钢铁经过多少次炼冶

Ⅰ “百炼成钢”的原理是什么

人说，挫折和失败是一座学校，只有经历了风雨，才能见到彩虹。古往今来多少名人少年曾受非人折磨、遇艰难险阻，然而最终在困境中起飞，翱翔长空，有了自己的一片天空。

“百炼成钢”语出三国魏·陈琳《武军赋》：“铠则东胡阙巩，百炼精刚。”五代·王定保《唐摭言·知己》：“萧若百炼之钢，不可屈抑。”比喻经过多次的磨炼锻炼，依旧不屈不挠的优秀人物。

其实，百炼成钢这句成语是来自我国古代的一项独特的炼钢工艺。

我国在春秋时就有了炼钢生产，而最初的钢都是海绵铁。炼钢时，把海绵铁放入炉内，让它在受热中渗碳。到一定温度后拿出来锻打，这就是最早炼成的钢。后来人们在冶炼中发现，反复加热锻打的次数越多，钢件越硬。于是工匠便把反复加热锻打的一定次数定为正式工序，这成为百炼钢工艺中的重要步骤，并作为一种国家的工艺固定下来了。这就是百炼成钢工艺的起源。现代冶金分析证明，经反复地加热锻打，会使钢件的组织致密，成分均匀，夹杂物减少并细化，从而显著地提高钢制品的质量。

秦与西汉时期，用生铁炒钢（包括炒熟铁）的新技术出现，工匠们把百炼工艺改为用炒钢或熟铁作为原料，使百炼成钢技术得到进一步发展。

炒钢，就是把生铁加热到熔化或基本熔化阶段，在熔池中加以搅拌，借助于空气中的氧把生铁中所含的碳氧化掉。而炒钢与炒熟铁实质是一回事，熟铁就是含碳极低的炒钢。熟铁、炒钢的成分均匀，其内含的夹杂物均较细小。

根据有关学者的考证和对河北省满城西汉中山靖王刘胜墓中出土的钢剑和错金书刀的分析，这些刀剑均是用碳钢制成的，而质量大大超过了战国时期的钢制品，含碳不均的现象明显减少。这都是反复加热锻打的结果。

东汉时，百炼钢工艺已趋成熟。古代的“涑”字通“炼（A）”、“A”，在古兵器铭文中常见，在《说文解字》中释其义为“冶金”。“百炼”、“百辟”过去曾被认为泛指反复锻打。但有九炼、三十炼、五十炼、七十炼、百炼共存的事实，说明这些具体数字有其特定的含义。据冶金史专家研究，炼数应是代表了一定的工艺并表明产品的质量。从三十炼钢刀和五十炼钢剑的检验结果推测，炼数可能就是指叠打后的层数。在锻制刀剑时，以炒钢为原料，可以用同一种钢料反复折叠锻打，也可以用数层成分略异的原料叠打，然后加热折叠再锻，反复多次，最后制成百炼钢刀剑。从新中国成立后出土的文物中已得到证实：

年山东临沂地区苍山汉墓出土了一把环首钢刀，刀身刻有“永初六年五月丙午造州涑大刀，吉羊（祥）宜子孙”，可知是“三十炼”工艺制成，北京钢院的专家对这把刀进行检测，证实其含碳量为0.6%～0.7%，是用块炼铁做原料，加温后反复折叠锻打而成。

年，江苏徐州铜山县驼龙山汉墓出土一把钢剑，长109厘米，剑身长88.5厘米，宽1.1～3.1厘米，脊厚0.3～0.8厘米。剑把正面有错金铭文：“建初二年（公元77年）蜀郡西工官王惜造五十涑（炼）△△孙剑△。”铭文说明此剑是用“五十炼”工艺制成的。

年，日本奈良县栎本东大寺山古墓，出土了一把中国东汉中平年间制造的大钢刀，上有铭文“中平△年5月丙午，制造支刀，百炼清刚（钢），上应星宿，下辟不祥”。可知此刀为“百炼”工艺制成。

百炼技术在三国时广为运用。曹操下令工匠为他铸造五把宝刀。工匠经三年完成，其中两把自己留下，余者三把分给三子。

五把刀用三年才完成，可见工艺之复杂。继曹操铸后，儿子曹丕于公元219年也曾命国家级的冶炼家，挑选最精良的金属为其造兵器。结果炼成三把宝剑、三把宝刀、两把匕首和一把露陌刀。这些兵器都是用百炼工艺制成。为此，曹丕为五种兵器分别起了名字。

同时期，蜀汉、孙吴的百炼技术也很高。刘备让蒲元造了500把宝刀，上刻“七十二炼”，也就是说500把刀也是经过近百次的反复锻打才铸成的。

魏晋南北朝是百炼钢的鼎盛时期，此后，由于其他炼钢方法的出现，百炼钢被逐渐取代。而在一些民族地区，从宋代以来，大多用百炼或数十炼的钢制刀。南宋初年，著名学者曾敏行在《独醒杂志》中谈道：

