炼钢炼铁历史
炼钢的发展历史
04 炼钢技术发展展望
高纯净度钢的研发
高纯净度钢
随着科技的发展，高纯净度钢的需求量 越来越大，其研发成为炼钢技术的重要 发展方向。高纯净度钢具有更高的强度 、韧性和耐腐蚀性，广泛应用于汽车、 建筑、石油化工等领域。
VS
研发进展
目前，国内外钢铁企业正在加大高纯净度 钢的研发力度，通过优化炼钢工艺、选用 高品质原料、加强质量检测等方式，不断 提高高纯净度钢的性能和品质。
高效、低能耗炼钢技术
高效炼钢
为了提高炼钢效率，降低生产成本， 钢铁企业不断探索高效炼钢技术。通 过改进炼钢设备、优化炼钢流程、提 高自动化水平等方式，实现炼钢周期 的缩短和产量的提高。
生铁技术
生铁技术出现在公元前3世纪左 右，是中国古代炼钢技术的重 大突破。
生铁技术采用高炉炼铁，将铁 矿石和焦炭放入高炉中，通过 高温还原反应将铁矿石还原成 生铁。
生铁具有较高的碳含量和杂质 含量，需要通过反复锻打和渗 碳来提高质量。
熟铁技术
熟铁技术出现在公元10世纪左右，是 生铁技术的进一步发展。
电弧炉炼钢
总结词
灵活性、环保、高品质
详细描述
电弧炉炼钢是一种灵活性的炼钢方法，通过使用电弧炉将废钢铁熔化并除去杂质，得到高品质的钢水 。这种方法具有环保、高品质等优点，但成本相对较高，主要用于特殊钢材的冶炼。
03 现代炼钢技术
氧气顶吹转炉炼钢
氧气顶吹转炉炼钢技术是一种现代化的炼钢工艺，通过向熔 融钢液中吹入氧气，使钢液中的杂质和有害元素氧化，从而 得到纯净的钢水。这种技术具有高效、低耗、环保等优点， 已成为现代钢铁工业的主要炼钢方法之一。
中国钢铁冶炼简史
中国钢铁冶炼简史春秋战国钢铁的冶炼春秋时代是我国由奴隶社会向封建社会转变的阶段。
促成这一社会变革的物质因素，是社会生产力的发展。
劳动工具是社会生产力发展的重要标志。
铁制工具的广泛使用，促进了我国由奴隶制向封建制的过渡。
商代用陨铁制作了铁刃铜钺，说明对铁的性质和锻打嵌铸的技术已经有了一定的认识和掌握，但当时尚不知人工炼铁。
春秋时期，铁器已经在农业、手工业生产中使用。
农业生产中使用铁锄、铁斧等。
铁器坚硬、锋利，胜过木石和青铜工具。
晋国用铁铸刑鼎，铸鼎的铁是作为军赋向民间征收的，可见晋国民间铁已不少。
在江苏六合县程桥、湖南长沙龙洞坡等地出土了春秋时的铁器。
战国初或稍早已发明铸铁技术，这是我国劳动人民对冶金技术的重大贡献，比外国早一千八百年左右。
河北兴隆县寿王坟出土了大量战国时的铁范，其中有较复杂的复合范和双型腔，还采用了难度较大的金属型芯，反映了当时的铸造工艺已有较高水平。
战国时发明的用柔化退火制造可锻铸件的技术和多管鼓风技术是冶金技术的重要成就，比欧洲早二千年左右。
战国时还掌握了块炼铁固态渗碳制钢的方法和淬火技术。
块炼铁的方法也就是“固体还原法”。
由于块炼铁是铁矿石在较低温度下从固体状态被木炭还原的产物，所以质地疏松，还夹杂有许多来自矿石的氧化物，例如氧化亚铁和硅酸盐。
这种块炼铁在一定温度下若经过反复锻打，便可将夹杂的氧化物挤出去，机械性能就改善了。
从江苏六合县程桥东周墓出土的铁条，就是块炼铁的产品。
春秋末期和战国初期的一些锻造铁器也是以块炼铁为材料。
在反复锻打块炼铁的实践中，人们又总结出块炼铁渗碳成钢的经验。
从河北易县武阳台村的燕下都遗址44号墓中曾出土79件铁器，经分析鉴定，它们的大部分都是由块炼钢锻成的，这证明至迟在战国后期块炼渗碳钢的技术已在应用，块炼铁质柔不坚，块炼钢虽经渗碳处理，变得较坚硬，但在生产上仍嫌不足。
人们在生产实践中又摸索出块炼钢的淬火工艺，这就进一步提高了块炼钢的机械性能。
上述燕下都出土的锻钢件，大部份是经过淬火处理的，这又表明在当时，人们对淬火工艺也较熟悉了。
金属冶炼的历史与发展
工业革命时期的技术，通过高炉炼铁，提 高了生铁产量和质量。
炼钢技术的进步
转炉炼钢
利用转炉吹氧脱碳制得钢 ，具有较高的产量和较低
的成本。
电炉炼钢
利用电能加热钢液，可生 产高质量的特殊钢和合金
钢。
不锈钢的发明与生产
20世纪初的重大突破，通 过添加铬元素提高钢材的
耐腐蚀性。
有色金属冶炼技术
青铜器时代
大约公元前3000年，人类发明了青铜冶炼技术，将铜和锡混合加热熔化，制成 硬度更高、更耐用的青铜器。这一时期的青铜器在农业、战争和建筑等领域得 到广泛应用。
古代金属冶炼技术
高炉炼铁
古代人们通过将铁矿石和木炭放入高 炉中加热熔化，制成了生铁。这一技 术最早出现在中国，后来传播到欧洲 和其他地区。
9字
古罗马时期，铁器广泛用于 建筑、军事等领域，推动了 金属冶炼技术的进步。
9字
工业革命时期，欧洲的金属 冶炼技术取得了重大突破， 如亨利·贝塞麦发明了转炉炼 钢法，推动了钢铁产业的快 速发展。
美洲的金属冶炼历史
01
美洲的金属冶炼历史可追溯至公 元前2000年左右的美洲印第安文 明时期。
02
印加帝国时期，美洲的金属冶炼 技术达到了巅峰，如金、银、铜 等金属的冶炼和加工技术。
市场变化
全球经济形势的变化和市场需求的变化对金属冶炼行业产 生重要影响，需要加强市场分析和战略规划，应对市场变 化带来的挑战和机遇。
