鋼鐵是怎樣煉成的——趁熱打鐵
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鐵
元素是地殼中含量最多的五大元素之一，大多以鐵礦石的形式分布在地殼中。
在青銅器時代，只有國王與富豪才可能擁有由鐵隕石制的武器和工具，因為鐵隕石實在是太稀少了。
那麼，問題來了，怎樣才能把豐富的鐵元素從鐵礦石中提取出來，為大眾所用呢？
1
曲線救國——土法熟鐵吹煉法
青銅器時代的工藝，在製造青銅器的過程中，有一個很重要的前提：錫的熔點是232攝氏度，銅的熔點是1085攝氏度，篝火的溫度最高可達1100攝氏度，所以篝火就能為青銅的製造提供足夠的溫度。
但是，鐵，它的情況就比較特殊了。
非得有超過1500攝氏度的高溫，才能使鐵熔化，要不怎麼會有鐵骨錚錚這個詞呢？而熔點這樣高的鐵，不用點兒手段，又怎麼能讓它乖乖就範呢？
大約在公元前1200年，人們想到了一個曲線救國的方法——既然我無法將你徹底熔化，那我把你燒得火熱火熱的，我趁熱打鐵，照樣能讓你為我所用。這就是著名的「土法熟鐵吹煉法」。
有了如此清晰的指導方針，實現點石成金的魔法——礦石改造成金屬，似乎有了希望。
2
歷史重現之爐內煉鐵
現在就讓我們跟隨歷史學家的腳步，一起穿越回幾千年前的青銅器時代末，見證鐵器的誕生。
首先，收集鐵礦石。
將礦石帶回鍛造大本營，然後將其打碎，如下圖所示。
將碎石放在火上烤一烤，這樣可以排出石塊中多餘的水分，避免鍛造過程中水分蒸發使石塊爆裂。這一步結束後，可以看到鐵礦石變為紅銹色。
將礦石挑出來，研磨成細細的紅銹色的粉末，這樣可以增加反應物的表面積與體積比，加快稍後的鍛造爐內的化學反應速度。
現在，到了建造反應場所——鍛鐵爐的重要時刻了。
說起來，鍛鐵爐就像是一個黏土製的煙囪。
首先，你需要一個木板當模具。用黏土包圍住木板。這樣一層一層，重複先木板、後黏土的步驟。一個黏土煙囪，或者說是黏土管就建起來了。
值得一提的是，你需要在底部預留一個小門，用一片單獨的黏土片遮蓋。至於它的用處，後面會告訴你的咯。
現在咱們來繼續搭建煉鐵爐，當它達到齊腰高時，基本就達標了。（因為在當時是不可能有捲尺這種東西的，所以人們會用測量棒來判斷高度。）
現在，你要做的是，用風箱將空氣吹入鍛鐵爐。這一步是為了提供更多氧氣，讓火燒得更旺。早期工業時代最主要的成就就是利用水力驅動更大功率的風箱。
在爐內點火，當火勢逐漸變旺，打開爐底小門，送入木炭。一段時間後，木板燒盡，爐內只剩下燃燒的木炭。
將材料以木炭-鐵礦石-木炭-鐵礦石的次序，分多次加入鍛鐵爐。其中，木炭與鐵礦石的最佳比例為2:1。這樣，就能夠創造出多層蛋糕式的環境，讓木炭與鐵礦石充分反應，提高利用率。
在高溫環境下，Fe2O3中的氧原子與鐵原子分離，轉而與碳原子結合，形成一氧化碳氣體，逸出鍛鐵爐。這樣一來，爐內便只剩下鐵原子了。
反應過程會持續好幾個鐘頭，在此期間必須保證爐內火力全開。
3
歷史重現之趁熱打鐵
當材料燒盡時，用一根長棒在爐底的小門捅出一個小洞，讓熔化的硅流出。（除了鐵和氧外，大多數的鐵礦石也含有硅原子，流出的硅最終會形成礦渣）
當熔化的硅流盡後，將小洞捅大，把部分熔化的鐵、灰燼以及燒剩的木炭一起耙出來。
這一步，你會得到一塊熾熱的熔鐵與硅的混合物，它的學名是初軋方坯。
想把初軋方坯做成堅固的鐵塊，也就是鐵鑄塊，首先需要把硅石去掉，然後加固熔鐵。也就是所謂的「趁熱打鐵」。
所以，接下來的動作就是打鐵了。敲打掉多餘的硅渣，將熱鐵塊壓實。
你需要重複加熱—敲打這個動作，N多次，唯有這樣才能得到硬度達標的鐵鑄塊。
將鐵鑄塊加熱，使其變軟，然後敲打成自己想要的形狀。
接下來，重複加熱—擊打這一步驟很多次，才能夠達到預定目標。
在這裡，鐵匠將鐵鑄塊敲打成犁上的刃，將打好的刃加熱，安放在犁頭上，用水使其迅速冷卻，在熱脹冷縮的原理下，刃就牢牢實實地裝在犁頭上了。
這就是點石成工具的完整故事。這一工藝，也使得人類從青銅器時代邁向了偉大的鐵器時代。
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