中国古代的钢铁冶炼技术简史

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炼钢的发展历史

炼钢的发展历史
连续铸钢技术的应用,使得钢铁企业能够大规模、高效地 生产各种高质量的钢材,满足了市场需求。同时,连续铸 钢技术还有利于实现钢铁产业的绿色化、智能化和自动化 ,推动钢铁产业的转型升级和可持续发展。
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

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。

我国炼铁生产的发展历程

我国炼铁生产的发展历程

我国炼铁生产的发展历程自古以来,铁器一直是人类生活中不可或缺的重要工具。

作为重要的原材料,铁在我国的生产历程经历了漫长而丰富的发展历程。

本文将从古代冶铁技术的起源开始,一直追溯到我国现代炼铁工业的发展,带您了解我国炼铁生产的发展历程。

古代冶铁技术的起源可以追溯到公元前2000年左右的商代。

商代时期,我国的冶铁技术已经相对成熟,采用的主要方法是“出铁法”。

这种方法是通过烧炼铁矿石,将铁矿石中的铁与杂质分离,得到铁。

当时的炼铁技术主要使用木炭作为燃料,因此炼铁的规模有限,产量相对较低。

随着时间的推移,炼铁技术逐渐得到改进。

到了西汉时期,我国的冶铁技术已经取得了重要的突破,采用的方法是“高炉法”。

这种方法通过将铁矿石与石灰石和木炭一起放入高炉中进行炼制,得到高纯度的铁。

高炉法的采用使得炼铁的规模大大扩大,生产效率也大幅提高。

这一技术的出现,标志着我国冶铁技术进入了一个新的阶段。

在隋唐时期,我国的炼铁技术继续发展。

唐代的炼铁工艺以“风炉法”为主,这是一种采用风力增强燃烧的炼铁方法。

这种方法的使用,使得炼铁的产量再次大幅提高,炼铁工业进入了一个繁荣时期。

唐代的炼铁技术对于后来的炼铁工业的发展产生了深远的影响。

到了宋代,我国的炼铁技术再次得到改进和创新。

宋代的炼铁工艺主要采用“炼炉法”,这种方法通过将铁矿石和石炭一起烧炼,得到高质量的铁。

炼炉法的使用,使得炼铁的质量得到了极大的提升,炼铁产量也大幅度增加。

宋代的炼铁工业不仅为当时的国家经济发展做出了巨大贡献,同时也为后来的炼铁工业提供了宝贵的经验。

到了现代,我国的炼铁工业经历了一系列的发展和变革。

特别是改革开放以来,我国炼铁工业经历了迅猛的发展。

在20世纪80年代,我国开始引进国外先进的炼铁技术,如转炉炼铁技术和电炉炼铁技术。

这些新技术的引进使得我国的炼铁工业实现了跨越式发展,炼铁产量大幅度增加。

同时,我国还加大了炼铁工业的投资,提高了炼铁设备的自动化程度,不断提升炼铁的生产效率。

冶铁(钢)简史

冶铁(钢)简史

立志当早,存高远冶铁(钢)简史古代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。

冶炼块炼铁,一般采用地炉、平地筑炉和竖炉3 种。

我国块炼铁始于春秋时代,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。

战国时期,我国已掌握了脱碳、热处理技术方法,发明了韧性铸铁。

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)。

西汉时期,出现玵埚炼铁法。

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50m2。

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。

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。

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。

据﹤中华百科要览﹥记载:中国是最早用煤炼钢的国家,汉代时已经试用,宋、元时期已普及。

到时代(公元1368~1644 年)已能用焦炭冶铁生铁。

在公元14~15 世纪之际,铁的产量曾超过2000 万斤,折合约为1.2 万t。

西方最先开始工业革命的英国,约晚两个世纪,才达到这个水平。

总的来看,中国古代钢铁发展的特点与其他各国不同。

世界上长期采用固态还原的块炼铁和固体渗碳钢,而中国铸铁和生铁炼钢一直是主要方法。

由于铸铁和生铁炼钢法的发明与发展,中国的冶金技术在明代中叶以前一直居世界先进水平。

19 世纪后半叶清政府发展近代军事工业,制造枪炮、战舰、大量输入西方国家生产的钢铁。

1867 年进口钢约8250t,1885 年约9 万t,1891 年增加到170 万担(约13 万t)。

中国古代各种炼钢法简介

中国古代各种炼钢法简介

中国古代各种炼钢法简介1、青铜冶铸技术:中国古代最初是使用自然铜,商代早期已能用火法炼制铜锡合金的青铜。

冶炼青铜的过程较复杂,大概是先把选好的矿石加入熔剂,再放在炼炉内,燃木炭熔炼,等火候成熟,取精炼铜液,弃去炼渣,即得初铜。

初铜仍比较粗,需再经提炼才能获得纯净的红铜。

红铜加锡、铅熔成合金,即是青铜。

青铜的发明是人类文明史上的重大事件,由于其克服了纯铜的柔软弱点,且具有熔点低、铸造性能好等优点,逐渐成为古代铜器中的主要品种,并促进了车、船、雕刻、金属加工等制造技术和农业、军事及经济社会的发展。