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利用先进技术将不同材料结合，以获得高性能、多功能和 轻量化的复合材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器 材等领域。
炼铁的发展历史
炼铁的发展历史炼铁的历史早起源于公元前1800年的印度。
公元前约1500年，安纳托利亚的赫梯人开始冶炼铁。
公元前约1200年，赫梯王国灭亡，各部落带着他们的炼铁知识分散到欧洲和亚洲。
从此“铁器时代”开始了。
铁器时代的工匠们并不知道钢铁冶炼的化学过程。
冶炼过程十分神秘，结果也依赖于铁匠的技术。
技术比较高超的是南印度的铁匠们。
早在公元前3世纪，他们用木炭加热坩埚熔炼熟铁，冶炼出“乌兹钢”，至今这种材料仍以其质量而闻名。
中国的铁匠也冶炼出高品质的钢。
中国的炼钢历史可以追溯到公元前2世纪，其炼钢工艺接近于“贝塞麦酸性转炉炼钢法”，这是欧洲在公元19世纪发展起来的一种工艺。
在大约公元600-900年，唐朝已经广泛应用钢制农用工具。
在12世纪，诸如高炉炼钢等工艺已经在亚洲开始出现并广为人知。
那个时代的大部分炼钢工人已学会用渗碳工艺生产钢铁，即通过长时间加热在锻铁棒表层渗入碳粉以增加合金中的碳含量。
这个工艺可能需要持续数天或者数周。
在1740年，一位神秘并且极富创造力的英国青年，本杰明•亨斯曼（BenjaminHuntsman），向英格兰北部的剪商透露了新的坩埚制铁工艺。
应用粘土埚，也就是坩埚，使棒材的熔炼温度足够高，达到渗碳工艺的要求，同时能够将生产出的钢水铸造（倾到）出均匀、高质量的铸锭，相对过去，该工艺提高了产量。
尽管亨斯曼的发明还未实现低成本、高产量地生产高品质钢的目标，仍需要后人继续努力。
但正是他的技术推动英国谢菲尔德成为19到20世纪大的炼钢中心之一。
工业革命是一个技术革新和创造层出不穷的时代，亨斯曼的坩埚技术只是这个时期众多发明中的一项。
工业革命起源于英国，其对世界范围内的制造、贸易和社会各领域产生了巨大影响。
工业革命始于18世纪，那时铁在工业领域独领风骚。
而到20世纪末，钢成为新的霸主，成为现代世界位于核心地位的金属材料。
蒸汽泵驱动水车发电，即使在枯水期也能为高炉提供动力。
焦炭和生铁供应充足，铁逐渐替代了木材成为建筑材料的新秀。
历史趣闻令外国人震惊的中国古代炼钢锻造技术
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令外国人震惊的中国古代炼钢锻造技术
导语：三国中有一典故，蜀汉著名的兵器制造家蒲元在斜谷口（今陕西周至县西南），“镕金造器，特异常法”，为诸葛亮铸刀三千口。
刀铸成以后，为了
三国中有一典故，蜀汉著名的兵器制造家蒲元在斜谷口（今陕西周至县西南），“镕金造器，特异常法”，为诸葛亮铸刀三千口。
刀铸成以后，为了检验质量，蒲元让士兵用竹筒灌满铁珠，举刀猛砍，如截刍草，竹筒断而铁珠裂，人们交口称赞蒲元铸造的钢刀是能够“斩金断玉，削铁如泥”的“神刀”。
无论是夸张还是事实，中国传统的刀剑工艺在当时确实是属于世界顶尖水平。
那么如此神刀到底是如何锻造而成？首先我们从中国的炼钢技艺开始讲起
中国其实在春秋晚期时期就有炼钢工艺了。
考古工作者曾经在湖南长沙杨家山春秋晚期的墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”，通过金相检验，结果证明是钢制的。
这是迄今为止我们见到的中国最早的钢制实物。
也是我们所提出观点的铁证，说明我国的炼钢工艺已经至少有2500元的历史（实在是令人惊叹！）
而炼钢工艺对刀剑品质的影响又体现在哪里呢？这里我们做一个比较，春秋战国时期，当时西方古罗马士兵使用的刀剑是熟铁的，在战场上交锋时一刺便弯，再刺之前非要放在地上用脚踩直不可。
而中国的楚国制造的钢铁兵器已经闻名天下。
《史记·礼书》和《苟子·议兵篇》中都谈到楚国的宛（今河南省南阳）出产的兵器刃锋象蜂刺一样样厉害。
公元1世纪时欧洲人普利尼都曾经说过：“虽然铁的种类多而又多，但是没有一种能和中国的钢比美。
”而考古学家通过对于河北易县燕下都出土的部分钢兵器进行的科
生活常识分享。
古代炼铁的方法
古代炼铁的方法
中国古代炼铁铸铁和生铁炼钢一直是主要方法。
1、我国炼铁始于春秋时代。
那时候的炼铁方法是块炼铁，即在较低的冶炼温度下，将铁矿石固态还原获得海绵铁，再经锻打成的铁块。
2、冶炼块炼铁，一般采用地炉、平地筑炉和竖炉3种。
我国在掌握块炼铁技术的不久，就炼出了含碳2%以上的液态生铁，并用以铸成工具。
战国初期，我国已掌握了脱碳、热处理技术方法，发明了韧性铸铁。
3、战国后期，又发明了可重复使用的“铁范”(用铁制成的铸造金属器物的空腹器)。
4、西汉时期，出现坩埚炼铁法。
同时，炼铁竖炉规模进一步扩大。
1975年，在郑州附近古荥镇发现和发掘出汉代冶铁遗址，场址面积达12万m2，发掘出两座并列的高炉炉基，高炉容积约50m3。
西汉时期还发明了“炒钢法”，即利用生铁“炒”成熟铁或钢的新工艺，产品称为炒钢。
同时，还兴起“百炼钢”技术。
5、东汉(公元25～220年)，光武帝时，发明了水力鼓风炉，即“水排”。
我国古代水排的发明，大约比欧洲早1100多年。
