◎文圖 王紫色
中國科學技術館之鋼鐵是怎樣煉成的?
◎文圖 王紫色
喜歡看好萊塢大片的小朋友,是不是曾多次夢想能像鋼鐵俠一樣,穿上賦予自己強大力量的紅金色鋼鐵衣去保護世界?除了在科幻電影中的卓越表現,鋼鐵材料在我們的日常生活中也扮演著極其重要的角色??纯次覀兊闹車?,大到鐵路、摩天大樓、立交橋等基礎設施,小到桌椅板凳、鍋碗瓢盆等日常用品,鋼鐵可謂無處不在,為人類的生活提供著無盡的便利。
電影《鋼鐵俠》(左)和《變形金剛》劇照(右)
“鳥巢”鋼結構
究竟什么是鋼鐵?嚴格說來,鋼和鐵雖然都是以鐵和碳為主要元素組成的合金,但卻是不同的材料,實際上鋼鐵材料分為生鐵、鑄鐵和鋼3種,它們之間的主要區別在于組成中的碳元素含量不同。而人們日常所說的鋼鐵,是對鋼和生鐵的總稱。
鋼鐵是從哪里來的呢?小朋友們都看過神話故事《西游記》,一定對太上老君八卦爐火燒孫悟空的情景記憶猶新?!傲∩窕馉t中煉,煉得渾身硬似鋼”,其實鋼鐵和孫悟空“火眼金睛、刀槍不入”的本領一樣,都是在熊熊大火中煉就的。
中國科技館“探索與發現”A廳有一件名為“鋼鐵是怎樣煉成的”展品,展墻上鑲嵌著兩個高大的深藍色半立體火爐模型,爐內LED屏中火焰熊熊燃燒,鐵礦石、焦炭等卡通角色在熾熱的火焰中紛紛登場,以故事的形式向我們講述鋼鐵冶煉的具體過程。
位于北京石景山區的工業遺產—北京首鋼集團三號高爐
中國科技館“探索與發現”A廳展品“鋼鐵是怎樣煉成的”
既然鋼和鐵不同,那么“煉鋼”和“煉鐵”也是有所區別的。煉鐵,是采用一定的工藝將金屬鐵從鐵礦石中提煉出來,這個過程采用高爐(左圖中的左側爐),生產的產品叫生鐵,即通常人們所說的鐵。煉鋼則是按照一定工藝,以生鐵為原料,嚴格調節和控制成分進行熔煉,這個過程一般采用轉爐(左圖中的右側爐),這樣會得到不同性能的鋼材,來滿足人們的各種鋼鐵需求,比如不銹鋼、耐磨鋼等。
我國早在春秋戰國時期就開始使用鐵器,那時的人們使用鐵鋤、鐵斧等作為農具。后來,鐵在農具、手工工具、兵器上大規模應用,堅硬、鋒利的鐵器大大提高了生產效率,冶鐵業迅速發展。然而,古人由于技術和工藝水平的限制,冶煉的鐵里面有很多夾雜質。我們常??吹诫娪爸械拇蜩F匠,通身烏黑、滿頭大汗,一邊在爐火中將鐵器燒得通紅,一邊用重錘反復鍛打,其實這樣做既可以使鐵器制成想要的形狀,又能使夾雜物減少、變細小或均勻,大大提高了質量??脊懦鐾恋暮芏鄬殑驅毜毒褪沁@樣制成的,而很多成語如“百煉成鋼”“千錘百煉”也便由此而來。