本套丛书分为三册，以“三色”命名，即《金色辉煌》、《蓝色峥嵘》、《绿色脉动》，力求结合青少年特点，结合北京市的科普资源、旅游资源和生态环境资源，分别向中学生介绍北京的景观、名胜，经济产业，生态环境，等等，并通过介绍其中的科学原理、技术特点、环保理念等与节约型社会相关的内容，充实科普旅游的内涵。

本分册为《蓝色峥嵘》：畅游高新工业园区、科技博物馆、现代企业，探秘现代工业文明。

北京是我国的首都，历史悠久，文化灿烂，现代科技发展日新月异。在畅游北京的过程中，你是否发现了蕴涵其中的科学奥秘呢？本套丛书精选了45处位于北京的科普旅游基地，有气势恢弘的故宫、天坛，有现代科技打造的首都钢铁公司、中关村高新技术园区，有知识宝库中国印刷博物馆、中国蜜蜂博物馆，更有可尽情享受漂流刺激的“京北第一漂”、美丽的康西大草原……带你进入一段神奇之旅！

1 传统重工业向现代生态产业的变迁——首都钢铁公司

 钢和铁的区别与特性

 钢铁冶炼的基本流程

 钢铁的种类和用途

 首钢为什么要搬家？

 首钢生态工业旅游

2 神奇的电——国家电力科技展示中心

 无所不能的电

 电是怎样产生的？

 现代社会对电能质量的要求

 国家电力科技展示中心

3 水，生命之源——北京

 自来水博物馆

 生命和水

 “可怜”的水资源

 北京自来水产业的发展

 北京自来水博物馆

4 伟大的发明印刷术——中国印刷博物馆

 伟大的发明——印刷术

 北京的印刷业

 中国印刷博物馆

5 城市的“静脉”——北京排水科普展览馆

 大雨时的“堵城”

 “排水”不如“渗水”——水资源的健康循环

 为什么要利用“再生水”？

 北京排水科普展览馆

6 信息的传递——中国电信博物馆

 中国古代的通信方式

 中国电信博物馆

7 历史与现实、工业与艺术的完美结合——798艺术区

 798艺术区的来历

 798的今天

 798艺术之旅

8 营养美味果蔬汁——北京汇源饮料食品集团有限公司

 什么是果蔬汁？

 果蔬汁的营养价值与产品特点

 果蔬汁有哪些类别？

 果蔬汁是怎么生产出来的？

 觅汇源果汁，品健康饮料

9 可口可乐之旅——北京可口可乐饮料有限公司

 可口可乐属于碳酸饮料

 碳酸饮料是怎么发明的？

 碳酸饮料的生产流程

 北京可口可乐之旅

10 百年牛栏山——北京牛栏山酒厂

 “酒”是何时出现的？

 酒的分类

 白酒是怎么酿造出来的？

 百年牛栏山

11 瑰丽的景泰蓝艺术——北京市珐琅厂

 什么是景泰蓝？

 景泰蓝是怎么制作的？

 景泰蓝工艺的起源与发展

 现代景泰蓝工艺的特点

 北京市珐琅厂景泰蓝艺术之旅

12 汽车的魅力——北京现代汽车

 有限公司

 汽车对人类社会的影响

 汽车的发展历程

 汽车由几部分组成？

 探秘北京现代汽车的制造

13 清爽怡人的啤酒——北京燕京啤酒

 “液体面包”——啤酒

 啤酒的种类有哪些？

 啤酒之最

 啤酒是怎么生产出来的？

 游燕京啤酒集团，看啤酒生产全过程

14 中国的“硅谷”——中关村高新技术园区

 什么是高新技术园区？

 中国的“硅谷”——中关村

 走进中关村西区，体验高科技商贸文化

15 走进计算机世界——北京联想集团

 计算机及其作用

 个人计算机(微机)的产生发展

 个人计算机(微机)的组成结构

 走进联想，走进微机世界

1 传统重工业向现代生态产业的变迁——首都钢铁公司

随着科技的发展，钢材在我们的日常生活中已经非常常见了。从已经成为城市生活必需品的汽车、电脑、电视、空调、冰箱、洗衣机、微波炉到我们做饭用的锅、写字的钢笔，哪一样都离不开钢材。那么你想知道钢铁是怎样炼成的吗？这么大量的钢材到底是怎么生产出来的呢？钢和铁有何区别？钢材的种类都有哪些？它们可以用在哪些领域呢？首钢总公司生态工业旅游项目可以帮助我们解决这些问题。