6、汉代以后，发明了灌钢方法。
《北齐书·綦母怀文传》
称为“宿钢”，后世称为灌钢，又称为团钢。
这是中国古代炼钢技术的又一重大成就。
电炉炼钢及其发展-22315435
电炉炼钢及其发展-22315435
一、电炉炼钢的发展及其趋势
1.电炉炼钢的发展历史
中国是世界上最早采用电炉炼钢的国家，早在汉代就有“炼铁”的技术了，但是当时的电炉炼钢技术还不是很完善，往往会出现铁水质量不佳的情况。
到了明朝，中国炼钢技术又有了很大的进步，朱元璋曾下令在潼关构筑一座电炉，但是由于技术上的缺陷，这座电炉最终没能落成。
到了19世纪，中国还是处于进口钢铁的时代，直到1908年，由美国专家乔治·费尔班克斯在天津成功炼出了“中华第一锅”，中国第一座电炉炼钢厂，天津炼钢厂正式建成，中国工厂炼钢史上一个重要的里程碑开启了。
随后，中国的电炉炼钢又取得了巨大的进步，中国的电炉强度、精度及表面质量都达到了国际先进水平，一代又一代的电炉不断出现，给中国的经济建设上了极大的贡献。
2.电炉炼钢技术的趋势
随着经济的发展，电炉炼钢技术也不断进步，各种新型电炉系统和技术不断涌现，其中最具代表性的是：
①新型电炉系统。
新型电炉系统比传统电炉系统更加先进、高效，能够有效提高炉内温度，降低炉膛温度，提高炼钢效率，减少能耗。
古代炼钢技术
古代炼钢技术引言：炼钢是一项古老而重要的冶金技术，古代人们通过不断探索和实践，逐渐发展出了独特的炼钢工艺。
本文将从古代炼钢的起源、工艺流程以及对社会经济的影响等方面进行探讨。
一、古代炼钢的起源古代炼钢技术的起源可以追溯到公元前6世纪的中国。
据史书记载，当时的中国冶金学家在铁制品的生产过程中，意外发现了一种可以提高铁质品质的方法。
这一方法后来被称为“炼钢”。
二、古代炼钢的工艺流程古代炼钢的工艺流程相对简单，主要包括矿石选矿、炼铁、炼钢等环节。
1. 矿石选矿古代炼钢首先需要选取合适的矿石。
常用的矿石有铁矿石、锰矿石等。
选矿的原则是优先选择含铁量高、杂质较少的矿石。
2. 炼铁炼钢的第一步是炼铁。
古代人们使用的主要炼铁方法是青铜法。
这种方法是将铁矿石与富含铜的青铜矿石一起熔炼，使铁与铜发生反应生成铁铜合金，再通过特殊的冶炼工艺将铁铜合金中的铜去除，得到纯净的铁。
3. 炼钢在获得纯净的铁后，古代人们进行炼钢。
炼钢的方法有多种，其中最为常见的是碳化法和火焰法。
碳化法是将铁与含碳物质如木炭等混合加热，使铁中的碳含量增加，从而提高铁的质量。
火焰法则是将铁放入高温炉中，通过燃烧炉内的燃料产生的高温使铁融化，然后通过控制冷却速度，使铁内部的晶体结构得到重新排列，从而改善铁的性能。
三、古代炼钢对社会经济的影响古代炼钢技术的发展对社会经济产生了深远的影响。
古代炼钢技术的出现提高了铁器的质量和产量，使得铁器逐渐替代青铜器成为主流。
铁器的出现极大地改善了人们的生活，推动了农业、手工业和交通运输等领域的发展。
炼钢技术的发展使得古代冶金工艺逐渐完善，为后来冶金学的发展奠定了基础。
古代炼钢技术的经验和知识被传承并发展，为后来的冶金学家提供了宝贵的借鉴和启示。
古代炼钢技术的发展也推动了冶铁业的繁荣。
冶铁业的兴盛带动了相关产业的发展，如采矿业、运输业等，为社会经济的发展做出了重要贡献。
结语：古代炼钢技术是人类智慧的结晶，为社会经济的发展做出了重要贡献。
中国古代炼钢史综述
“炒钢”技术的发明和发展（西汉后期）
封建社会上升时期对钢制品的需求大大增加， 熟铁块炼法和生铁脱碳炼钢均不能满足要求。在西 汉后期创造了“炒钢”技术。
“炒钢”技术的发明和发展（西汉后期）
工序简介：先寻求铁矿石，冶炼成生铁水（熟铁在当时是 不可能熔化成铁水的），即所谓“烧冶之使成水”，然后 炒炼成钢（即高温搅拌，增加氧气和铁的接触面，使液体 中的碳氧化），再反复锻打（生铁是不可能经过锻打制成 钢材的），制成莫邪一类的钢剑。即所谓“万锻之，乃成 莫邪”。炒钢技术的发明使得百炼钢技术进入成熟阶段。
淬火技术的发明和发展
淬：将已锻好的钢铁烧红，达到一定温度，突然浸入冷却 剂中很快冷却，使它获得高硬度和一定的物理机械性能。
火与水合为焠 曹丕《典论.剑铭》“淬 “汉水纯弱，不任淬， 以清漳，厉以礛硃。" 用蜀江爽烈。”
三国时，已经认识到不同的水质对淬火后钢的质 量的影响的规律。 西汉时期，对钢刀，钢剑的刃部采用局部渗碳和 淬火技术，从而提高刃部的硬度和机械性能。
淬火技术的发明和发展
淬火介质的多样化 原理：不同的液体的性质，温度和 淬火时间长短导致不同的淬火效果。 南北朝——宿铁刀（用动物的尿和 油脂） 明朝——少数民族用地溲淬火（地 溲是地下流出的原油） 明朝——出现“冷待淬火”工艺。 “凡铁，纯钢为之，未健之时，钢性亦软，以已健 钢鏩划成纵斜文理，......划成烧红，退微冷，入水 健。久用乖平，入火退去健性，再用鏩划。"
“生铁淋口”技术的发明和流传
《天工开物》卷10 《锤锻》 “凡治地之物，用锄镈之属，熟铁锻成， 熔化生铁淋口，入水淬健，即成刚劲。” 广泛应用在农业的农具制造，俗称“擦 生”。整个擦生的时间，包括加热，擦 生，淬火等等，大约需要4-5分钟，而生 铁液擦上的时间仅为20 -30 秒钟。入水 淬火的时间约5秒，经过修边开刃，便成 为一件耐磨韧性又好的农具。 创新之处： 即不需要夹进炼好的钢条，又不需要把工具加以熔化，而利用 了炼钢原理，很巧妙地用“生铁淋口”的方法使工具具有钢刃， 不仅方法简捷，而且节省很多时间。
