炼铁是将铁矿石变成生铁的过程。铁矿石是石头。这种石头含铁。生铁是铁的一种。生铁很硬。生铁可以用来做很多物品。我们生活中很多铁制品来自生铁。炼铁需要高炉。高炉是一个很高的炉子。炉子用砖头和金属做成。炉子里面很热。

铁矿石需要处理。刚从地下挖出的矿石有大块。大块矿石不方便炼铁。工人把大块矿石打碎。打碎成小块。小块矿石更容易加热。有的矿石含铁量低。含铁量低的矿石需要选矿。选矿是把铁和石头分开。用水或者磁铁可以分开。经过选矿的矿石含铁量变高。这种矿石叫铁精矿。铁精矿是粉末。粉末不能直接放进高炉。需要把粉末做成块。做块需要加东西。加水加黏土。用机器压成球。或者用高温烧一下。烧成的块叫烧结矿。或者做成球团矿。烧结矿和球团矿能放进高炉。

炼铁需要燃料。主要燃料是焦炭。焦炭来自煤炭。煤炭在地下。挖出煤炭。煤炭不能直接炼铁。煤炭里有杂质。杂质不好。需要把煤炭做成焦炭。把煤炭放在炉子里。炉子密封。加热煤炭。加热很久。煤炭变成焦炭。焦炭是硬的。焦炭有很多孔。焦炭能烧很久。焦炭很热。焦炭在高炉里有两个作用。第一个作用是燃烧发热。发热让炉子里温度很高。第二个作用是变成气体。气体能还原铁矿石。

高炉需要空气。空气里有氧气。氧气帮助焦炭燃烧。但普通空气不够好。需要把空气加热。加热空气的装置叫热风炉。热风炉先用煤气烧热。煤气是高炉产生的。热风炉里的砖头变热。然后冷空气吹过热砖头。空气变热。热空气吹进高炉。热空气让焦炭烧得更旺。炉温更高。

高炉炼铁是连续的过程。先在高炉底铺一层焦炭。再加一层铁矿石。再加一层焦炭。一层一层加。炉顶有料斗。料斗控制加料。炉子下面吹进热风。热风温度很高。有一千多度。焦炭遇到热风燃烧。产生二氧化碳。二氧化碳上升。遇到更多焦炭。变成一氧化碳。一氧化碳是气体。一氧化碳和铁矿石接触。铁矿石主要成分是氧化铁。氧化铁是铁和氧的结合。一氧化碳喜欢和氧结合。一氧化碳带走氧化铁里的氧。氧化铁失去氧。剩下铁。这个过程叫还原。铁被还原出来。铁是固体。但炉子里很热。铁熔化变成铁水。铁水滴落。铁水重。沉到炉子最下面。

铁矿石里有杂质。杂质也叫脉石。脉石主要是二氧化硅。二氧化硅是石头。石头熔点高。不熔化会堵塞炉子。需要加入石灰石。石灰石是白色石头。石灰石遇到高温分解。变成氧化钙和二氧化碳。氧化钙和二氧化硅结合。变成硅酸钙。硅酸钙是液体。硅酸钙比铁水轻。浮在铁水上面。硅酸钙叫炉渣。炉渣有用。炉渣可以保护铁水。铁水在炉渣下面。不和空气接触。炉渣可以隔开空气。炉渣定期从炉子排出来。炉渣可以做水泥。可以做铺路的材料。

高炉下面有两个口。一个口在下面。出铁口。一个口在上面。出渣口。出铁口出铁水。出渣口出炉渣。铁水流出来。火红火红的。铁水流进铁水罐。铁水罐像一个大锅。铁水罐能保温。铁水罐把铁水运走。铁水运到炼钢车间。铁水变成钢。钢的用途更多。