钢和铁的区别与特性

我们经常提到“钢铁”一词，那么“钢”和“铁”到底有何区别呢？要想搞清楚二者的区别，首先要说说铁元素。铁(Fe)元素占地壳元素总量的5．5％，自然界中自然铁极少，大部分是通过和氧结合成铁矿石的形式存在。纯铁呈灰白色，强度不是很大，故用处不大。通常我们所说的铁或钢，其实是一种合金，这种合金的主要成分为纯铁，同时还含有锰、铬、钨等金属元素及碳、硅、硫、磷等非金属元素，其中碳所扮演的角色最为重要，它决定铁是否有延展性，是不是很脆，是否易熔化。将铁矿石加入高炉还原而得的“熔铣”(熔融生铁)含碳2％～7．5％。将熔铣浇注到模中得到一定的形状，称为铸铁。铣铁(或生铁)无法锻造、轧制或压制，也就是说，它不能做任何形式的机械变形。

磷与硫对铁来说，是很令人讨厌的元素，虽然磷可使铁的流动性变佳，但也使得铁变脆。至于硫呢，如果铁中含硫过多，则有热脆现象发生，即铁在高温加工的操作下脆裂。而如果加入某些特定的合金元素——锰、铬、镍、钼等，就可以增加钢铁的延展性、抗拉强度、硬度，改进其铸造性质，增加其对腐蚀与热的抵抗力。经过热处理(将钢料加热至某一预定高温，再以各种速率使其冷却)，可以改变钢料的机械性质和物理性质。再者，钢铁容易施以机械加工而得到所需要的尺寸和形状。钢铁因为具有这些特性，所以广泛地用来制造各种机械设备及建筑楼房。

炼钢和炼铁的反应原理不同。炼钢的主要反应原理是在高温下，使用氧化剂(如氧气或铁的氧化物)将生铁中所含过量的碳及其杂质变成气体或炉渣除去；而炼铁的主要反应原理是在高温下用还原剂(如一氧化碳)将铁从它的氧化物中还原出来。铁矿石经过高温冶炼后，去除其中的碳，从大体的意义上讲，剩余的大部分是铁的成分，还有一些杂质，其中含碳量最小的是铁，最大的是铸铁，其余的就是钢。我们—般将含碳量高于2％的铣铁或铸铁称为铁，而将含量少于2％的称为钢。

钢铁冶炼的基本流程

钢铁冶炼基本包括炼铁、炼钢、浇铸、一次成型、制造加工和精整等过程。

铁矿石、焦炭和石灰是炼铁用的原料，这些原料被装入高炉以生产铁水。铁水中含4％～4．5％的碳和其他杂质，因而很脆，不适合许多工程应用。而炼钢是一个通过氧化反应脱碳、升温、合金化的过程。它的主要任务是脱碳、脱氧、升温、去除气体和非金属杂质、合金化。主要包括造渣、出渣、熔池搅拌、电炉底吹、熔化期、氧化期和脱炭期、精炼期、还原期、炉外精炼、钢液搅拌、钢包喂丝、钢包处理、钢包精炼、惰性气体处理、预合金化、成分控制、增硅、终点控制、出钢等过程。

转炉使用铁水和回收的废钢作为原料，并在转炉内通过吹氧，使碳含量降低到0％～1．5％，以生产钢水。另外，电炉通过熔化废钢和生铁来生产钢水。随后，使用二次精炼工艺来对钢液的成分、温度和清洁度进行细微的调整。炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯、钢锭，经压力加工成钢材(钢铁产品)。

此后，钢液被连铸成板坯、大方坯或者小方坯。目前，连铸已经基本取代了模铸。之后，一次成形操作，如热轧被用于连铸的板坯、大方坯和小方坯(也包括传统的钢锭)。其主要目的是获得大的形状变化，而不是发展钢的性能，但在此过程中，钢的性能也会发生很大的改变。最后，使用各种各样的“二次”成形工艺来获得钢材的最终形状和性能。这些工艺可以进一步细分为：成形(例如冷轧)、加工(例如钻孔)、连接(例如焊接)、涂镀(例如镀锌)、热处理(例如回火)、表面处理(例如渗碳)。

钢铁的种类和用途

世界上的金属总产量中钢铁占99．5％，而钢铁的种类又非常多。根据断面形状的不同，钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类。为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢、优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管、焊接钢管、金属制品等品种；依照它的提炼方法可分为柏塞麦转炉钢、碱性转炉钢、平炉钢、电炉钢等；依所含成分则可分为碳钢、低合金钢、高合金钢等。为了特殊目的，而加入各种合金元素可得特殊合金钢。