金属冶炼的发展历史
铜器时代的金属制品主要用于工 具、武器和饰品等，对人类社会 的生产力和文化发展产生了深远
的影响。
铁器时代
铁器时代大约始于公元前1000年左右，标志人类开始进入铁的冶炼和使用 阶段。
与铜器时代相比，铁器时代的金属制品更加广泛地应用于生产和生活领域 ，促进了社会经济的快速发展。
铁的冶炼技术不断发展，逐渐形成了以高炉、鼓风炉和坩埚炉为代表的炼 铁技术体系。
金属冶炼的工业化
钢铁工业的崛起
随着炼钢技术和新的炼铁方法的出现，钢铁工业在19世纪末和20世纪初迅速崛起 ，成为工业化的重要支柱之一。
全球金属冶炼的扩散
随着钢铁工业的发展，金属冶炼技术逐渐向全球扩散，成为各国工业化进程中不 可或缺的一部分。
03
现代金属冶炼技术
高炉的大型化
总结词
高炉的大型化是现代金属冶炼技术的重要发展趋势，它提高了冶炼效率，降低了生产成本，为钢铁工业的可持续 发展做出了贡献。
随着科技的发展，对金属材料的 要求越来越高，高性能金属合金 的开发和应用成为金属冶炼的重 要方向。
非金属材料替代
为了满足某些特殊需求，非金属 材料逐渐替代传统金属材料，如 碳纤维复合材料、陶瓷等。
智能化和自动化技术的应用
自动化生产流程
通过自动化技术提高生产效率，降低人工成本，实现连续化 、高效化生产。
新的炼铁方法的出现
托马斯炼铁法
19世纪80年代，美国的托马斯发明 了碱性转炉炼铁法，这种方法通过使 用碱性材料作为溶剂，降低了生铁中 的杂质含量，提高了生铁的质量。
直接还原炼铁法
20世纪初，直接还原炼铁法开始得到 应用，这种方法通过在高温下将铁矿 石还原成金属铁，避免了传统炼铁过 程中产生的大量废渣和废气。
铁的冶炼发展历程
铁的冶炼发展历程铁的冶炼是人类早期技术的重要突破之一，是人类文明进步的象征。
从最早的手工冶炼到现代化的高炉炼铁，铁的冶炼经历了漫长的发展历程。
下面将为大家介绍铁的冶炼发展的主要里程碑。
早在公元前约1500年左右，人类就开始使用铁矿石进行熔炼。
这种早期的冶炼方式被称为“手工冶炼”，其原理是利用木材等作为燃料，将铁矿石加热至高温，使其熔化，然后通过冷却凝固得到纯铁。
这种冶炼方式简单粗糙，产量低，但确立了铁的冶炼的基本原理。
随着冶炼技术的不断发展，人们逐渐掌握了高炉冶炼的方法。
公元前约500年左右，中国的春秋战国时期，我国自主发明了高炉冶炼技术。
高炉运用了风力的力量，形成了独特的“吹炼”方式，使铁矿石在高温下得到熔化和冶炼。
高炉的发明不仅提高了铁的冶炼效率，还大大增加了铁的产量，成为了人类历史上的重要突破之一。
随着时间的推移，铁的冶炼技术逐渐传播到了世界各地。
公元前1世纪，罗马帝国开始广泛应用高炉冶炼技术，将铁的冶炼推向了一个新的高峰。
他们还使用水轮机等机械设备，将高炉技术应用于生产实践中，大幅度提高了铁的产量和质量。
14世纪末至15世纪初，随着工业革命的到来，铁的冶炼技术又迎来了一次革新。
英国人亨利·博尔顿发明了高炉冶炼的新方法，即用煤炭代替木材作为冶炼燃料，这被称为“煤焦冶炼”。
这一新技术极大地丰富了原料来源，推动了铁的冶炼效率的大幅提升，加速了工业革命的进程。
到了18世纪末，人们又取得了对炼钢技术的突破。
英国的亨利·贝塞莫尔发明了气体熔融炼钢法，将工业生产中的铁炼制至钢的水平。
这种炼钢技术使铁产业得以进一步发展，为钢铁产业的崛起奠定了基础。
到了19世纪中叶，铁和钢的冶炼技术逐渐向现代化迈进。
人们利用焦炉、转炉、电炉等新型设备，进一步改良和提高了冶炼工艺。
此外，各国对铁和钢的冶炼技术进行了积极的研究与交流，推动了全球钢铁产业的不断发展。
在现代化工业技术的推动下，铁的冶炼也进一步实现了自动化和集约化。
钢结构发展简史
创造了条件。
2019/10/14
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1.3. 钢结构在国外的发展史简介
于1777-1781年，世界上 第一座铸铁桥。它的 建造者是钢铁大王亚 伯拉罕·达比。 由建筑师T·F·普里 查德 协助设计。这座桥横跨 塞文河，跨度为30.5米。
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1.3. 钢结构在国外的发展史简介
框架结构最初在美国得 到发展， 其主要特点是以生铁框 架代替 承重墙。1858--1868 年建 造的巴黎圣日内维夫图 书馆， 是初期生铁框架形式的 代表。
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1.3. 钢结构在国外的发展史简介
英国福斯桥,建于1889年，是 世界上第一座现代化钢桥。
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纽约帝国大厦
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1.3. 钢结构在国外的发展史简介