“我住在湖南时，常常看见瑶族人到寺庙里去拜神。他们瑶族男人每人都有佩剑。这些剑是黄色的钢铸造的，也只有蛮族部落的人才会造这种剑。瑶人有个奇特的风俗，每当有人家生了儿子，所有来看孩子的亲戚朋友，都必须带上一块铁，扔到这家盛有水的木盆里去。孩子长大成人后，在他的婚礼宴会上，再把这些赏铁的朋友们请来，并拿出木盆里的铁反复炼上一百次，成了最优质的钢。用这种钢打的剑，一点杂质没有。这样，最初获得铁块的孩子，长大后便有了一把锋利无比的剑。这剑一挥，就能把树拦腰斩断。有人曾经访问过那里的老铁匠，他们说造这种剑的钢为‘到钢’，也就是要炼到一定程度的钢。”

对于百炼钢的记载，古文献中最详细的是沈括的《梦溪笔谈》，其中有：“予出使至磁州锻坊，欢炼铁，方识其钢。凡铁之有钢者，如面中有筋，濯尽柔面，则面筋及见，炼钢亦然。但取精铁锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也，虽百炼不轻矣。此乃铁之精纯者，其色清明，磨宝之，则黯然青且黑，与常铁迥异。”

我国古代的钢铁冶炼技术在世界上是遥遥领先的，据有关出土文物证明我国的炼铁炼钢要比欧洲早1000多年。

早期的炼铁是将铁矿石和木炭一层夹一层地放在炼炉中，在650℃～1000℃焙烧，利用木炭的不完全燃烧产生的一氧化碳使铁矿石中的氧化铁还原成铁。由于炼炉中温度偏低，不能使熔点为1535℃的铁熔化，所以到液态的铁。人们等炼铁成功后冷却炼炉，取出铁块，这种炼铁方法叫块炼铁。用这种方法炼得铁质地疏松，还夹杂着许多来臬矿石的氧化物。在实践中人们发现如果把这种铁，加热到一定温度下再反复锻打，就可把夹杂的氧化物挤出去，此时铁的机械性能就得到了改善。

在反复锻打铁块的基础上，古人有了块炼铁渗碳成钢的经验，这种材料就是最早的钢。它是为改变块炼铁的性能而要用木炭作燃料，加热块炼铁并打，这样少量的碳会从铁的表面渗进去。西汉时，为提高块炼铁渗碳钢的质量，人们逐渐增加了锻打的次数，由10次、30次、50次增至近百次从而得到所谓的“百炼钢”。由此也产生了“百炼成钢”这一成语，它用来比喻久经锻炼，变得非常坚强，成为优秀人物。

孙悟空一双火眼金睛也需要在太上老君的炼丹炉中历尽七七四十九天，也算得“百炼”了。可见，要成“钢”，大概真的需要如一把钢刀、一把钢铲一样，经历“百炼”的。

Ⅱ 有句话说“千锤百炼始成钢”，生铁是如何“百炼”成钢的

早在春秋时代，就出现了用生铁做成的器具。生铁含碳量高，质地脆，容易断裂。在长期的冶炼实践中，人们发现，由生铁可以冶炼出质地坚硬的钢，于是出现了各种生铁炼钢的方法，主要有生铁脱碳法、炒钢法和灌钢法。这几种办法，其实是减少生铁中的碳元素含量的冶炼方法。

和生铁脱碳法一样，炒钢法也是通过减少生铁中的碳元素含量来炼钢的。在冶炼时，工人不停地搅拌原料，就像厨师炒菜一样，所以称为“炒钢法”。灌钢也是古代的主要钢铁品种之一，它含碳量较高，主要用来制作刀、剑、镰等兵器或生产工具的锋刃部。

这里的“灌”是灌炼的意思，也就是以生铁和熟铁为原料，把它们加热到生铁的熔点以上，熔合炼出钢。我国古代关于灌钢的最早记载是在东汉晚期。南北朝时，灌钢技术在全国各地得到了推广。无论是生铁脱碳法、炒钢法还是灌钢法，都是把生铁冶炼成钢的精良技术。

Ⅲ 钢铁是怎么样练成的

把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。 炼钢过程加料
加料：向电炉或转炉内加入铁水或废钢等原材料的操作，是炼钢操作的第一步。
造渣

造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过 钢铁高炉渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，能够向金属液面中传递足够的氧，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。
出渣

