事实上，把铁变成钢的方法其实有两种。 一是从铸铁开始。 由于铸铁的含碳量很高，所以只要想办法降低铸铁的含碳量就可以了。 另一种方法是从纯铁开始，通过添加纯铁中的碳含量来获得钢。 事实上，自从西方首先使用纯铁以来，后一条道路首先是在炼钢实验中走的。 这条路径就是锻造和热处理的路径。 事实上，在铸铁方面，由于铁块本身含碳量的不同，再加上制造和热处理工艺的变化，人类在漫长的铁器时代才得以偶然地制造出来。 钢。 当然，当时人类还没有意识到碳含量对铁基合金强度的影响。 所以，能不能炼成钢，完全取决于性格和经验。
古代的冶炼和现在的化合物结晶一样废旧钢材如何冶炼，都带有一点形而上的意义。
历史上，第一种大规模生产的钢材是所谓的大马士革钢。 就像阿拉伯数字不是阿拉伯人发明的一样，大马士革钢实际上来自印度。 由于东方冶炼技术的特点，该钢的制备方法走的是铸铁的路线。 印度人首先制造铸铁，然后反复加热和冷却以降低碳含量，最后得到含碳量为1.5%的钢，这实际上是一种铸钢。 大马士革钢被阿拉伯人采用作为一种优秀的武器，并逐渐传播到欧洲。
大马士革钢因其独特的花纹而文明
先说传统的炼铁方法，用焦炉炼铁。 铁一般含有1%的硅。 为了进一步获得钢材，需要对其进行精炼。 一般来说，炼制分为两个部分。 一部分是氧化硅。 第二步是氧化铁中的碳。 在这个过程中，人类使用的第一个炉子是反射搅拌炉。 通过此工艺，钢的含碳量可控制在0.5%-1.2%左右。 这项技术从1850年开始就已经成熟，搅拌炉的熔化温度可以达到1400℃。
18世纪的反射搅拌炉，炉内加入铁块，并利用木炭的燃烧在炉内产生高温。 空气分为两部分进入。 热空气从风道进入。
在搅拌炉的基础上，增加了蓄热技术，形成了现在的平炉。 蓄热技术最早由德国西门子兄弟于1856年提出（这两位西门子并不是我们熟悉的西门子）。 所谓蓄热，就是利用蓄热体的一部分，通常是不含硅酸盐的材料，实现炉气与热风的热交换，节省热风能源的消耗。 由于蓄热材料耐温性能的限制，蓄热技术首先应用于玻璃。 工业上，由于玻璃的熔化温度不高。 但在1867年左右，这项技术被法国人马丁用来炼钢，最后演变成了现在的平炉。 由于采用蓄热室进行热交换，平炉的温度可达1700℃左右，已达到炼钢的温度。 平炉的熔点不再需要搅拌，也可以冶炼含碳量较低的钢。
这是马丁-西门子平炉的结构。 下面的四个网格是再生器，以两个为一组排列。 炉膛内的烟气首先经过第一组蓄热室。
大约在同一时间，另一种炼钢方法也开始普及并最终沿用至今，那就是转炉炼钢。 转炉炼钢是一个非常有趣的话题。 这里我们从反应工程的角度来分析这个过程。 首先，我们来计算一下热量。 该系统中的热量输入有两个来源：燃料燃烧释放的热量，另一个是氧化反应，因为空气和碳之间的反应是一个释放热量的过程。 这些热量有什么用呢？ 一是熔化铁块所需的热量，二是空气加热和炉子散热所需的热量。 所以这里的想法是废旧钢材如何冶炼，如果我们提高氧化反应的速率，单位时间释放的热量就可以增加，并且可以使用更少的燃料。 当时的英国人就有这个想法。 他们是这样想的。 早期，我们直接将空气吹入容器中。 气流只能与铁水表面的碳发生反应，因此反应速度很慢。 如果能将吹气管插入铁水中并在铁水中鼓泡，反应速度将大大加快。
最早的实验性转炉从今天的角度来看称为底吹空气转炉。
转炉炼钢实验是在贝塞默的指导下于1856年进行的。这个实验的结果令人难以置信。 由于氧化速度加快，不需要外部热源来维持铁水的温度。 整锅钢水直接烧毁，险些酿成事故。 危险。 这个实验证明，在不加热的情况下，只要钢中含有足够的碳，就可以直接通风，利用空气与铁水中的碳直接反应产生的热量来维持钢中的高温。炉。 转炉的温度很容易达到1600℃，超过了钢的熔点，因此在冶炼过程中始终能保证钢在炉内变成液态。 与揉捏法相比，不需要搅拌，整体上更加方便，因此一经出现就受到了很大的反响。 当然，早期转炉炼钢存在一些问题，并没有完全取代搅拌方法。 因此，历史上搅拌法与转炉炼钢共存了十几年。 但1880年以后，转炉炼钢基本完成了搅拌法的替代。
后来，随着电气技术的进步，出现了电炉、感应炉等新的炉型，激光等新技术也加入了冶炼行业。 由于这些技术的出现，我们可以冶炼更多的材料，人类也迎来了代表20世纪以来材料技术的爆发式发展。