美国旧金山的 金门大桥，建 于20世纪30年 代 用了二万多根 钢丝缆绳组成
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1.3. 钢结构在国外的发展史简介
钢结构发展简史
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§1-1 古代钢结构发展简史
钢是一种铁碳合金，人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢技 术的发展是密不可分的。最早在公元前2000年左右， 在伊拉克两河流域就出现了早期的炼铁术。 我国也是较早 发明炼铁技术的国家之一，早在战国时期，我国的炼铁技 术已很盛行了。公元65年（汉明帝时代），已成功地用锻 铁为环，相扣成链，建成了世界上最早的铁链悬桥——兰 津桥。此后，为了便利交通，跨越深谷，曾陆续建造了数 十座铁链桥。其中跨度最大的为1705年（清康熙）建成 的四川泸定大渡河桥，桥宽2.8m，跨长100m。除铁链 悬桥外，我国古代还建有许多铁建筑物，如铁塔等，目前 依然存在。所有这些都表明，我们中华民族对铁结构的应 用，曾经居于世界领先地位。
古代人如何炼铁
古代人如何炼铁中国古代的人们炼铁的方法是：铁矿石---(1100-1200炉温)--生铁--(锻打)--钢--(锻打)--熟铁中国人从东汉开始进入铁器时代，之前有过少量的铁器，很难弄清是自己炼造，还是舶来品。
无论如何，中国在汉朝掌握了炼铁法，从东汉开始，青铜正式退出舞台。
但中国的炼铁法和世界其他地方完全不同，大量采用生铁制品，炼铁方法是：用1100-1200度炉温，把铁矿石融化，流出后成为铸铁。
铸铁质地坚硬，但很脆，实际使用很困难，不管是做兵器还是铁器，都不好使。
但中国人没有别得选择，只能使用这种制品。
如果想得到一块钢，怎么办只有一个方法---锻打!中国古人把生铁加热到接近融化，然后反复锻打，除去碳硫磷等杂质，如果时间够长，会得到一块钢，再反复锻打法，会得到一块低碳钢，这种含杂质很少的钢，古人称之为百炼钢。
算是铁中的极品，如果再锻打，就会得到熟铁，古人称之为柔铁。
后来的灌钢、苏钢道理都是一样，把生熟铁混合加热锻打，这里要注意，古人说的熟铁不是现在的熟铁，正如古人说的火药不是现在的火药一样。
那时的熟铁其实也是生铁，只不过性能略有改善。
这就是中国古代的炼铁方法，这种从生铁锻打的到钢的方法，费时费力，产量极低，曹操为了造五把百炼钢刀，花了三年的时间。
如果使用块连法做渗碳钢，不仅时间上大大节省，而是质量更好，本钱也低得多。
但中国人根本就不会使用块连法和制造渗碳钢。
古人炼铁的方法火法炼铜(新时期时代)-----火法炼铁(奴隶社会末)-----湿法炼铜(中国汉代)-----西方湿法炼铜(15世纪50年代)公元前6世纪前后，中国就创造了生铁冶炼技术。
尤其是春秋战国时期，块炼铁和生铁冶炼两种工艺几乎是同时生产。
原始的炼铁炉是由石堆炼铁法改造而成的。
在土中挖一坑洞，周围用石块堆砌，称为地炉。
将铁矿石和木炭一层加一层的放在地炉中利用自然风力进行燃烧，利用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳，使铁矿石中的氧化铁复原成铁，冷却后，取出铁块。
中国古代炼钢史讲解
“炒钢”技术的广泛使用（东汉）
东汉唯物主义思想家王充在所著的《论衡.率性篇》 中提到： “更熟锻炼，足其火，齐其铦”。认为 世间价值千金的宝剑，原来就是矿山中的普通的 铁。冶工把它们锻炼成锋利的剑，岂是锻炼的原 料有什么不同，而是由于锻炼到家。 东汉炼钢技术的进步，铁工具已多用钢刃。 贾公彦疏：“汉时斧近刃，皆以钢铁为之”。到三国时代， 用钢制作兵器更加广泛。陶弘景《刀剑录》：“吴王孙权黄 武四年，采武昌山钢铁，作千口剑，万口刃，各长三尺九寸， 刀口方，皆是南钢，越炭作之。”
百炼钢的鼎盛时期---三国
魏太子丕造百辟宝剑
百辟宝剑-汉剑-龙泉剑
剑身自然出现水波纹
百辟，即百炼，意即经过一百次左右的加热和反复 折叠锻打。代表了当时炼制优质钢利器的工艺质量 的最高水平。
百炼钢的继续发展和热处理的进步 （魏晋-明朝）
魏晋南北朝，出现许多著名的冶炼家。 如南朝齐，梁时代的黄文庆。
中国古代的钢 铁冶炼技术
炼钢的两大方法
方法一：固体渗碳制钢技术 （春秋后期） 用块炼铁（或熟铁）做原料， 利用渗碳技术增加碳分。 （注）熟铁的碳含量比钢低， 所以要提高碳含量以得到钢。 具体办法： 用块炼铁放在炭火中加热渗碳； 易 用优质块炼铁配合定量的渗碳 剂和催化剂，密封加热渗碳。 难 方法二：脱碳制钢技术（战国 时代） 碳以含碳量高的生铁为原料， 采用脱碳方法炼制成钢。 （注）生铁的碳含量比钢低， 所以要降低碳成分以得到钢。 具体方法： 把比较薄的生铁铸件经过脱碳 退火，使其变成钢件； 把生铁加热到熔化或基本熔化 后，经过炒炼，使其氧化脱碳 而成为钢。
“炒钢”技术的发明和发展（西汉后期）
封建社会上升时期对钢制品的需求大大增加， 熟铁块炼法和生铁脱碳炼钢均不能满足要求。在西 汉后期创造了“炒钢”技术。
金属冶炼的历史与现状
