第12章：建筑材料

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叶家镇说：“我们去钢材厂看看。”

他们到了岗城的钢材厂，有工人出来迎接。他们进去后。工人介绍了建筑钢材的制造过程。

建筑钢材的主要原材料是铁矿石。首先，铁矿石经过矿石选矿和破碎，得到精矿。然后，精矿经过炼铁炉熔炼，得到生铁。

生铁中含有大量的杂质，需要进行炼钢处理。炼钢的方法有多种，常见的有转炉法、电弧炉法和氧气顶吹法。在炼钢过程中，通过加入适量的合金元素和控制温度、压力等参数，可以调整钢材的化学成分和性能。

炼钢后的钢液需要进行连铸，即将钢液倒入连铸机中，通过结晶器冷却凝固成坯料。连铸机可以生产不同形状和尺寸的坯料，如方坯、圆坯等。

坯料经过连铸后，需要进行热轧加工。热轧是将坯料加热至适当温度后，通过轧机进行连续轧制，使其形成所需的钢材形状和尺寸。热轧可以改变钢材的厚度、宽度和长度，并提高其机械性能。

热轧后的钢材还需要进行冷加工，以进一步改善其性能和表面质量。冷加工包括冷轧、冷拔、冷弯等工艺，可以使钢材更加均匀、光滑，并提高其强度和韧性。

为了提高钢材的耐腐蚀性和美观度，常常需要进行表面处理。常见的表面处理方法有镀锌、喷涂、镀铬等，可以形成一层保护层，延长钢材的使用寿命。

制造完成的钢材需要进行质量检验，包括化学成分分析、力学性能测试等。

炼钢设备通常由以下几个主要部分组成：

高炉是炼钢的核心设备，用于将铁矿石和燃料（如焦炭）在高温下进行还原反应，产生液态铁。高炉通常由炉体、炉缸、炉喉、炉腹等部分组成。

转炉是另一种常用的炼钢设备，主要用于进行氧气吹炼法炼钢。转炉通常由炉体、炉座、氧气喷嘴、底吹装置等部分组成。

电炉是利用电能进行炼钢的设备，通常由炉体、电极、电源系统等部分组成。电炉可以通过电弧加热或电阻加热的方式将废钢或铁合金熔化，进行炼钢。

连铸机是将炼钢后的液态钢直接铸造成坯料的设备。连铸机通常由结晶器、铸模、冷却装置、牵引机构等部分组成。

炉前设备包括炉前准备设备和炉前处理设备。炉前准备设备主要包括铁矿石的破碎、筛分、配料等设备；炉前处理设备主要包括炉渣处理设备、除尘设备、脱硫设备等。

炼钢设备包括炉体、炉座、炉缸、炉喉、炉腹等主要部分。炉体是炼钢设备的主体部分，承载着高温和高压的工作环境。炉座是支撑炉体的结构，通常由钢结构和混凝土构成。炉缸是炉体内部的空间，用于容纳炉料和燃料。炉喉是连接炉缸和炉腹的部分，用于控制炉料的进出和煤气的排放。炉腹是炉体的下部，用于收集和排出炉渣和液态金属。

炼钢设备还包括各种辅助设备，如加热设备、冷却设备、控制系统等，用于提供炉体所需的热能、冷却和监控。

其中，他们最近使用的激光炉是一种利用激光束进行炼钢的设备。它由以下几个主要组成部分构成。激光发生器是激光炉的核心部件，它产生高能量、高密度的激光束。常用的激光发生器有固态激光器、半导体激光器等。光学系统用于控制和聚焦激光束。它由透镜、反射镜等光学元件组成，可以将激光束聚焦到炉内的特定位置。炉体是激光炉的外壳，通常由耐高温材料制成，以承受高温和高压环境。炉体内部通常有炉膛和炉底，用于容纳和加热钢料。控制系统用于控制激光炉的运行参数，如激光功率、激光束的聚焦位置和时间等。通过控制系统，可以实现对炉内温度和炉内物料的精确控制。

当激光发生器工作时，产生的激光束经过光学系统的调节和聚焦，最终聚焦到炉膛内的钢料上。激光束的高能量和高密度使得钢料迅速升温。随着钢料的加热，其中的杂质和不纯物质开始发生化学反应，被氧化或还原。这些反应会产生大量的热量，进一步加热钢料。通过控制系统监测炉内温度和反应情况，可以调整激光功率和聚焦位置，以保持炉内温度和反应的稳定性。当达到所需的炼钢温度和反应程度后，停止激光加热，并通过冷却系统迅速降低炉内温度。这样可以防止钢料过热和过度反应。

高周执拿出一些照片，说：“最近销售的材料，有像这种形式的吗？”

“是的，我也不知道是做什么的。还有一部分放在这个储存室里。”

杨妤瓴说：“我们需要拿过去一小部分做采样和分析。”

“好的。”

经过分析之后，得出结论。

杨妤瓴说：“这些钢材里面发现有黩元素和滤元素。”

叶家镇说：“黩元素的特点是无孔不入，滤元素的特点是阻拦细小物质。”

高周执说：“一个是用于渗透，一个是用于阻拦，那么为什么会在钢材里面出现？这有什么作用呢？”

杨妤瓴说：“难道是无意中掺进去的吗？”

叶家镇说：“含量也不少，应该不是无意中掺进去的，应该是有它的作用。”

高周执说：“里面还有其他的什么元素吗？”

罗韶说：“还有柱元素。”

叶家镇说：“柱元素的特点是用于建筑材料的快速成型。黩元素和滤元素应该也是有类似的作用。”

高周执说：“那就先做些实验看看吧。”

把原始的含有铁的矿石取来，在炼钢的过程中，放入黩元素和滤元素。杂质很快被滤除。

高周执说：“看来加入这些混合的新型元素是用于钢材材料的快速制造。”

杨妤瓴说：“又是做钢材又是做发动机，这是要做宇宙飞船吗？”

罗韶说：“壳体材料是铝合金、钛合金、碳纤维复合材料吧？不是钢材吧？”

高周执说：“这钢材估计是做建筑，做房子的。”

罗韶说：“那到底是做建筑还是做飞船，难道是在建筑下面加发动机？”

高周执说：“也不知道这两个事之间有什么关系。”