高炉需要小心操作。炉子里面情况看不见。工人用仪器测量。测量温度。测量压力。测量气体成分。工人看仪表。仪表显示数字。数字不对需要调整。调整风温。调整加料速度。高炉可能出问题。问题需要解决。炉子凉了不行。炉子凉了加更多焦炭。炉子热了也不行。太热损坏炉子。需要减焦炭。炉子堵塞不行。堵塞影响透气。透气不好炼铁慢。需要调整原料大小。原料大小要均匀。粉末不能多。粉末多不透气。

炼铁产生气体。气体从炉顶出来。气体叫高炉煤气。高炉煤气有用。高炉煤气可以烧热风炉。高炉煤气可以发电。高炉煤气不能浪费。煤气里有灰尘。灰尘需要清洗。煤气通过管道。管道通向洗涤塔。水喷洗煤气。灰尘掉下来。干净煤气去使用。

炼铁消耗很多原料。炼一吨铁需要很多铁矿石。大概一点六吨铁矿石。需要很多焦炭。大概零点四吨焦炭。需要石灰石。大概零点二吨石灰石。需要很多空气。需要很多水。水用来冷却。高炉外面有冷却壁。冷却壁里流水。水带走热量。保护炉壳。水变热。热水冷却再用。水循环使用。不浪费水。

炼铁产生灰尘。灰尘收集起来。灰尘含铁。灰尘可以再烧。烧成块再用。炼铁产生炉渣。炉渣全部利用。炼铁产生煤气。煤气全部利用。现代炼铁讲究环保。环保很重要。保护空气。保护水。保护土地。炼铁工厂有很多环保设备。除尘设备。污水处理设备。噪音控制设备。工厂周围种树。树吸收灰尘。美化环境。

生铁不是纯铁。生铁含碳。碳来自焦炭。生铁含碳高。大概百分之四碳。生铁还含硅。含锰。含硫。含磷。这些元素影响生铁性质。硫不好。硫让铁脆。需要控制硫含量。锰好。锰增加强度。硅好。硅帮助脱氧。不同用途需要不同生铁。炼钢需要炼钢生铁。铸造需要铸造生铁。成分不一样。

炼铁技术发展很久。古代人用石头炉子炼铁。炉子小。温度低。炼出铁块。铁块软。需要捶打。捶打成型。很费力气。后来炉子变大。用木头烧。木头变成炭。炭炼铁。后来用煤炭。煤炭炼铁。煤炭有硫。硫不好。后来发明焦炭。焦炭好。炉子变成高炉。高炉越来越高。越来越高效率。现代高炉很大。有几十米高。一天产铁很多。几千吨铁。产铁多成本低。

现在炼铁研究新方法。高炉需要焦炭。焦炭来自煤炭。煤炭越来越少。煤炭污染大。人们研究不用焦炭炼铁。直接还原法是一种。用天然气炼铁。天然气和铁矿石反应。产生海绵铁。海绵铁能炼钢。熔融还原法是一种。用煤炭炼铁。不用焦炭。一步炼铁。这些方法在试验。高炉还是主要方法。

炼铁是基础工业。国家建设需要铁。盖房子需要钢筋。造汽车需要钢板。造火车需要铁轨。造机器需要铁零件。铁很重要。炼铁工人很辛苦。高温环境。日夜工作。炼铁安全很重要。防止烫伤。防止煤气中毒。防止机械伤害。工人穿防护服。戴安全帽。戴手套。遵守操作规程。

炼铁是复杂的化学过程。是物理过程。是工程过程。涉及很多知识。化学知识。物理知识。机械知识。自动化知识。炼铁工厂有很多机器。上料机器。送风机器。煤气清洗机器。铸铁机器。机器自动化。电脑控制。电脑监控数据。数据指导生产。炼铁是重要的工业活动。炼铁为我们提供材料。材料制造产品。产品方便生活。我们生活中很多铁的东西。钉子。勺子。锅。汽车。桥梁。这些来自铁矿石。来自高炉。来自炼铁工人的劳动。