青铜器的应用,代表了当时的科技水平和文化艺术水平,成为这一时代的鲜明标志。

2、古代铸铁技术:对铁器的大量需求,促成了铁范(铸铁金属型)的发明。

1953年河北兴隆燕国冶铸遗址出土的铁范,曾用来铸造铁斧、锄、镰和车具。

这些铁范结构合理,壁厚均匀,形状和铸件轮廓相一致,并已使用铁芯。

有的范能一次铸两件器物(如双镰范,图2[兴隆铁范(双镰范)]),表明铸铁技术在这个时期已达到较高的水平。

铸铁热处理技术在此期间有明显的进步。

由于铸铁都用木炭熔炼,碳含量大都在共晶点附近,而其他元素含量较低,属于较纯的铁碳合金。

不少器件用铁范铸造,壁厚一般在3~5毫米,属于薄壁铸件。

在实践中,已采用了较为合理的热处理规范,因而所得韧性铸铁件质量较好。

白心韧性铸铁件多数处理完全,很少残留渗碳体和析出石墨。

黑心韧性铸铁件多数以铁素体和珠光体为基体,一部分以铁素体或珠光体为基体,石墨形状与现代同类材质相近。

3、古代铸钢技术:灌钢法,古代中国劳动人民发明的一种先进炼钢工艺。

是中国早期炼钢技术一项最突出的成就。

由北齐著名冶金家綦母怀文发明。

17世纪以前,西方各国一般都是采取熟铁低温冶炼的办法,钢铁不能熔化,铁和渣不易分离,碳不能迅速渗入。

经过“块炼法”--“百炼钢”--“炒钢法”的发展历程,中国发明了灌钢法,成功解决这一难题,为世界冶炼技术的发展做出划时代贡献。

中国古代的冶金工艺与铁器制作

中国古代的冶金工艺与铁器制作

中国古代的冶金工艺与铁器制作一、导言中国古代是世界上最早掌握冶金技术的国家之一,其冶铁技术的发展对于中国古代文明的进步起到了关键性的作用。

本文将介绍中国古代的冶金工艺与铁器制作,探讨古代冶铁技术的特点及其对社会经济的影响。

二、冶铁技术的发展历程1. 早期冶金技术中国古代的冶铁技术最早可以追溯到新石器时代晚期,当时的人们已经开始使用火烧石器来熔炼金属。

主要使用的金属有铜、银、金等,但铁的应用尚属有限。

2. 青铜时代的影响青铜时代的到来推动了冶铁技术的发展。

青铜是铜与锡的合金,具有硬度和耐久性,因此在古代的器物制作中得到了广泛应用。

青铜制品的需求促使人们改进冶铁技术,充分利用铁资源来替代稀缺的锡。

3. 铁器时代的崛起铁器时代标志着中国冶铁技术的突破。

公元前6世纪末,中国铁器的生产已经相当普遍,各地方纷纷涌现出专门从事铁器制作的冶铁作坊。

铁器相比青铜器具有更好的硬度、韧性和耐磨性,很快取代了青铜器成为主流。

三、古代冶铁技术的特点1. 高炉冶铁技术中国古代采用高炉冶铁技术进行大规模的铁矿石熔炼。

高炉靠木炭提供的燃料进行加热,使矿石中的金属熔化,然后通过风力将燃烧产生的高温气体送入炉中,进一步加剧矿石的燃烧。

2. 精炼与锻造在冶铁过程中,冶铁工匠通过连续的炼铁、打煤和锻造等步骤,使铁的纯度逐渐提高并塑造出所需形状。

锻造是其中最重要的步骤之一,通过加热铁坯使其软化并打造成各种工艺品。

3. 工艺与质量控制古代冶铁工匠注重工艺和质量控制,他们通过多次加热、锻击和折叠来改善铁的质地。

这种冶铁工艺不仅使铁具有更好的硬度和韧性,还使得铁器表面能够制成精美的花纹。

四、古代铁器的制作与应用1. 农业与日常生活用具古代农业是中国古代经济的支柱,铁器在农业生产中广泛应用。

例如铁犁、铁锄等农具的使用,极大地提高了土地的耕作效率和农作物的产量。

2. 军事与战争利用铁器在军事领域的应用对中国古代的战争起到了重要作用。

古代的铠甲、剑刃、箭头等军器都采用了精良的冶铁技术制作,提供了更强的防护和攻击力量。

中国古代冶铁技术发展史

中国古代冶铁技术发展史

中国古代冶铁技术发展史中国古代是一个拥有丰富冶铁技术的国家,其冶铁技术的发展历程可以追溯到早期的新石器时代。

随着时间的推移,中国冶铁技术经过多次变革和创新,逐渐发展成为世界上领先的冶铁技术之一。

以下是中国古代冶铁技术的发展史:1. 新石器时代:新石器时代的中国人开始使用石头和木头来制造简单的冶铁工具。

这些工具主要用于采集和加工矿物质,例如铁矿石、铜矿石等。

2. 商代:商代时期(公元前16世纪-公元前11世纪)是中国冶铁技术的起点。

商代人使用炭作为燃料,通过烧制铁矿石来提取铁。

他们还发明了铁锤、铁镐、铁斧等冶铁工具,这些工具被广泛用于农业和建筑工程。

3. 春秋战国时期:春秋战国时期(公元前770年-公元前221年)是中国冶铁技术的黄金时期。

这个时期的人们开始使用更高效的冶铁工具,例如风箱和高炉。

风箱可以提供更强的空气流动,使炭火更加炽热,从而提高了铁矿石的冶炼效率。

高炉是一种革命性的冶铁设备,其结构和原理被用于现代钢铁工业。

高炉的出现使得中国的冶铁技术在世界上有了很大的影响力。

