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1、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
2、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 34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
3、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。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
4、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。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
5、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 13681644 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。 铸铁脱碳钢 将含碳 34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
6、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（155220）在内诫令提到“百炼利器” ，孙权(182252)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
7、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。 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。 PS：铁有生铁熟铁之分是指：熟铁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。
