什么是铁?

[拼音]：tie

[外文]：iron

元素符号Fe，灰白色金属，在元素周期表中属Ⅷ族，原子序数26，原子量55.847，常见化合价为＋2、＋3。

铁在低于911℃时为α铁，呈体心立方点阵；911～1392℃时为γ铁，呈面心立方点阵；1392～1536℃为δ铁，又呈体心立方点阵。

纯铁的延展性良好，磁性能良好，易氧化，红热时容易使水分解而生氢；铁能溶解于稀盐酸、稀硫酸和稀硝酸，但不溶于浓硫酸。加热时能和卤素、硫、磷、硅等非金属起反应，但和氮不直接化合。

铁的地壳丰度为5.6％，居氧、硅和铝之后，占第四位。铁除以金属状态出现于铁陨石以外，绝大部分作为含铁矿物存在。地壳中有300多种含铁矿物（氧化物、硫化物、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐等）。主要铁矿石的含铁矿物有赤铁矿(Fe2O3)、针铁矿(Fe2O3·H2O)、褐铁矿(nFe2O3·мH2O)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、黄铁矿(FeS2)和钛铁矿(FeTiO3)等。

铁是现代工业最重要和应用最多的金属材料。常用的是铁和碳等元素组成的合金，即钢和生铁。铁及其合金具有优异的性能（磁性好，强度高，硬度大，易于塑性加工或铸造成形等），因而在人类生产及生活中起着极为重要的作用。在人类社会发展史上把广泛使用铁制生产工具的时代称为“铁器时代”，以标志生产力的大发展。直到现代，生铁和钢仍是用量最多的重要金属材料。1980年世界产生铁5.05亿吨，钢7.18亿吨。

世界上最早使用铁的国家是中国、埃及和印度（见冶金史）。早期的炼铁方法是块炼铁，后来用竖炉炼铁。中国在春秋时代晚期（公元前 6世纪）已炼出可供浇铸的液态生铁；隋唐之际（公元600年左右），开始用煤炼铁；明代（1368～1644），已能用焦炭冶炼生铁。

欧洲到14世纪才成功地炼出铁水。17世纪中期已使用煤作高炉燃料。18世纪初英国达比 (A.Darby)试用焦炭代替木炭炼铁成功，被认为是炼铁发展史上的重要事件之一。随着贝塞麦(H.Bessemer)转炉炼钢法的发明，1870年英国一些高炉日产生铁量增到100吨，在当时世界钢铁工业中居于领先地位。同期考伯(E.A.Cowper)发明了蓄热式高炉热风炉。此后，随着转炉、平炉、电弧炉炼钢法的发展，逐渐形成以生铁为炼钢原料的现代钢铁生产体系，并广泛建立钢铁联合企业，进行大规模生产，构成庞大的世界钢铁工业。

现代炼铁主要采用高炉法，占世界铁产量95％以上，个别地区采用直接还原炼铁法和电炉炼铁法。

将铁矿石在高炉中还原，熔化炼成生铁。此法 *** 作简便，能耗低，成本低廉，可大量生产。生铁除部分用于铸件外，大部分用作炼钢原料。由于适应高炉冶炼的优质焦煤日益短缺，又出现了不用焦炭而用其他能源的非高炉炼铁法。

将铁矿石在固态下用气体或固体还原剂还原，制成含少量杂质元素的固体或半熔融状态的海绵铁、金属化球团或粒铁，作为炼钢原料（也可作高炉冶炼或铸造的原料）。

在炼焦煤缺乏而电力资源较丰富的国家如挪威、瑞典，也有用电高炉炼铁的。电高炉早期有炉身，因为冶炼过程产生的煤气较少，不能很好地预热预还原铁矿石，后来改为无炉身的还原电炉，可用强度较差的焦炭（或煤、木炭）作还原剂。电炉炼铁以电加热代替部分焦炭，并可用低级焦炭；但耗电大，产量低，只在电价低廉的条件下使用。

根据含碳量分为生铁和钢。生铁一般含碳2.0％以上，含碳低于2.0％的称钢。生铁又可根据原料、成分和用途分类，通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁、合金生铁等。

此外，铁类产品还有：熟铁、海绵铁、工业纯铁等。

参考文章

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