4. 秦汉时期:秦汉时期(公元前221年-公元220年)是中国冶铁技术的一个重要发展时期。

在这个时期,人们开始使用煤炭作为燃料,以替代炭火。

这种新型燃料提高了冶铁效率和品质,并促进了冶铁技术的进一步发展。

5. 唐宋时期:唐宋时期(公元618年-公元1279年)是中国冶铁技术的又一个重要时期。

在这个时期,人们开始使用新型的冶铁设备,例如水轮和水力锻机。

水轮可以提供更稳定的动力,使得冶铁设备的运转更加顺畅。

水力锻机则可以制造更加精确的冶铁产品,例如刀剑和铁器。

总的来说,中国古代冶铁技术的发展历程经历了多个时期,从简单的石器到革命性的高炉和水力锻机,每个时期都有其独特的贡献和特点。

这些技术的发展为中国和世界的经济和文化进步做出了巨大的贡献。

古代炼钢技术

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。

中国古代的钢铁冶炼技术简史[宝典]

中国古代的钢铁冶炼技术简史[宝典]

中国古代的钢铁冶炼技术简史中国古代的钢铁冶炼技术简史。

中国古代钢铁发展的特点与其他各国不同。

世界上长期采用固态还原的块炼铁和固体渗碳钢,而中国铸铁和生铁炼钢一直是主要方法。

由于铸铁和生铁炼钢法的发明与发展,中国的冶金技术在明代中叶以前一直居世界先进水平。

我国古代炼钢技术至迟发明于春秋晚期。

由先秦到西汉中晚期,主要制钢工艺是块铁渗碳法;由汉代到明清,主要又是炒钢法和灌钢法,其次还有百炼钢法和炒铁渗碳法,汉魏南北朝时还有“铸铁脱碳钢”,汉代还有坩埚炼钢法。

炒钢工艺主要生产一般的可锻铁(包括钢和熟铁),灌钢工艺主要生产含碳较高的刃钢,百炼钢是对普通炒钢的再加工。

春秋时期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。

冶炼块炼铁,一般采用地炉、平地筑炉和竖炉3种。

铁矿石在温度较高的炼铁炉中高温还原并渗碳,得到含碳达到3~4%的液态生铁。

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。

在中国,钢铁的总产量在唐代年产已达到1200吨,宋朝为4700吨,明朝最多达到4万吨。

在13世纪,中国是世界上最大的铁的生产国和消费国,直到17世纪仍保持着这一领先地位。

从汉代到明朝,中国人不仅在数量上处于领先地位,而且还拥有世界上最先进的钢铁冶炼技术。

在中国铁的最早使用也是从陨石提取的陨铁。

而正式开始铁的生产是在战国时代,但是在战国时代,作为制造兵器的原材料,还不能认为已经完全从青铜发展到铁的阶段。

因为在当时,铁的生产技术尚未成熟。

直至汉朝以后的中国已经掌握了很高的炼铁技术,能够大量生产铁了,这时铁兵才真正的取代了铜兵。

中国的炼铁技术之所以能够居于世界领先地位,是和自古以来的不断进步分不开的。

这可以从以下几点得到证实:第一,能够制造1200度以上的高温炉,从而可以进行高温下的精练。

第二,发明了向炼炉输送连续充足空气的装置――风箱,从而实现了高温下的冶炼。

第三,中国早从古代就不使用木炭,而是把煤作为炼铁的燃料,这样能很容易的得到高温冶炼的效果。

中国古代的冶铁与冶炼技术

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推动了手工业的进步:铁制品在纺 织、制陶等领域的应用促进了手工 业技术的提升。
增强了军事力量:铁制武器和甲胄 的出现提高了军队的战斗力和防御 力,对战争形态产生了深远影响。
对后世钢铁工业的影响
提供了基础工艺和技术,推动了中国及世界钢铁工业的发展。 形成了独特的钢铁文化,影响了人们的生产和生活方式。 促进了社会经济的繁荣和进步,加速了人类文明的进程。 对全球钢铁工业产生了深远的影响,为世界钢铁工业的发展做出了重要贡献。
中国古代的冶铁 与冶炼技术
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中国古代的冶 铁技术
早期冶铁技术
块炼铁技术:采用低温还原法炼铁,技术相对简单 生铁冶铸技术:发明于西周晚期,为冶铁技术的重大突破 炼铁燃料:最早使用木炭,后逐渐演变为煤炭和焦炭 铁器种类:早期铁器以小件工具为主,如斧、锛、凿等
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汇报人:
清代开始使用机器生产的近代化炼铁工业
标志:汉阳铁厂的建立
技术:采用焦炭作燃料,使 用机器生产
起始时间:19世纪中叶
影响:推动了中国近代钢铁 工业的发展
中国古代冶铁 与炼铁技术的 特点与影响
技术特点
冶铁技术:采用块炼铁和生铁制钢 的工艺流程,提高了铁的产量和质 量。

