我國的煉鐵技術開始於什麼時候

2021-03-04 06:19:15 字數 4668 閱讀 2590

1樓:廣西師範大學出版社

據《吳越春秋》記載,幹將奉吳王闔閭之命煉鐵鑄劍,他用五嶺之鐵礦和木炭,以300童男童女,不分晝夜,燒火鼓風。但三個月過後,鐵礦石依然沒有熔化,想得到的鐵更是蹤跡皆無。他的妻子莫邪認為,鐵是神物,必須有人犧牲,方能感動上蒼,煉出鑄劍所需要的鐵。

於是,她奮不顧身,跳入煉鐵爐中,頓時礦石熔化,鐵水奔流而出。幹將用妻子莫邪的血肉之軀煉出的鐵精心打造了兩把寶劍,一把名為「幹將」,一把名為「莫邪」。兩劍雌雄成雙,鋒利無比,切金開石如砍菜切瓜一般,堪稱舉世無雙之精品。

從2023年在江蘇省六合縣發掘出土的春秋時期吳國古墓中的鐵丸和鐵條,可以推斷春秋末年的南方吳國,已經能夠比較熟練地掌握生鐵的冶煉技術。

2023年5月,在陝西省寶雞市益門村出土的春秋時期的金柄鐵劍,數量超過20把,其數量之多,工藝之精美,在全國實屬罕見。從年代上講,這些鐵劍所誕生的年代正是我國煉鐵技術的初始階段,與歷史名劍「幹將」和「莫邪」所誕生的年代大體相仿。對鐵劍殘塊用電感耦合等離子發射光譜進行光譜定性分析,用偏振塞曼原子吸收分光光度法,依據定性分析結果進行定量全分析,並用掃瞄電鏡法和電子能譜法對鐵合金中起作用的元素進行定量分析,結果表明,這批劍以鐵為主,不含各類合金元素。

又通過金相分析,未發現鎳、鈷金相組織,也未出現隕鐵所特有的魏氏體結構,是冶煉鐵開始階段的「塊煉鐵」。相比較而言,它的含碳量極低,因而對腐蝕也就比較「遲鈍」,雖在地下歷經數千年之久,還能夠基本保持鐵劍原貌,劍刃鋒利依舊,顯示出當時高超的冶鐵鑄劍工藝。

中國什麼時期開始煉鋼鐵

2樓:august八月份

北宋時期。

北宋時期我國煉鐵技術進步、產鐵量大增才出現了根本的扭轉。北宋時期鐵的年產量最高時候已經高達800萬斤,這個產量看起來多,換算成現在的單位也不過就是4000噸鐵(我國現在的鋼鐵年產量都是億噸級的)。

但是在古代,全國年產4000噸鐵已經是很了不起的數字了,按照當時鐵鍋的製造重量來計算,這一年下來北宋的鐵產量,如果全拿去製造鐵鍋可以製造100多萬口,有了這樣乙個入門級的產鐵量,才能在滿足**鎧甲、錢幣佛像等用途之外,為民間千萬級的人口的鍋灶服務。

也正是因為鐵鍋在宋代的普及,有力地促進了中華炒菜法在宋代的推廣。

3樓:匿名使用者

中國是世界上最早生產鋼的國家之一。考古工作者曾經在湖南長沙楊家山春秋晚期的墓葬中發掘出一把銅格「鐵劍」,通過金相檢驗,結果證明是鋼製的。這是迄今為止我們見到的中國最早的鋼製實物。

它說明從春秋晚期起中國就有煉鋼生產了,煉鋼生產在中國已有2500多年的歷史。

春秋戰國時期,楚國製造的兵器聞名天下。《史記·禮書》和《苟子·議兵篇》中都談到楚國的宛(今河南省南陽)出產的兵器刃鋒象蜂刺三樣厲害,這肯定是鋼製的。因為鐵製的刀劍過於柔軟,不可能達到象蜂刺一樣的銳利程度。

當時西方古羅馬士兵使用的刀劍是熟鐵的,在戰場上交鋒時一刺便彎,再刺之前非要放在地上用腳踩直不可。公元1世紀時歐洲人普利尼曾經說過:「雖然鐵的種類多而又多,但是沒有一種能和中國的鋼比美。

」可是春秋戰國時期,中國人究竟是採取什麼方法進行煉鋼生產的呢?人們在文獻資料中還沒有找到記載,而考古工作者在對河北易縣燕下都出土的部分鋼兵器進行科學檢驗的時候卻揭示出中國最古老的煉鋼法。

我們知道,生鐵、熟鐵和鋼的主要區別在於含碳量上,含碳量超過2%的鐵,叫生鐵;含碳量低於0.05%的鐵,叫熟鐵;含碳量在0.05%-2%當中的鐵,稱為鋼。中國古代最早的煉鋼工藝流程是:

先採用木炭作燃料,在爐中將鐵礦石冶煉成呈海綿狀的固體塊,待爐子冷後取出,叫塊煉鐵。塊煉鐵含碳量低,質地軟,雜質多,是人類早期煉得的熟鐵。再用塊煉鐵作原料,在碳火中加熱吸碳,提高含碳量,然後經過鍛打,除掉雜質又滲進碳,從而得到鋼。

