人类最早发现和使用的鉄(tiě)是落到地球上的 一些天体的碎片——陨鉄(tiě)。公元前1500年左 右埃及和美索不达米亚开始有炼鉄(tiě)业,中国在 公元前1000多年前已经懂得了鉄(tiě)的锻造。鉄(tiě)的化学符号爲(wèi)Fe,在地壳中的含量约爲(wèi) 5%,在金属中仅次于铝,占第二位。地球岩心 主要由鉄(tiě)组成,因此在整个地球中鉄(tiě)是含量最 高的元素。
在地壳中鉄(tiě)通常以化合态存在。含 鉄(tiě)的矿物有几百种,主要的有赤(chì)鉄(tiě)矿、褐鉄(tiě)矿、磁鉄(tiě)矿和菱鉄(tiě)矿。其中赤(chì)鉄(tiě)矿爲(wèi)红色固体,硬 度很大,主要成分爲(wèi)三氧化二鉄(tiě)。中国有丰富 的鉄(tiě)矿资源(yuán),主要矿区有湖北省大冶(yě)鉄(tiě)矿区、辽 宁省本(běn)溪鉄(tiě)矿区、鞍鋼(gāng)鉄(tiě)矿区、內(nèi)蒙古包头鉄(tiě)矿 区等。
此外,生物体中也含有鉄(tiě),人体內(nèi)平均含 鉄(tiě)量爲(wèi)4。 5克左右,它是组成人体血液必不可 少的元素。地下水中也含有鉄(tiě)。纯鉄(tiě)爲(wèi)银白色金属,熔点爲(wèi)1535丈,沸点高 达2750^:。密度约爲(wèi)水的7。 8倍。鉄(tiě)有延展 性。可拉成丝、压成片。含碳在2%〜4。
3%的鉄(tiě)合金称爲(wèi)生鉄(tiě)。生 鉄(tiě)很脆,不能做塑性加工。生鉄(tiě)中除含碳外,还 含有硅、锰以及少量的硫、磷等。碳鉄(tiě)合金中主 要以碳化鉄(tiě)形态存在的鉄(tiě)称爲(wèi)炼鋼(gāng)生鉄(tiě),一般 用于炼鋼(gāng),由于它的断口爲(wèi)白色,通常又称白口 鉄(tiě)。碳在鉄(tiě)合金中以片状的石墨形态存在的鉄(tiě) 称爲(wèi)铸造生鉄(tiě),一般用于制造各种铸件,由于它 的断口呈灰色,通常又叫灰口鉄(tiě)。
还有一种称 爲(wèi)球墨铸鉄(tiě)的生鉄(tiě),它的某些性能接近于鋼(gāng),可 用于制造齿轮、曲轴、阀门等。含碳量在0。03% 的鉄(tiě)碳合金称爲(wèi)鋼(gāng)。鋼(gāng)有许多优良特性,如鋼(gāng)坚硬,有韧性,有弹性, 可以锻打压延,也可以铸造。鋼(gāng)的分类有多种, 按化学成分可分爲(wèi)碳素鋼(gāng)、合金鋼(gāng);按冶(yě)炼方法(fǎ) 可分爲(wèi)平炉鋼(gāng)、转炉鋼(gāng)、电炉鋼(gāng);按用途可分爲(wèi) 结构鋼(gāng)、轴承鋼(gāng)、工具鋼(gāng)、特种鋼(gāng);按品种可分爲(wèi) 普通鋼(gāng)、优质鋼(gāng)、高级优质鋼(gāng)。
从史书记载和对现存文物的考察得知,中 国在春秋时期(前800 ~前500)用鉄(tiě)铸鼎、造剑 和制造生产工具已相当普遍。中国古代的鋼(gāng)鉄(tiě) 冶(yě)炼技(jì)术,从春秋到明代一直不断发展,并在世 界上处于相当领先的地位,如先后出现了块炼 法(fǎ)、百炼法(fǎ)、炒鋼(gāng)法(fǎ)、灌鋼(gāng)法(fǎ)等。
明代后期,欧洲 各国的工业革命加快了工业生产技(jì)术的改革, 促进了炼鋼(gāng)炼鉄(tiě)工业的迅速发展。目前比较先 进的炼鉄(tiě)方法(fǎ)是将矿石、焦炭和石灰石(助熔 剂)放在高炉中冶(yě)炼,使氧化鉄(tiě)还原成生鉄(tiě)或铸 鉄(tiě)。从15001左右高温的炼鉄(tiě)高炉中放出的鉄(tiě) 水,可直接用来炼鋼(gāng)或铸成鉄(tiě)锭。
矿渣可作爲(wèi) 水泥渣砖的原料。高炉炉顶放出的含有氮、一氧化碳、二氧化碳的混合气体称高炉煤气。高 炉煤气经除尘、降温、降压后可作爲(wèi)气体燃料。
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