中国古代冶铁技术发展史

中国古代冶铁技术发展史

中国古代冶铁技术发展史夏商周时期是中国古代冶铁技术的起步阶段。

据考古学家的研究,夏朝时期已经开始使用铁器,商朝和西周时期铁器使用逐渐普及。

当时的冶铁主要采用铁矿炉和土法炼铁,这些方法对炼铁的温度、燃料和矿石有一定的要求。

夏商周时期的冶铁技术属于早期冶铁技术,对铁器的制作还比较粗糙,铁矿也仅有少量的利用。

从战国时期开始,中国古代冶铁技术经历了一个重要的变革阶段。

战国时期是铁器制作技术得到全面发展和推广的时期,各国在冶炼技术上进行了大量实践和探索。

其中最重要的是《吕氏春秋》中记载的铁工贾子明发明的风炉法。

风炉是一种采用风力加热燃烧的炉子,通过加大燃料投入量和炉子宽口等改进,使得冶炼温度得到了极大提高,使铁的产量和质量都有了很大的提高。

另外,战国时期还发明了一种新的冶炼技术,高炉冶铁技术。

高炉是一种较为复杂的炼铁设备,可以高温熔化铁矿,使得铁的提取率更高,铁质更纯净。

高炉冶铁技术的出现,为后来的冶铁技术奠定了基础。

秦汉时期是中国古代冶铁技术发展的高峰时期。

在这个时期,高炉冶铁技术得到了广泛应用和发展。

高炉的结构和操作方式逐渐完善,技术水平有了显著提高。

同时,秦汉时期还出现了一种新的铁矿石炼制技术,法铁技术。

法铁技术是一种将矿石直接加热熔化的方法,使得铁矿石的资源利用率大大增加,对冶炼工艺有了显著影响。

此外,还出现了一种新的冶炼矿石,蛋白石。

蛋白石是一种富含磷元素的铁矿石,通过加入蛋白石,可以在铁中加入一些合金元素,提高铁的硬度和耐磨性。

总结起来,中国古代冶铁技术的发展经历了从铁器制作到高炉冶铁的演变过程。

从夏商周时期的铁器制作、风炉法到战国时期的高炉冶铁,再到秦汉时期的法铁技术和蛋白石冶炼,每一次技术革新都为中国古代冶铁技术的发展带来了新的机遇和挑战。

这些冶铁技术的发展和应用,不仅对中国古代冶铁工艺的发展产生了积极影响,也为后世冶铁技术的发展奠定了基础。

中国古代炼钢史

中国古代炼钢史

铸剑的神圣(铸剑宗师欧冶子)
切肤放血 铸铁熔铜
炼钢歌诀
踏千嶽,登高巅 八荒采奇石 六合聚金英 冶成筑炉兮逐渐成军 烈焰起,紫气腾 姑苏淬天火 吴山砺宝锋 铁水铜浆兮炼钢锻形 九州扬威兮春秋争雄
莫邪焚身以火 (金铁之精,不消沦流)
《剑诀》 宝剑之化,须待人气而合成 方得鬼神之助,以克全功 天帝下降,百神临观 血肉铸剑,人物同熔
脱碳制钢技术的诞生(战国时代) 基本原理:以生铁为原料,适当控制温度时间,想 办法让生铁里的碳被氧化成气体脱掉,铸件的金属组 织就全部从铁变成了钢;但仍保留有缩孔,气眼等特 征性铸造缺陷。 优点:由表及里有控制的适当的脱碳,使基本不析 出石墨; 钢件中夹杂物很少,这是由于生铁铸件中夹杂较少
脱碳制钢技术的发展(汉代)
“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。
锻造法之一------熟铁锻造(热)
《天工开物》卷10 《锤锻》 凡铁性逐节粘合,涂上黄泥与接口 之上,入火挥槌,泥滓成枵而去, 取其神气为媒合,胶结之后,非灼 红斧斩,永不可断也。 技巧:涂上黄泥与接口之上,将陈 年壁土细末或黄泥撒在接口,在锻 合过程中,壁土和氧化铁皮形成低 熔点的液态硅酸盐,被挤出接缝, 所谓“泥滓成而去”,因而不会留 下缝隙,胶结得十分牢固。

