炼钢炼铁历史
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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。
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。
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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
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
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。
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。
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。