钢材应用的领域非常广泛，主要包括建筑工程、机械、轻工、汽车、煤炭、船舶、集装箱、石油、铁道装备与建设等方面。钢在国民经济中占有极其重要的地位，是社会发展的重要支柱产业，人们常把钢、钢材的产量、品种及其质量作为衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术发展水平的重要标志。

不同的钢材，其用途大大不同。高温钢在500℃～600℃的温度下连续使用，仍能保持其机械特性，因此常常用于制造锅炉。其中铜是高温钢的主要合金元素。在钢中加入铬、镍和硅，即产生了耐热钢，它能耐1300℃的高温，因此，这种钢通常用于制造工业用炉及电阻丝等。不锈钢是我们日常生活中最为常见的钢材之一，如果在钢中加入少量铜可延缓钢在空气中的腐蚀率，加12％以上的铬则可避免钢之腐蚀，若再加入镍则防腐性更好，且提高钢的韧性。因此，在目前食品工业及化学工业中正广泛地使用不锈钢，厨房用具、餐具和外科用具也用不锈钢制造。工具钢的含碳量高于结构用钢，通常用于制锯条、钻头等。另外还有一些特殊钢则加入铬、钨、钴、钼、钒等合金元素，并经过适当的热处理。

首钢为什么要搬家？

一提到炼钢，大家是否立刻就会想到高耸的烟筒、散发着热浪的铁水、汗流浃背的工人、大量生产的垃圾呢？的确，在传统工业中，生产活动是由“资源—产品—废物”所构成的物质单向流动的生产过程，这种线性经济发展模式，是以高物耗、高污染、低效率为特征的，是一种不可持续的发展模式。除了浪费了大量的资源，厂区周边的居民也常常因居住环境受到尘渣、废气、废水的污染而苦不堪言。

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北京城是历史的，也是文化的。70万年前创造了灿烂的古人类文化的周口店北京猿人遗址在这里被发现。作为城市，北京的历史可以追溯到3000余年前。中国历史上的辽朝于会同元年起在北京地区建立了陪都；金朝皇帝海陵王完颜亮在北京建都，称为中都；元朝、明朝和清朝的都城均建立在北京。众多名胜古迹诉说着这块宝地数百年的兴衰。北京城又是现代的，科技发展充满活力，众多的博物馆、展览馆、图书馆、科普基地、科技馆、公园、旅游景点展现着北京的变迁、发展和繁荣。

北京旅游资源十分丰富，其中包含多领域的科学知识。在大力提高全民科学素质、弘扬科学精神的时代，科普旅游不仅成为旅游的热点，也成为科普的热点。为发展科普旅游事业，北京市至今共命名市级科普基地1 56家。有意识地将科学知识与京城旅游相结合，让小读者在“游”中“学”，在“游”中“悟”，是科学技术普及教育的新尝试。

青少年不仅具有爱玩好动的特点，更有对科学知识的渴求。许多家长都很注重利用闲暇时间引导孩子走出家门参观、旅游，期望扩大孩子的知识面，但苦于自己的知识积累不足，不能应付孩子日益增长的求知欲，结果孩子游山玩水多，走马观花多，学到的知识少。本套丛书分为三册，以“三色”命名，即《金色辉煌》、《蓝色峥嵘》、《绿色脉动》，力求结合青少年特点，结合北京市的科普资源、旅游资源和生态环境资源，分别向中学生介绍北京的景观、名胜，经济产业，生态环境，等等，并通过介绍其中的科学原理、技术特点、环保理念等与节约型社会相关的内容，充实科普旅游的内涵。

本课题在启动初期，作者们走访了多处北京科普教育基地，发现政府投入了大量资金和人力、物力，但很多学生和家长对这些场馆却知之甚少，学校组织参观的机会也很有限。这些场馆大多免费参观，即便收费也很低，十分有必要进行宣传。在本套丛书中，我们对于如何把科普知识的传播贯穿于旅游线路之中做了初步的尝试，希望对促进北京市科普旅游事业的发展，引导更多的家长和青少年在旅游中学习科普知识能有所帮助。

《游京城，学科学》为《北京科普旅游》丛书中的一个系列。《北京科普旅游》丛书是北京市科委科普专项课题之一，获得北京市科委的大力支持和专项资助，同时也受到有关机构的关注和指导。这里谨表衷心感谢！

2010年7月于北京