中国古代的冶铁与冶炼技术

中国古代的冶铁与冶炼技术

中国古代的冶铁与冶炼技术一、概述中国古代的冶铁与冶炼技术是中国古代科技发展的重要组成部分,具有深厚的历史背景和卓越的创新成就。

本文将对中国古代冶铁与冶炼技术的发展历程、技术特点以及对社会经济的影响进行探讨。

二、中国古代冶铁技术的发展历程1. 新石器时代的初步冶铁中国的冶铁历史可以追溯到新石器时代晚期,约公元前1000年左右。

当时的冶铁技术还比较初级,主要使用碳与铁矿石进行还原反应,通过精细控制火候,使铁矿石中的铁元素得以提取出来,形成初步的铁制品。

2. 春秋战国时期的铁器大规模制造到了春秋战国时期,中国的冶铁技术取得了重大进展。

这一时期的重要发明包括炼铁炉、高炉和冲天炉等。

其中,高炉的发明标志着中国冶铁技术进入了一个新的阶段。

高炉可以更高效地提取铁矿石中的铁元素,并且具有连续生产的能力,使得铁器的产量大幅增加。

3. 秦汉之际的冶铁革命秦汉之际,中国的冶铁技术经历了一次革命性的突破。

这一时期的重要发明是鼓风炉,通过增加风力,提高了炼铁炉的温度和燃烧效率,进一步改进了铁器的质量和产量。

同时,在矿石选矿和冶炼工艺上也有了新的突破,使得铁的纯度得到提高,铁制品的品质更上一层楼。

三、中国古代冶炼技术的特点1. 丰富的矿产资源中国地域广阔,矿藏丰富,为古代冶铁技术的发展提供了充足的原材料。

铁矿石广泛分布于中国各地,尤其是北方和西南地区,为冶铁工艺的推广和完善提供了坚实基础。

2. 多样化的冶炼技术中国古代冶炼技术多样丰富,从简单的碳还原到复杂的高炉炼铁,每一种技术都有其独特的特点和适用范围。

冶炼技术的多样性为古代工匠在不同条件下选择最合适的方法提供了便利和灵活性。

3. 注重实践经验的积累中国古代的冶铁和冶炼技术在长期的实践中形成并不断完善,工匠们通过不断实验和总结,积累了丰富的实践经验,并将其代代相传。

这种注重实践经验的积累为中国古代冶铁技术的繁荣和创新奠定了坚实基础。

四、中国古代冶铁技术对社会经济的影响1. 冶铁技术的进步促进了生产力的发展中国古代冶铁技术的进步使得铁器的产量大幅提升,农业、工业和交通等领域得以快速发展。

冶铁发展史

冶铁发展史

冶铁发展史一、史前时期的冶铁技术1. 早期冶铁技术的出现•人类早期使用石器时代工具,无法直接加工金属。

•发现最早的冶铁技术可以追溯到公元前1500年左右。

2. 最早的冶铁技术•最早的冶铁技术为炼铁法,使用石炉和木炭进行冶炼。

•这种炼铁法的产物为生铁,铁质较低,易生锈。

二、古代冶铁技术的发展1. 高炉的出现•古代中国在公元前6世纪出现了高炉技术。

•高炉使用石灰石和木炭作为燃料,可以生产出较高质量的铁。

2. 钢的发展•钢是冶铁技术的重要进展,可以追溯到公元前5世纪。

•古代中国通过淬火和回火工艺,使铁具有更好的韧性和硬度。

3. 古代冶铁技术的传播•古代冶铁技术逐渐传播到其他地区,如印度、中东和欧洲。

•这些地区也发展出了自己独特的冶铁技术。

1. 工业革命对冶铁技术的影响•工业革命使冶铁技术发生了巨大变革。

•蒸汽机的发明使得冶铁产量大幅增加。

2. 高炉冶炼技术的改进•近代冶铁技术的一个重要进展是高炉冶炼技术的改进。

•高炉的规模扩大,炉温和冶炼效率得到提高。

3. 钢铁产业的兴起•近代冶铁技术的革新推动了钢铁产业的兴起。

•钢铁成为工业化进程中的重要材料。

四、现代冶铁技术的发展1. 新型冶铁技术的出现•现代冶铁技术包括电弧炉、转炉和氧气转炉等新型冶炼方法的应用。

•这些新技术提高了冶铁的质量和产量。

2. 冶铁技术的环保和节能改进•现代冶铁技术注重环保和节能。

•采用了高效的过滤和废气处理设备,减少了污染物的排放。

3. 自动化和智能化的冶铁生产•现代冶铁技术趋向于自动化和智能化。

•通过计算机控制系统,提高了生产效率和产品质量。

1. 新材料的应用•未来冶铁技术可能会引入新材料,如纳米材料和复合材料。

•这些材料具有更好的性能和耐久性。

2. 清洁能源的利用•未来冶铁技术可能会更多地利用清洁能源,如太阳能和风能。

•这将减少对化石燃料的依赖,降低环境污染。

