钢厂里，铁水如河流般奔涌，冷却后变成坚固的钢材，支撑起现代社会的方方面面。

在日常生活中，从我们居住的高楼大厦到乘坐的交通工具，钢铁产品无处不在。但很少有人真正了解，这种支撑现代文明的材料是如何从地下的矿石转变为坚固的钢制品的。

铁与钢，虽常被一并提及，却有着本质区别：生铁缺乏塑性和韧性，力学性能差，而钢则是铁经过炼制，去除了部分碳和其他杂质后的产物。

01 选矿：炼钢的“种小麦”阶段

炼钢如同制作面条，需要经过一系列精细的步骤。它始于选矿，这相当于种植小麦的过程。

铁是地壳中含量第四高的元素，铁矿石从地下开采出来后，需要经过破碎、细分、筛选、造球等工艺。

这些处理最终将矿石制成含铁量40-60%、粒度均匀、有一定强度的“球团矿”，为炼铁做好原料准备。

02 炼铁：收获矿石中的金属

炼铁对应着收获小麦的过程。球团矿被投入高炉中，投料的顺序和层次都极有讲究。

在高炉内，工人们吹入氧气、空气和碳粉，经过复杂的化学反应，碳将铁矿石中的铁还原出来。

还原出的铁水像雨滴一样从厚厚的料层中流下，在炉底汇集，然后通过铁水罐运输，为下一阶段的炼钢做好准备。

03 炼钢：去芜存菁的关键一步

炼钢相当于磨面过程中的去粗取精。铁水中含有许多杂质，这些杂质会影响铁的加工性能，导致加工时断裂、开裂而无法使用。

炼钢过程中，工人们通过对铁水进行脱硫、脱硅、脱磷（俗称“三脱”）等工序，去除这些有害元素。更细致的工序还包括去氢、去碳等。

为了满足不同的使用性能，技术人员还会向钢水中加入各种合金元素，如硅、锰、碳，甚至贵重金属如铜、镍、铬等。

我们熟悉的不锈钢，就是在钢水中加入“铬”元素，使钢制品能抵抗时光的洗礼，保持闪亮的金属光泽而非锈迹斑斑。

04 成型：从液态到固态的转变

此时的钢仍处于液态，需要转变成固态才能使用。钢水通过一个中间容器（中间包）连续注入用水冷却的结晶器中。

当钢水凝固成坯壳后，从结晶器中以稳定速度拉出，并喷淋水冷却，待全部凝固后，再分切成指定长度的钢坯。至此，钢水完成了从液态向固态的转变。

05 轧钢：塑造钢铁的“压面”过程

轧钢如同压面，通过压制使面粉由粉状变成片状、条状。同样，轧钢也赋予钢新的形态。

钢水冷却形成的钢坯或钢棒，经过不同的轧机和轧辊，经过一道道轧制、碾压受力，被轧制成0.2-4毫米厚的钢卷或不同直径的钢棒。

一般来说，钢坯成卷会产生几百倍的延伸，从厚厚的钢坯变成薄薄的钢卷。

06 深加工：钢铁的“终极塑造”

深加工是钢铁成为最终产品的最后环节。对应面条煮熟前的“醒面”和煮熟后的冷却，钢铁加工中有“退火”和“淬火”两道重要工序。

退火是将钢制品加热后，在高温下保持一段时间，消除钢制品加工过程中产生的内应力，防止加工开裂和其他缺陷。

淬火则是将钢制品加热后，迅速浸入冷水中快速降温，这样能使钢板表面形成致密组织，强度增加，性能更加优越。

07 炼钢业的未来之路

中国是世界上最早生产钢的国家之一，炼钢生产已有2500多年历史。考古工作者曾在湖南长沙杨家山春秋晚期墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”，经金相检验证明是钢制的，是中国迄今发现的最早钢制实物。

现代炼钢是大型化工业体系，其生产过程产生许多副产品：产出的煤气可用于民用加热；炼铁、炼钢产生的炉渣是水泥厂、玻璃厂的原材料。

随着科技发展，碳基材料、铝基材料等新材料的研制，替代了部分钢铁材料。但钢铁产品仍旧占据着不可撼动的地位。

未来，新型炼钢将朝着大型化、品质化、绿色化、智能化的方向发展。

炼钢产生的炉渣是水泥厂、玻璃厂的原材料，而炼钢工业带动的采矿业、运输业、重型机械、电气工程等上游产业，共同构成了一条完整的产业链。

今天的中国钢铁工业，正在告别传统的污染形象，转向绿色制造和智能制造。未来的钢厂不仅是钢材的生产者，更将成为清洁能源的供应者和城市废弃物的消纳者，真正实现循环经济。

【参考材料】宁夏科技厅科普文章

来源: 长沙壹零壹科技创新创业服务中心