百炼钢

百炼钢的目的是以铁矿石和生铁为原料，生产出具有一定碳含量、内部和表面纯度的铁合金（钢）。 在铸造或锻造后，根据所需的材料特性调整工艺和碳含量。 百炼钢的产业叫做钢铁产业。

钢厂是金属工业中的工厂，主要在转炉或电弧炉中生产钢材。 钢厂的员工被称为钢工或钢炊具。 使用的过程属于冶金。

钢铁厂越来越多地生产钢铁，将生铁和原钢生产（初级冶金）、钢铁生产（二次冶金）和半成品制造集成在一个工厂，以节省运输、能源和成本。

百炼钢约占工业部门碳排放量的 25%，整体约占 8%。 为缓解全球变暖，钢铁行业正在使用或探索一系列脱碳技术。 其中包括氢的使用、碳捕获和再利用，以及更广泛地使用可再生能源的电弧炉。

铁逐渐取代了以前使用的铜材料（青铜），因为它可以像钢一样硬化，同时更坚韧。 铁矿石几乎无处不在，而用于制造青铜、铜和锡的金属却很稀有，而且不是在同一个地方发现的。 可以从木材中获得的木炭是生产铁所必需的。 铁主要用于武器和工具，较少用于农业或珠宝。

在古代和中世纪，矿石是在烧炭的窑炉中以 1250°C 左右的温度冶炼的。这些是粘土烤炉，木炭和铁矿石分层放入其中。 窑内的温度在 1200 至 1300 °C 左右，熔化死岩并使其作为炉渣流失。 未达到纯铁的熔化温度 (1539 °C)。 铁矿石在熔炉中转变为半固态铁和液态矿渣，其中含有矿石的各种不良成分。 炉子在地面上被敲击，以便炉渣流出。

产品（称为海绵铁或块状铁）是多孔的固体生铁，其中仍含有通过锻造去除的炉渣残留物。 之后它被称为熟铁，它几乎不含碳，与今天的钢非常相似，但获得方式不同，因此含有更多的杂质元素。 由于低碳铁对于工具和武器而言太软，因此在木炭上进行退火，吸收并还原碳元素，尤其是在表层。

与铜匠形成鲜明对比的是，铁匠和高级铁匠作为新职业出现，现在使用铁。 专门生产某些产品或产品组的其他锻造厂。 这些包括工具、刀、镰刀、钉子、剑、头盔、长矛或箭匠和锁匠。 在古代，必要的工作往往由奴隶来完成。

中世纪初期，劳动分工还不是很明显。 大而精的铁匠经常在同一个锻造厂工作。 中世纪早期，乡村工匠生产农用大镰刀、镰刀和犁。 大约从 12 世纪开始，熔炉不再建在地下，而是建在地上（高炉的前身），另外还通过水力风箱提供空气。 由风力或水力驱动的锤磨机是为钢铁加工而开发的。

后来的分工与古代类似，有铁匠、盘匠、犁、钳、锉刀等新工种贡献。 除了专业分工，还有地区差异。 在索林根附近地区，有许多由水磨驱动的锤子厂，这些锤子是在伍珀河的支流上锻造的。 叶片研磨机需要更多能量进行精加工。 然而，这些单独的生产阶段需要将锻造的刀片从旁道运输到伍珀，这意味着运输过程需要长达一个小时的路程。

从矿石中生产可用铁分几个步骤进行：

• 在高炉中将矿石熔炼成生铁，
• 精炼生铁以降低碳含量，然后
• 锻造并轧制成棒材、钢轨或板材。

在生产技术中，铁或钢现在可以用作机床的结构材料，因此变得更加精确和高效。

为了在高炉中冶炼矿石，矿石必须与煤接触，因为化学反应需要碳。 这不是木炭的问题，它几乎完全是碳，但更便宜的烟煤被硫和其他元素严重污染，使产品降解。主要产品是焦炭，可用于冶炼矿石，焦油是副产品。 随着炼铁厂附近的焦油坑被填满，化学家们注意到并找到了利用它们制造焦油染料和药物的方法。 在这里，供应到高炉的空气被加热，从而导致更高的温度并生产出更好的钢。

在熔炼过程中，生铁被放在大坩埚中，放在烧煤的炉子上。 用铁棒手动搅拌熔化的生铁，与空气中的氧气接触并燃烧铁中所含的碳。 由于低碳铁的熔点较高，因此形成块状物，最终变成块状物。