3. 人工智能在冶铁领域的应用•未来冶铁技术可能会更多地应用人工智能技术。

中国古代炼铁历史

中国古代炼铁历史

中国古代炼铁历史一、介绍中国古代炼铁是指在古代中国进行铁矿石冶炼的历史。

这段历史从早期的手工冶炼开始,逐渐发展成为规模较大的炼铁工艺,并对中国古代社会经济发展起到了重要作用。

二、手工冶炼时期在中国古代的手工冶炼时期,人们主要使用坑炉进行炼铁。

这种冶炼方式主要依靠燃烧木炭产生的高温来熔化铁矿石,并通过氧化反应将铁矿石中的杂质去除,最终得到纯净的铁。

手工冶炼时期的炼铁规模较小,产量有限,但为后来的炼铁工艺奠定了基础。

三、高炉炼铁时期随着社会的发展,中国古代进入了高炉炼铁时期。

高炉炼铁是指利用高炉进行大规模炼铁的工艺。

高炉的出现,使得炼铁的生产能力大幅度提高。

高炉炼铁采用连续供料、连续出铁的方式,使得炼铁过程更加连续化和自动化。

高炉炼铁工艺的出现,极大地推动了中国古代冶铁业的发展。

四、炼铁技术的改进在高炉炼铁时期,中国古代冶铁业经历了一系列的技术改进。

例如,人们开始使用石灰石作为炼铁矿石的还原剂,以提高炼铁效率。

此外,人们还改进了高炉的结构,使得高炉的炉温和炉内气流更加稳定,有利于炼铁反应的进行。

这些技术改进使得中国古代炼铁工艺更加高效和先进。

五、炼铁的影响中国古代炼铁的发展对中国古代社会经济产生了重要影响。

首先,炼铁工艺的进步提高了铁的产量和质量,满足了农业、军事等领域对铁的需求。

其次,炼铁业的发展也推动了其他相关产业的发展,例如铁矿石的开采、木炭的制造等。

最后,炼铁业的兴盛也带动了城市的发展,形成了一定规模的铁工聚落。

六、炼铁工艺的传承中国古代炼铁工艺的传承主要通过师徒传承的方式进行。

经验丰富的老师傅将自己的技术和经验传授给年轻的学徒,使其掌握炼铁的技术和工艺。

这种传承方式保证了炼铁技术的传承和发展,并且使得中国古代炼铁工艺得以延续。

七、总结中国古代炼铁历史经历了从手工冶炼到高炉炼铁的演变过程,炼铁技术也随着时间的推移得到了不断的改进和发展。

炼铁业的兴盛对中国古代社会经济产生了重要影响,推动了铁器的制造和其他相关产业的发展。

中国古冶铁技术的发明和发展

中国古冶铁技术的发明和发展

中国古冶铁技术的发明和发展
中国古代冶铁技术的发明和发展可以追溯到公元前6世纪左右。

以下是中国古冶铁技术发展的主要阶段和创新:
1. 窑炉技术:中国古代最早的冶铁技术是采用窑炉冶炼,窑炉是一种用土建造的圆形或矩形炉膛。

公元前500年左右,南方的越国和楚国开始使用窑炉冶铁,这使得中国冶铁技术得到了重要的发展。

2. 风炉技术:公元前1世纪,中国南方的汉朝时期,发明了风炉。

风炉是一种利用气流和燃料之间的反应生成高温的设备,它的出现使得冶铁工艺更加高效,冶炼温度也得以提高。

3. 高炉技术:公元5世纪末到6世纪初,北方的北魏时期,中国出现了高炉技术,这是中国冶铁技术的一个重要里程碑。

高炉是一种巨大的炉膛,可以达到更高的温度和更大的冶炼产量。

高炉使用石灰石作为熔剂,使得冶金反应更加充分,生产出更纯净的铁料。

4. 钢的生产:公元5世纪到6世纪,北方的北魏时期,中国开始生产钢。

中国冶铁工匠通过改良冶铁工艺,使得冶炼出的钢更加纯净,品质更好。

这使得中国成为世界上早期生产钢的国家之一。

总的来说,中国古冶铁技术的发明和发展经历了从窑炉到风炉再到高炉的演化,同时也实现了钢的生产。

这些技术的发展为
中国古代冶铁业的繁荣奠定了基础,并对世界冶金史产生了重要影响。

钢铁冶炼技术发展历程

钢铁冶炼技术发展历程

钢铁冶炼技术发展历程钢铁是当今社会不可或缺的重要建筑材料,而钢铁冶炼技术的发展历程,也是一段令人瞩目的科技史。

自古以来,人们就一直在探索如何以更高效、更经济、更节能的方式冶炼钢铁。

本文将从钢铁冶炼技术的起源开始,梳理其发展历程,探讨其未来发展的方向与趋势。

一、钢铁冶炼技术的起源钢铁在人类历史上早已有了悠久的历史。

早在4000多年前,中国的殷商时期就已经掌握了青铜冶炼技术,并且在周朝时期还发明了鉴定钢铁质量的“鉴铁法”。

但当时的钢铁产量较低,为手工制作。