技术进步和创新
高温高压冶金技术
通过提高冶炼温度和压力，提高金属的纯度和回收率，降低能耗 和污染。
生物冶金技术
利用微生物进行金属提取和分离，具有环保、低成本等优势，为 传统冶金行业带来革新。
数字孪生与人工智能
通过数字化技术和人工智能的应用，实现冶金过程的智能化控制 和优化，提高生产效率和产品质量。
更环保的冶炼技术和政策
技术特点
能耗低、环保，但设备成本高。
铝、铜等有色金属的冶炼技术
铝冶炼
技术特点
采用电解法，将氧化铝熔融后电解得 到铝。
铝冶炼能耗高，铜冶炼对环境有一定 影响。
铜冶炼
采用火法或湿法冶金工艺，从硫化铜 矿提取铜。
先进的分离和精炼技术
离子交换法
用于分离和纯化金属离子，常用于稀土元素的分 离。
萃取法
利用有机溶剂萃取金属离子，再进行分离和纯化 。
金属冶炼的历史与现 状
目录
• 金属冶炼的起源 • 金属冶炼的技术发展 • 金属冶炼的环境影响 • 金属冶炼的全球市场 • 金属冶炼的未来展望
01
金属冶炼的起源
早期的金属工具
01
02
03
石器时代
人类最初使用自然界的石 块和骨头制作工具，随着 对工具要求的提高，开始 出现磨制石器。
铜器时代
大约在公元前5000年左右 ，人类开始使用天然铜制 作工具和饰品，如斧头、 刀剑等。
技术特点
高效、环保，但成本较高。
03
金属冶炼的环境影响
空气污染
烟尘排放
金属冶炼过程中会产生大量烟尘 ，其中包含各种重金属元素和有 害气体，对空气质量造成严重影 响。
温室气体排放
部分金属冶炼过程需要高温，使 用化石燃料会产生大量二氧化碳 等温室气体，加剧全球气候变化 。
金属冶炼的发展历史
可持续发展在金属冶炼中的应用
清洁生产技术
01
采用先进的冶炼技术和设备，降低能耗和污染物排放，提高资
源利用效率。
循环经济
02
推动金属冶炼废弃物的回收和再利用，实现资源循环利用，减
少对环境的压力。
绿色能源
03
利用可再生能源如太阳能、风能等替代传统化石能源，减少能
源消耗和污染物排放。
绿色冶金的未来展望
详细描述
这一时期，铜、锌、锡等金属的冶炼技术得到了发展。例如，亨利·贝塞麦发明了连续 铸锭机，使得铜和锡的加工更加高效。此外，电镀技术的出现也为金属表面处理提供了 新的途径。这些新的金属冶炼方法满足了工业领域对不同金属材料的需求，推动了工业
生产的快速发展。
03
现代金属冶炼技术
高炉技术的现代化
现代化高炉采用先进 的自动化控制系统， 提高了生产效率和产 品质量。
在19世纪中叶，贝塞麦转炉炼钢法和托马斯平炉炼钢法相继问世，推动了炼钢技 术的发展。这些方法能够降低钢中的杂质含量，提高钢材的强度和韧性。随着技 术的不断改进，钢铁工业逐渐成为工业革命的重要支柱。
新的金属冶炼方法的探索
总结词
在工业革命时期，人们不仅对传统的铁和钢进行了大量研究，还探索了其他金属的冶炼 方法。
非金属复合材料
利用非金属材料（如碳纤维、玻璃纤维等）与金属材料复合 ，形成具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点的复合材料，广泛 应用于汽车、航空航天、体育器材等领域。
智能化和自动化技术的应用
自动化生产线
通过引入机器人、自动化设备等 ，实现金属冶炼的自动化生产， 提高生产效率，降低人工成本。
智能化技术
利用人工智能、大数据等技术， 对金属冶炼过程进行实时监控、 预测和优化，提高产品质量和降 低能耗。
金属冶炼的历史演进
工业革命时期，废钢和生铁的再利用 成为钢铁工业的重要趋势，这不仅减 少了原材料的消耗，还降低了生产成 本。
Part
04
现代金属冶炼
高炉和电炉技术的发展
高炉技术
高炉技术是现代金属冶炼的主要方法 之一，通过高温还原反应将铁矿石还 原成生铁。随着技术的不断进步，高 炉的效率和产能得到了大幅提升，同 时降低了能耗和污染。
01
太阳能、风能等可再生能源在金 属冶炼中的应用正在逐步增加， 以减少对化石燃料的依赖。
02
可再生能源的应用有助于降低金 属冶炼过程中的碳排放，推动绿 色低碳发展。
新型冶炼技术的研发和应用
新型冶炼技术如熔融还原、直接还原、生物冶金等正在逐步研发和应用，以提高金属回 收率和降低能耗。
新型冶炼技术能够提高金属冶炼的效率和环保性，有助于推动金属工业的可持续发展。
金属冶炼的历史演进
• 早期金属冶炼 • 中世纪金属冶炼 • 工业革命时期的金属冶炼 • 现代金属冶炼 • 未来金属冶炼的趋势
目录
Part
01
早期金属冶炼
铜器时代
铜器时代是人类历史上最 早的金属冶炼时代，大约 始于公元前8000年左右 。
铜器时代的主要金属是铜 ，人们通过冶炼铜矿石获 得铜，并制作出各种工具 、武器和饰品。
新材料的应用
新型材料在航空、航天、汽车、电子等领域得到广泛应用。金属冶炼企业应紧跟市场需求，加强新材料的研发和 应用，提高产品的附加值和市场竞争力。同时，新材料的研发和应用也需要企业加强与科研机构和高校的产学研 合作，推动科技成果的转化和产业化。
Part
05
未来金属冶炼的趋势
可再生能源在金属冶炼中的应用
中世纪金属冶炼
明清时期的铁器制造与冶金技术
明清时期的铁器制造与冶金技术明清时期是中国古代历史中一个重要的时期，是中国历史上文化发展最为繁荣的时期之一。
