱的空氣注入陶瓷磚的再生器中 裏面溫度輕易超過1500攝氏度 焦炭與空氣中的氧氣反應形成一氧化碳向上升至爐子的頂部 在這個過程中 這種氣體奪走了氧化鐵中的氧 留下了液態鐵和二氧化碳 現在叫做生鐵的金屬下沉 積聚在熔爐的最低處 而石灰石和雜質的混合物則形成一種漂浮在上面的爐渣 定期,技術人員會在耐火牆上開一個孔 看着明亮的鐵水流入溝槽 然後進入火箭灌車 這些車廂是真正的熱水瓶 採用特殊磚塊隔熱 能夠在運送過程中保持金屬處於液態 直到到達第二個關鍵設備 基本氧氣轉爐,簡稱LD 在一個外部是鋼殼 內部是磚器的外殼中 鐵水通過一個叫做噴槍的管子接受噴入的純氧 在不到20分鐘的時間裏 反映將金屬中的碳含量從大約4%減少到接近0.1% 將鐵水轉變爲鋼 與此同時新的爐渣形成吸收硫磷和其他不需要的物質 然而在鋼鐵廠中還有一條越來越受歡迎的替代路線來生產鋼 在這裏主要的原材料是金屬廢料 拆除建築的梁 壓縮的罐子和廢棄的汽車發動機 這些材料經過磁鐵粉碎機和去油設備處理 石墨電極降落在廢料堆上 產生的電弧亮得像閃電 溫度超過1700攝氏度 幾分鐘內就能融化一切 這種生產方式不需要焦炭或石灰石 並且幾乎可以回收社會上生產的每一種鋼鐵廢料 無論是鋼從氧氣轉爐出來的鋼 還是電爐中的鋼 都將進入所謂的二次精煉 在封閉的鍋爐罐內 一個真空系統去除溶解的氫和氮 同時借氣噴射用於均勻溫度 精確添加錳、錳、鎳或鋰可定義特定的屬性 有些鋼材需要抵禦惡劣天氣 有些則必須承受極端高溫 或者恰恰相反 適用於低溫儲罐 最終的成分符合國際標準 確保產品以可預見的特性到達買家 液態部分完成後 接下來就是固化金屬的時刻 全球主流的方法是連續鑄造 鋼水沿着一個冷卻的銅膜流出 鋼珠噴嘴後不久便形成了堅固的外殼 經過重鉑輪的壓制 弓箭變成板材方坯或矩形塊的形狀 液壓簡準確切割的長度 而內部仍然是紅橙色的 這是一個令人着迷的表演 幾十噸的熾熱塊像香皂條一樣滑動 冒着白色的蒸汽煙 在下一階段 這些仍然很熱的板材進入熱炸成型 一組鉛筒壓縮材料 使其延長並變薄 每次通過都會稍微減薄厚度 水噴射控制溫度以避免表面燒焦 最後板材變成捲成卷的長條 建築用的鋼筋或形材 通過成型鋼材可以進行熱處理 淬火後再回火可以硬化工具部件 爲了對抗鐵的最大敵人 鏽時出現了各種塗層 熱鏡鍍鋅將板材進入液態心中 工業塗裝施加還氧或聚酯塗層 在食品中 薄薄的錫層可以保持罐頭不受污染 在汽車行業 完整的電鍍生產線在最終噴漆之前形成一層保護膜 物料釋放後通過全球物流進行運輸 卷材在專用船隻上運輸 防止海鹽侵蝕 鋼筋通過火車運送到分配廠 這就是今天的視頻 別忘了點贊並訂閱頻道