直到19世纪中叶,欧洲开始大规模使用机器化设备,在此期间,钢铁冶炼产业得以蓬勃发展。

二、传统的钢铁冶炼方法1. 铁水法铁水法是早期钢铁制造的一种方法,主要是通过在高炉内进行还原性反应,将铁矿石还原为铁水。

但该方法制造出的钢铁质量较为低劣,含有较多的杂质,且制造成本较高,限制了钢铁行业的发展。

2. 单炉法单炉法原本是一种生产铸铁的方法,后来在炉料、燃料和反应条件等方面作出改进,成为生产优质钢铁的方法之一。

该方法主要特点是生产设备简单,投资成本较低,产品质量稳定,缺点是生产效率不高,能源消耗较大。

3. 暴露法暴露法也是早期钢铁制造方法之一,其原理是在钢水表面生成一层氧化物,然后剥离这层氧化物,将氧化物与外来杂质一起去除,达到提高钢铁质量的目的。

但该方法需要人工进行操作,不仅生产效率低,而且操作繁琐。

三、现代钢铁冶炼技术的发展1. 转炉法转炉法是一种在工业应用中非常成功的钢铁冶炼技术,被称为第二次工业革命的代表工艺之一。

该方法的主要优点是能大量生产高质量的钢铁,同时还能实现钢铁冶炼的自动化,大大提高生产效率。

2. 电弧炉法电弧炉法是20世纪初开发的一种钢铁制造技术,其主要原理是利用高强度电弧穿过钢铁熔体,以产生高热能并使杂质被氧化并消除。

这种方法具有生产效率高,产品质量稳定的特点,并且获得了过去无法预见的高品质优质钢铁。

3. 化学还原法化学还原法是指利用化学反应将铁矿石还原为铁水,主要原理是在还原气氛中将铁矿石还原为铁水。

浅说中国古代冶铁技术

浅说中国古代冶铁技术

浅说中国古代冶铁技术中国是世界上最早开发和使用冶铁技术的国家之一。

中国古代的冶铁技术与其他文化区域的技术有很大的差别,具有很高的独特性和先进性。

本文将浅谈中国古代冶铁技术的特点和发展历程。

一、晋代冶铁技术中国古代最早的冶铁技术是铁核的熔化。

这种技术在公元前700年左右开始流行,炼铁是以红色柿子石为主要原料的。

公元前4世纪时,开始使用炭来代替柿子石的炼铁方法。

这种方法延续了大约700年,直到北魏时期,炼铁方法逐渐改进,开始出现冶炼的热风炉和铁水的制取方法,这使得炼铁的效率和产量得以大大提高。

二、唐宋时期冶铁技术唐代和宋代的冶铁技术有了更大的改进和发展。

唐代的炼铁方法采用的是竖式炉,这种炉子可以使炉温达到很高的程度,从而大大提高了熔化的效率。

宋代则采用的是介于竖式炉和壶式炉之间的型式。

宋代开发了重卤炉,通过蒸馏法提纯铁水,使得铁的质量大幅提升,为钢的制造打下了基础。

宋代还出现了锻钢技术,掌握锻钢技术对于提高钢的生产率、改善钢的性能等方面都有着非常重要的意义。

元代是中国冶铁技术的一个重要阶段。

元代采用的炉子是双耳壶炉,这种炉子可以使炉温达到更高的程度,从而可以炼制出更高质量的铁和钢。

元代还发明了超高温炉,这种炉子可以使炉温达到1500℃,为炼制特种钢(如鳞钢、薄片钢等)提供了可能。

明清时期是中国冶铁技术发展的末期,最具代表性的技术是柴火炉、风强化炉、粉煤炉等。

在这个时期,钢的产量逐渐提高,并实现了大规模的化工冶炼,对于中国经济和军事的发展都有着重要的贡献。

总之,中国古代的冶铁技术经历了一个漫长而辉煌的历程,在各个时期都有着不同的特点和发展,给中国古代文明和世界科技发展都做出了具有重要影响的贡献。

中国古代炼钢史讲解

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。

中国古代的钢铁冶炼技术简史

中国古代的钢铁冶炼技术简史

中国古代的‎钢铁冶炼技‎术简史。

‎中国古代‎钢铁发展的‎特点与其他‎各国不同。

‎世界上长期‎采用固态还‎原的块炼铁‎和固体渗碳‎钢,而中国‎铸铁和生铁‎炼钢一直是‎主要方法。

‎由于铸铁和‎生铁炼钢法‎的发明与发‎展,中国的‎冶金技术在‎明代中叶以‎前一直居世‎界先进水平‎。

我国‎古代炼钢技‎术至迟发明‎于春秋晚期‎。

由先秦到‎西汉中晚期‎,主要制钢‎工艺是块铁‎渗碳法;由‎汉代到明清‎,主要又是‎炒钢法和灌‎钢法,其次‎还有百炼钢‎法和炒铁渗‎碳法,汉魏‎南北朝时还‎有“铸铁脱‎碳钢”,汉‎代还有坩埚‎炼钢法。