出渣：电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷等。
熔池搅拌

熔池搅拌：向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。
脱磷

减少钢液中含磷量的化学反应。磷是钢中有害杂质之一。含磷较多的钢,在室温或更低的温度下使用时,容易脆裂，称为“冷脆”。钢中含碳越高，磷引起的脆性越严重。一般普通钢中规定含磷量不超过 0.045%，优质钢要求含磷更少。生铁中的磷，主要来自铁矿石中的磷酸盐。氧化磷和氧化铁的热力学稳定性相近。在高炉的还原条件下，炉料中的磷几乎全部被还原并溶入铁水。如选矿不能除去磷的化合物，脱磷就只能在（高）炉外或碱性炼钢炉中进行。
铁中脱磷问题的认识和解决，在钢铁生产发展史上具有特殊的重要意义。钢的大规模工业生产开始于1856年贝塞麦(H.Bessemer)发明的酸性转炉炼钢法。但酸性转炉炼钢不能脱磷；而含磷低的铁矿石又很少，严重地阻碍了钢生产的发展。1879年托马斯(S.Thomas)发明了能处理高磷铁水的碱性转炉炼钢法，碱性炉渣的脱磷原理接着被推广到平炉炼钢中去，使大量含磷铁矿石得以用于生产钢铁，对现代钢铁工业的发展作出了重大的贡献。
碱性渣的脱磷作用 脱磷反应是在炉渣与含磷铁水的界面上进行的。钢液中的磷 【P】和氧 【O】结合成气态P2O5的反应
电炉底吹

电炉底吹：通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、脱硫操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，降低成本，提高生产率。
熔化期

熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉 钢花伴我炼钢忙料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温，并造好熔化期的炉渣。
氧化期

氧化期和脱碳期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期，通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度，要求脱碳量大于0.2%左右。随着炉外精炼技术的发展，电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。
精炼期

精炼期：炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物，经化学反应选入气相或排、浮入渣中，使之从钢液中排除的工艺操作期。 连铸机出坯
还原期

还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。
炉外精炼

炉外精炼：将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量， 炼钢车间缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多，大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同，又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。
钢液搅拌

钢液搅拌：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化，并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应，反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节。钢液在静止状态下，其冶金反应速度很慢，如电炉中静止的钢液脱硫需30～60分钟；而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需3～5分钟。钢液在静止状态下，夹杂物上浮除去，排除速度较慢；搅拌钢液时，夹杂物的除去速度按指数规律递增，并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关。
钢包喂丝

钢包喂丝：通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂，如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能。
钢包处理

钢包处理：钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短（约10～30分钟）， 转炉炼钢精炼任务单一，没有补偿钢水温度降低的加热装置，工艺操作简单，设备投资少。它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法（RH、DH），钢包真空吹氩法（Gazid），钢包喷粉处理法（IJ、TN、SL）等均属此类。
钢包精炼

钢包精炼：钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60～180分钟），具有多种精炼功能，有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼。真空吹氧脱碳法（VOD）、真空电弧加热脱气法（VAD）、钢包精炼法（ASEA-SKF）、封闭式吹氩成分微调法（CAS）等，均属此类；与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD）。
气体处理

惰性气体处理：向钢液中吹入惰性气体Ar，这种气体本身不参与冶金反应，但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”（气泡中H2、N2、CO的分压接近于零），具有“气洗”作用。炉外精炼法生产不锈钢的原理，就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系。用惰性气体加氧进行精炼脱碳，可以降低碳氧反应中CO分压，在较低温度的条件下，碳含量降低而铬不被氧化。
预合金化

预合金化：向钢液加入一种或几种合金元素，使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化。多数情况下脱氧和合金化是同时进行的，加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧，转化为脱氧产物排出；另一部则为钢水所吸收，起合金化作用。在脱氧操作未全部完成前，与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收所起到的合金化作用称为预合金化。
成分控制

成分控制：保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节，但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内；一般在不影响钢性能的前提下，按中、下限控制。
增硅

增硅：吹炼终点时，钢液中含硅量极低。为达到各钢号对硅含量的要求，必须以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脱氧剂消耗部分外，还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算，不可超过吹炼钢种所允许的范围。
终点控制

终点控制：氧气转炉炼钢吹炼终点（吹氧结束）时使金属的化学成分和温度同时达到计划钢种出钢要求而进行的控制。终点控制有增碳法和拉碳法两种方法。
出钢

出钢：钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂在出钢过程中加入钢包或出钢流中也叫脱氧合金化。

Ⅳ 铁是怎么炼成钢的

把炼钢用生铁放入炼钢炉内熔炼，再把钢液浇铸成型，冷却后即得到钢锭或连铸或直接铸成各种铸钢件等。

从铁矿石（就是赤铁矿、菱铁矿、磁铁矿等）提炼出来的是含碳2%～4.3%的生铁，尔后要在高温下用氧化剂将过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去，一般是用氧气顶吹转炉炼钢（吹氧法），使其转变为含碳0.03%～2%的钢。

且在炼钢过程中添加硅、锰、铝等合金作为脱氧剂，以调整钢水的成分制成符合规格的钢材。同时可添加一些必要的元素使其成为各种优良性能的合金。

钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。

炼钢过程成分控制：

保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节，但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内；一般在不影响钢性能的前提下，按中、下限控制。

吹炼终点时，钢液中含硅量极低。为达到各钢号对硅含量的要求，必须以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脱氧剂消耗部分外，还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算，不可超过吹炼钢种所允许的范围。