在明清时期，铁器制造与冶金技术取得了重要的突破和发展，为当时社会的生产和生活提供了重要的支持。
铁器制造是明清时期冶金技术的一大亮点。
在这个时期，中国的铁器制造水平不断提高，技术手段也不断改进。
明清时期的冶铁技术包括炼铁、炼钢、制造铁器等过程。
炼铁是将铁矿石经过冶炼、提炼出纯净铁的过程。
在明清时期，炼铁技术得到了很大的发展，炼铁炉的结构及燃料的利用取得了重要的进步，使得炼铁效率大大提高。
炼钢是将生铁经过退火和淬火等工艺，使其具备更好的刚性和强度。
在明清时期，炼钢技术也得到了很大的发展，炼钢过程更加精细化，使得钢铁制品的质量得到了大幅提升。
制造铁器是将铁矿石或钢块通过锻造、冷作等工艺，制成各种日常用具和兵器。
在明清时期，制造铁器的工艺技术也有了较大的改进，使用的工具更加精细，制造工艺更加复杂，因此铁器的品质得到了较大的提升。
明清时期的铁器制造与冶金技术的发展离不开对原材料的重视和利用。
在明清时期，中国的铁矿资源非常丰富，尤其是以山西、湖北、贵州等地为代表的产铁区，为铁器制造提供了充足的矿石。
同时，明清时期的冶炼技术也不断改进，利用具有高含铁量的矿石进行炼铁、炼钢，使得铁器的质量和性能得到进一步的提升。
另外，在明清时期，天然碳酸钠的应用也对冶铁技术的改进有一定的促进作用。
天然碳酸钠可以用作焙烧剂，使冶炼过程中产生的二氧化硫和二氧化碳排出，提高了铁质的纯净度和均质性。
在明清时期，冶金技术的发展也与社会经济的发展紧密相关。
明清时期是一个对外贸易相对开放的时期，对外贸易的发展为铁器制造与冶金技术的进步提供了市场需求和财政支持。
同时，明清时期的农业生产和手工业制造也发展迅速，对铁器的需求量也不断增大。
为了满足市场需求，铁器制造业必须不断提高技术水平和生产效率，完善冶金技术。
因此，明清时期的铁器制造与冶金技术的发展与时代的需求和经济发展密切相关。
中国古代冶金发展史
一、中国古代冶金发展史中国古代冶金发展史主要可分为青铜时代和从早期铁器时代到完全铁器时代两部分。
我国是在公元前1500年左右开始进入青铜时代，公元前500年左右开始进入铁器时代的，在早起的文明国家中我们使用金属的时间相对较晚，但是由于中国在冶铸技术方面的发明和创新，青铜冶炼和生铁冶铸技术的发展，使得中国的冶金业很快后来居上，跃升为世界的前列。
我国的青铜时代在夏王朝建立时期开始，夏王朝的青铜器冶炼技术标志着中国古代冶金技术的开端，也标志着我国古代人民正是告别石器时代走向新文明，在商周时期青铜的冶炼达到鼎盛时期。
而铁冶炼技术开始于从春秋时期，东周、秦汉到南北朝时期得以发展，在唐宋元时期达到最高潮，在明清时期又得以扩展，发展了铸造、锻造、有色金属生产和加工技术。
古时期铜或铁制文物，主要为兵器、生产工具、礼器等，如作为国宝级文物的司母戊铜鼎，中山王铁足铜鼎，还有许多古墓中挖掘出的铁制兵器等等，我们可以看出冶金技术的发展，无论是铜器时代还是铁器时代都与国家的发展需求、百姓生活息息相关。
近代冶金发展史早在19世纪中期，西方冶金技术开始有了突飞猛进的发展，尤以钢铁工业发展突出。
1832年尼尔松（Neilson）用热风炼铁，大大强化了炼铁生产。
增加了高炉炉高，改进了高炉的炉型，使得高炉构造更适于炼铁生产，工艺远比古时期得以优化，也使得19世纪末铁产量较世纪初翻了十几番。
1856年，美国科学家发明了转炉炼钢，标志着近代炼钢技术的开端，具有重要意义。
随后平炉炼钢技术的产生，电炉技术的发明，使得钢铁工业得到更进一步的发展，从根本上改变了古代冶金技术的面貌。
1890年，湖广总督张之洞主持兴建湖北汉阳铁厂和大冶铁矿，它的建设标志中国近代钢铁工业的兴起。
1908年，汉阳铁厂、大冶铁矿和萍乡煤矿联合组成汉冶萍煤铁厂矿公司。
这是中国近代第一个钢铁联合企业，也是当时远东第一流的钢铁联合企业，在第一次世界大战前后，本溪、鞍山、上海、阳泉和石景山等地的钢铁工厂也先后起步，使得我国的冶金技术水平有了突飞猛进的发展。
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Step 1 装料
Step 2 吹炼
各元素的氧化去除
Step 3 分析
Step 4 出钢
• 出钢成分 • C 0.08~0.10%, P≤0.015% • 出钢温度 ~1600oC • 出钢同时，合金化 • 锰铁、硅铁、硅锰、 • 铝块、增碳剂等 • 42CrMo4合金化后成分 • C 0.30-0.38%, Si 0.070.15% • Mn 0.55-0.70%, Cr 0.851.05%
4连续铸造
• • • • 1.大包– Ladle 2.中间包 – Tundish 3.结晶器 – Mold 4.二冷段 – Secondary Cooling Zone
总结
5文章翻译
钢铁工业是世界上最重要的工业之一，也是传
统史上最古老的工业之一。早在公元3000年前， 铁就是人类文化与文明的基础。 从矿石中提炼铁的历史可以追溯到史前时期。 古时候，铁矿石是在炭火中加热的（起初无疑是 偶然的），当火熄灭时，像海绵一样的固体铁块 就产生了。海绵铁能够锤打成型制造工具和武器。 冶金前辈发现，在吹火或扇风时，火会燃烧得更 旺，铁就会更快地炼成。从此以后人们就使用风 箱来增加风量。 现代炼铁生产的发展得益于几项重要技术的应用：