炒‎钢工艺主要‎生产一般的‎可锻铁(包‎括钢和熟铁‎),灌钢工‎艺主要生产‎含碳较高的‎刃钢,百炼‎钢是对普通‎炒钢的再加‎工。

春‎秋时期的炼‎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。

冶炼块‎炼铁,一般‎采用地炉、‎平地筑炉和‎竖炉3种。

‎铁矿石在温‎度较高的炼‎铁炉中高温‎还原并渗碳‎,得到含碳‎达到3~4‎%的液态生‎铁。

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。

‎在中国,钢‎铁的总产量‎在唐代年产‎已达到12‎00吨,宋‎朝为470‎0吨,明朝‎最多达到4‎万吨。

在1‎3世纪,中‎国是世界上‎最大的铁的‎生产国和消‎费国,直到‎17世纪仍‎保持着这一‎领先地位。

‎从汉代到明‎朝,中国人‎不仅在数量‎上处于领先‎地位,而且‎还拥有世界‎上最先进的‎钢铁冶炼技‎术。

在‎中国铁的最‎早使用也是‎从陨石提取‎的陨铁。

而‎正式开始铁‎的生产是在‎战国时代,‎但是在战国‎时代,作为‎制造兵器的‎原材料,还‎不能认为已‎经完全从青‎铜发展到铁‎的阶段。

因‎为在当时,‎铁的生产技‎术尚未成熟‎。

直至汉朝‎以后的中国‎已经掌握了‎很高的炼铁‎技术,能够‎大量生产铁‎了,这时铁‎兵才真正的‎取代了铜兵‎。

中国‎的炼铁技术‎之所以能够‎居于世界领‎先地位,是‎和自古以来‎的不断进步‎分不开的。

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中国古代的钢铁冶炼技术简史。
中国古代钢铁发展的特点与其他各国不同。世界上长期采用固态还原的块炼铁和固体渗碳钢,而中国铸铁和生铁炼钢一直是主要方法。由于铸铁和生铁炼钢法的发明与发展,中国的冶金技术在明代中叶以前一直居世界先进水平。
我国古代炼钢技术至迟发明于春秋晚期。由先秦到西汉中晚期,主要制钢工艺是块铁渗碳法;由汉代到明清,主要又是炒钢法和灌钢法,其次还有百炼钢法和炒铁渗碳法,汉魏南北朝时还有“铸铁脱碳钢”,汉代还有坩埚炼钢法。炒钢工艺主要生产一般的可锻铁(包括钢和熟铁),灌钢工艺主要生产含碳较高的刃钢,百炼钢是对普通炒钢的再加工。
到了晋朝又发明了 “灌钢法”,这是中国古代炼钢技术的又一重大成就,采用这种炼铁法为原料制造出来的刀,就是著名的优质兵器――“宿铁刀”。
把加热的铁急剧冷却,提高硬度的淬火技术,早在中国的古代就为人们所掌握,并普遍采用这种处理方法来提高兵刃的硬度。中国人发明了用不同的液体来淬火,从而提高兵刃质量的方式。其中包括用不同河流,不同月份的水。而且还把野兽的尿液和脂肪作为冷却剂,用于淬火处理上,起到了惊人的效果。
此外,在中国很早的古代就掌握了把加热的铁漫漫冷却处理的回火技术,并广泛用于不同用途的兵器的制造中。
据〈中华百科要览〉记载:中国是最早用煤炼铁的国家,汉代时已经试用,宋、元时期已普及。到明代(公元1368~1644年)已能用焦炭冶炼生铁。
中国的生铁炼钢 生铁和韧性铸铁的大规模生产导致了生铁制钢的发明。在汉代先后发明了以下几种生铁制钢的方法。
灌钢 中国生铁制钢技术自战国初期到汉代经过几百年的历程,从块炼铁、渗碳炼钢发展到生铁固体脱碳炼钢、炒钢、炼制熟铁,以及重新渗碳硬化或淬火硬化。在这个基础上,发明了利用液态生铁对熟铁进行扩散渗碳炼钢的方法。这一方法的最早记载见于《北齐书·綦母怀文传》,称为“宿铁”,后世称为灌钢,又称团钢。这是中国古代炼钢技术的又一重大成就。
春秋时期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。冶炼块炼铁,一般采用地炉、平地筑炉和竖炉3种。铁矿石在温度较高的炼铁炉中高温还原并渗碳,得到含碳达到3~4%的液态生铁。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。
在中国,钢铁的总产量在唐代年产已达到1200吨,宋朝为4700吨,明朝最多达到4万吨。在13世纪,中国是世界上最大的铁的生产国和消费国,直到17世纪仍保持着这一领先地位。从汉代到明朝,中国人不仅在数量上处于领先地位,而且还拥有世界上最先进的钢铁冶经过各种加热后自身的含碳量减少,使得硬度增加。生铁和熟铁的区别在于其含碳量的多少。生铁含碳量较高,熟铁含碳量较低。钢的含碳量介于生铁和熟铁之间。
钢有韧性,主要用于拉力方面,而铁主要含碳比钢多,韧性不好,所以一般用于受压力方面。
《天工开物》:铁分生铁、熟铁两种,铁矿石经火炉冶炼出炉后即生铁,炒后为熟铁,生熟相和,炼成便是钢。
第一,能够制造1200度以上的高温炉,从而可以进行高温下的精练。第二,发明了向炼炉输送连续充足空气的装置――风箱,从而实现了高温下的冶炼。第三,中国早从古代就不使用木炭,而是把煤作为炼铁的燃料,这样能很容易的得到高温冶炼的效果。
在实践中,汉代发明了把提炼中的铁用风箱吹入微量元素来控制铁的性质的“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。从而能够生产质量稳定且含碳量低的生铁和含碳量高的钢。
铸铁脱碳钢 将含碳3~4%的低硅铸铁器在氧化气氛中加热,在适当条件下,特别是厚度不大的情况下,可以避免石墨的形成。早期炼铁温度较低,含硅量低,石墨析出较慢,有利于脱碳,使制造韧性铸铁的工艺发展成为铸铁脱碳成钢的方法。这种钢称为铸铁脱碳钢,这类钢板可加工成的铁镞、环首刀。
炒钢 向熔化的生铁鼓风,同时进行搅拌促使生铁中的碳氧化。用这种方法可将生铁制成熟铁,再经过渗碳锻打成钢。也可有控制地把生铁含碳量炒到需要的程度,再锻制成钢制品。这种钢中含有的硅酸铁夹杂物成分比较一致而数量较少。炒钢技术始于西汉末年,到东汉已相当普及。江苏出土新莽残剑,徐州出土建初二年(77)五十炼钢剑,山东临沂苍山出土的永初六年(112)三十炼钢刀等所用的原料都属于这一类型。曹操(155~220)在《内诫令》提到“百炼利器”,孙权(182~252)有以“百炼”命名的宝刀。初步可以认为百炼钢是用炒钢反复叠打变形,细化晶粒和夹杂物而成的,甚至可以用不同含碳钢材复合组成。炼数大致相当于反复折叠锻打后最后的层数。炼数增多,表明加工量加大,晶粒和夹杂进一步细化,质量提高。炒钢技术的发明是炼钢史上的一次革命。
在中国铁的最早使用也是从陨石提取的陨铁。而正式开始铁的生产是在战国时代,但是在战国时代,作为制造兵器的原材料,还不能认为已经完全从青铜发展到铁的阶段。因为在当时,铁的生产技术尚未成熟。直至汉朝以后的中国已经掌握了很高的炼铁技术,能够大量生产铁了,这时铁兵才真正的取代了铜兵。
中国的炼铁技术之所以能够居于世界领先地位,是和自古以来的不断进步分不开的。这可以从以下几点得到证实:
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