关于钢铁

钢铁是世界上最重要的工程及建筑材料,与我们的生活息息相关,从汽车、建筑、冰箱、洗衣机、货船到手术刀,处处都离不开钢铁,钢铁可以无限次循环且特性不变。

钢是一种铁和碳的合金,其中含有低于2%的碳和1%的锰及少量硅、磷、硫和氧。钢是世界上最重要的工程和建筑材料。钢可用于我们生活的方方面面,如汽车、建筑、电冰箱、洗衣机、货船和外科手术刀等。

在全球普遍采用两种主要炼钢工艺:高炉-氧气顶吹转炉和电弧炉炼钢,也有采用两种炼钢工艺结合或者其他不同工艺的炼钢方法。

工艺主要不同之处在于使用的原料不同。高炉-氧气顶吹转炉主要原料是铁矿石、焦炭、废钢,电弧炉主要靠废钢和电弧进行炼钢。根据工厂设置和废钢的供应情况,其他金属铁原料如直接还原铁、铁水也可用于电弧炉炼钢。

高炉-氧气顶吹转炉炼钢产量占70%。首先,将铁矿石还原得到铁,也称为铁水或生铁,之后在氧气顶吹转炉将铁水冶炼成钢,在铸造和轧制后,钢水就加工成钢卷、钢板、型材或棒材等可交付的成品。

电弧炉炼钢使用电弧将废钢熔化。合金作为添加剂用于调节以符合所需的化学成分,电能可通过氧气进行补充注入电弧炉。下游加工工艺,如铸造、再加热、轧制都与高炉-氧气顶吹转炉的加工工艺类似。大约有29%的钢铁是通过电弧炉制造的。

另外一种炼钢技术,平炉炼钢法,占全球钢铁产量的1%,这种工艺能源消耗大,由于环境和经济方面处于劣势,因此现在很少使用。

大多数钢铁在循环之前,使用寿命可达几十年。然而,现在可得的废钢不足以满足电弧炉炼钢的需求,因此大部分采用电炉-氧气顶吹转炉和电弧炉相结合的炼钢方法。

所以这些生产工艺都可以使用废钢作为原料。大部分新制造的钢铁都包含废钢。

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钢铁并非单一的产品。目前共有3,500多种不同类型的钢铁,其物理、化学和环境特性各异。

现代使用的钢铁大约有75%是在过去20年开发出来的。如果今天重建埃菲尔铁塔,工程师只需要用三分之一的钢铁即可。
 
现代汽车所用的新型钢材比以前更坚固,但重量比以前轻25%

2015年,世界粗钢产量达到16.21亿吨。2014年,世界粗钢产量为16.7亿吨。

钢铁是环境友好型材料。钢铁可以全部再循环利用,非常耐用,与其它材料相比,钢铁生产所需耗费的能源相对较少。新型的轻钢结构(如汽车和轨道车辆结构)有助于节约能源和资源。过去几十年内,钢铁行业为减少环境污染作出了极大的努力。能源消耗和二氧化碳排放已降到1960年的40%。粉尘排放降低更为显著。

能,这很简单。钢铁特有的磁性使得它易于从废物流中分离出来进行循环利用。钢铁可在不损坏其原有特性下无限次循环利用。

电弧炉(EAF)炼钢法可以只使用回收的废钢进行炼钢生产。

钢铁是世界上循环利用最多的材料。

世界钢铁协会在每年出版的《世界钢铁数据》中更新全球粗钢产量排名。要查阅最新的表格,请访问“在线书店”。

世界钢铁协会在每年出版的《世界钢铁数据》中更新主要钢铁生产国家。最新版本可上“在线书店”查阅。

谁生产了第一块钢铁目前无从得知。早在公元前200年,很多国家就以这种或那种方式生产钢铁。通常认为,第一种大批量生产钢铁的技术,是英国的发明家亨利-贝塞麦于19世纪50年代中期发明的。目前人们仍然使用在贝塞麦工艺的基础上发展起来的技术生产钢铁,将空气吹进熔化的生铁中,将材料氧化,并去除杂质。

许多元素和材料会与其它元素发生化学反应。当钢铁接触到水和氧气时,就会发生化学反应,钢铁开始改变其原有形态——氧化铁。

现在人们应用钢铁时,可以通过涂层轻而易举地解决这一问题,许多种涂层材料都可用于钢铁。汽车上可使用油漆,电冰箱和其它家用电器上可使用搪瓷。在其它情形下,可添加镍和铬等元素,制成不锈钢,有助于防止生锈。