一旦电能供应充足，电热就开始被用来炼钢。 在1914～1918年的战争期间，电弧炉工艺首 次被广泛地用于合金钢的生产. 二次大战期间 和之后，合金钢需求的快速增加导致要建造 炉容大和吨钢能耗低的炉子。当前，电弧炉 在工业上有着稳定的地位。 二十世纪七十年代后，亨利.贝塞麦工艺和平 炉工艺逐渐被淘汰。而随着对高质量钢需求 的增加，炉外精炼已成为当今炼钢过程中必 不可少的步骤。
古代炼铁
2. 现代钢铁冶炼流程
2. 现代钢铁冶炼流程
炼铁
3炼钢的任务
• 去除杂质 • 硫：降低塑性（特别是横向塑性），热脆；（Sulfur: reduce the plastic (especially transverse plastic), hot shortness） • 磷： 冷脆，特别明显降低低温冲击性能;(P: cold brittle, especially obviously reduce the low-temperature impact properties) • 氧/夹杂物：形成钢材中薄弱处，对疲劳性能影响极大； (Oxygen / inclusion formation in steel: the weak point, effect on fatigue performance greatly;) • 氮：加工时效后易脆化，蓝脆；(N: processing after aging brittle, blue brittleness )
（1）1709年，一位叫亚伯拉罕.达比的年 轻人使用焦炭炼铁获得成功,这一革新导致气机和大型电动机作 鼓风机动力，使鼓风量大幅增加。 （3）1828年尼尔森采用蓄热式热风炉送风， 使高炉焦比大幅降低。 工业革命以前，钢是一种贵重材料，只能 少量生产以用来制造像剑和弹簧这样的物 件，而结构部件则用铸铁或熟铁来制造。
Brief Introduction of Ironmaking & Steelmaking
机设普10-4 邓云峰
主要内容 1. 钢铁发展简史 2. 现代钢铁冶炼流程 3. 炼钢的过程 炼钢的任务、炼钢的工艺过程及相 关设备 4. 钢的铸造 5.文章翻译
1.钢铁发展简史
最早使用陨铁 （约商代） 木炭还原铁矿石 (~1000oC) 鼓风机的应用，更高温度还原铁矿石 ---------------------------------------------------------1855年发明酸性空气底吹转炉炼钢法(Bessemer Process) 1878年发明碱性炉衬的底吹转炉炼钢 法(Thomas Process) 1880~1960s, 平炉炼钢时代 (Open Heart Process) 1950s~ ，氧气顶吹转炉开始(1952 Linz, 1953 Donawitz
在1856年8月，一位名叫亨利· 贝塞麦的英国人公布了他的 炼钢方法，这个工艺能够把钢的成本降低到原来成本的七 分之一左右，更重要的是它能够大量地生产钢了。亨利贝 塞麦工艺是从炉底向铁水吹入空气，使铁水中的杂质去除， 它曾经是炼钢工业的一个主要支柱。 最早的亨利· 贝塞麦转炉是用硅砖做炉衬。维多利亚女王 时代的铁器制造商发现，酸性贝塞麦工艺不能去除对钢有 害的磷，所以必须用低磷生铁进行冶炼。1878年，名叫 希德尼· 托马斯和珀西· 克利斯特的两个英国人对此法进行 了改进，他们用含氧化镁或白云石的碱性耐火砖砌成炉衬， 再向熔池加入石灰使其与铁水中的磷和硅化合，这样磷和 硅就以磷酸钙和硅酸钙的形式从铁水中除去。转炉采用碱 性炉衬提供了铁水与石灰发生反应的条件，从而避免了炉 衬的损坏。如果象酸性法那样使用硅砖，石灰就会对炉衬 产生化学侵蚀作用
Step 5 倒渣
• 出钢结束后，从另一个方向 倒渣 • 可以利用渣制造水泥、或化 肥（磷肥） • 有时留少量渣补炉，以提高 转炉炉龄。
复合吹炼转炉 / 顶底复吹转炉
钢包精炼 – Ladle Refining
• 1. 深脱氧（还原过程） • 2. 高碱度渣，深度脱 硫 • 3. 精确控制合金成分 • 4. 夹杂物控制 • 5. 精确控制温度
在1865年，诞生了另一种有效的炼钢工艺， 它使生铁/和废钢进入到具有蓄热室的炉子中 进行冶炼。依发明者的名字命名，就叫做西 门子－马丁工艺（平炉工艺）。之所以被叫 做西门子－马丁平炉工艺是因为铁水盛在一 个比较浅的炉底或炉膛内，如图1-1所示。但 是，平炉效率不高，适应不了高炉的巨大生 产能力，这就必然促成了大生产能力的氧气 转炉炼钢法的出现。
• 浇铸成内、外部质量好的钢坯或钢锭 • Solidified the ingots or billets with good inner and surface quality. • 避免裂纹、疏松；降低偏析；不出现宏观夹杂。 • Avoid cracks, porosity; Decrease the segregation; • No Macro-inclusions. • 模铸、连铸 • Ingot Casting, Continue Casting