這種鋼,叫塊煉鐵滲碳鋼。河北易縣燕下都出土的鋼兵器,都是用塊煉鐵滲碳鋼製造的。

用塊煉鐵透碳鋼製造的刀,雖然比較鋒利,但仍然達不到能夠「斬金斷玉,削鐵如泥」的程度。因為這種鋼的質量還不夠好,煉這種鋼碳滲進的多少,分布的是否均勻,雜質除掉的程度,都非常難掌握,而且生產效率極低。為了提高鋼的質量,中國古代工匠從西漢中期起發明了「百鍊鋼」的新工藝。

所謂「百鍊鋼」,就是將塊煉鐵反覆加熱摺疊鍛打,使鋼的組織緻密、成份均勻,雜質減少,從而提高鋼的質量。用百鍊鋼製成的刀劍質量很高。2023年,山東省臨沂地區蒼山漢墓中,出土了一把東漢永初六年(公元112年)製造的鋼刀,全長111.5釐公尺,刀背有錯金銘文:

「永初六年五月丙午造卅湅大刀吉羊宜子孫」。「湅」,即是煉的意思。這是迄今為止發掘出的最早的百鍊鋼型別的產品。

科學檢驗表明,這把鋼刀含碳量比較均勻,刃部經過淬水,所含雜質與現代熟鐵相似。百鍊鋼的品種繁多,見於記載的有:「五煉」、「九煉」、「卅煉」、「五十煉」、「七十二煉」及「百鍊」。

煉字前面這些具體數字的特定含義,研究者一般認為是指加熱的次數,即煉了多少火。北宋著名科學家沈括在《夢溪筆談》裡敘述磁州百鍊鋼的過程,就是連續燒鍛百餘次,至斤兩不減為止。曹操曾命有司造「百辟刀」五把,在《內誡令》中稱它們為「百鍊利器」。

孫權有三口寶刀,其中一口名「百鍊」。蒲元為劉備造的寶刀,上刻「七十二煉」。由此可見,在三國時期,百鍊鋼已經相當普遍了。

百鍊鋼的需要越來越大,由於它的原料塊煉鐵的生產效率很低,冶煉出來以後必須經過「冷化」,才能得到,所以,百鍊鋼的發展受到限制。為了突破這種限制,中國古代工匠又發明了一種新的生鐵鏈鋼技術——炒鋼。

炒鋼,就是把生鐵加熱到熔化或基本熔化之後,在熔爐中加以攪拌,借空氣中的氧把生鐵中所含的碳化掉,從而得到鋼。這種煉鋼新工藝,可以在東漢末年的史籍中找到間接的描述。《太平經》卷七十二中記載:

「使工師擊冶石,求其鐵燒冶之,使成水,乃後使良工萬鍛之,乃成莫邪(古代的利劍)耶。」這段話雖然沒有明確提出炒鋼二字,卻把炒鋼工藝包含進去了。因為把鐵礦煉成液體,當然只能是生鐵水,而在「乃後萬鍛」之前一定要炒成鋼或熟鐵才行(實際上熟鐵就是含碳極低的炒鋼),否則生鐵是不能鍛的,更甭說「萬鍛」了。

這是乙個從鐵礦石煉成生鐵水,再炒出鋼,最後鍛造成優質兵器的全過程。炒鋼的發明,是煉鋼史上的一次技術革命。在歐洲,炒鋼始於18世紀的英國,比中國要晚1600多年。

在三國時期,炒鋼還是一種新技術,大多數的冶鐵匠還沒有掌握它。從《諸葛亮別傳》關於蒲元在斜谷口為諸葛亮鑄刀,「鎔金造器,特異常法,的記載中,我們可以判斷:蒲元這次鑄刀使用的一定是炒鋼技術。

另外,要想鍛製出能夠「斬金斷玉,削鐵如泥」的「神刀」,最後一道工序淬火也至關重要。所謂「淬火」』,就是先把打好的鋼刀放在爐火上燒紅,然後立刻放入冷水中適當蘸浸,讓它驟然冷卻。這樣反覆幾次,鋼刀就會變得堅韌而富有彈性了。

淬火工序看起來容易,但操作起來極難掌握得恰到好處,燒熱的火候、冷卻的程度、水質的優劣,都有很大關係。淬火淬得不夠,則刀鋒不硬,容易捲刃;淬火淬過頭,刀鋒會變脆,容易折斷;淬火淬得合適,非有極其豐富的經驗不可。據《諸葛亮別傳》上講,蒲元對淬火用的水質很有研究。

他認為「蜀江爽烈」,適宜於淬刀,而「漢水鈍弱」,不能用來淬力,涪水也不可用。他在斜谷口為諸葛亮造刀,專門派士兵到成都去取江水。由於山路崎嶇,坎坷難行,所取的江水打翻了一大半,士兵們就摻入了一些活水。

水運到以後,當即就被蒲元識破了,「於是鹹其驚服,稱為神妙。」在2023年前,蒲元就發現了水質的優劣會影響淬火的效果,這實在是了不起的成就。而在歐洲,到近代才開始研究這個問題。

綜上所述,蒲元的「神刀」是運用當時先進的炒鋼冶煉技術,綜合豐富的淬火經驗煉成的。

提煉出一套好的管理開發經驗和技術成果

伴隨著品種鋼的開發,工藝技術的公升級改造,第三煉鋼廠在不斷總結經驗的基礎上,逐步形成了一整套適應品種鋼開發、生產、崗位操作全過程的管理經驗。過去該廠生產、技術,裝置各守一攤,各強調各的要求,造成管理過程的脫節。隨著品種鋼的開發、冶煉,他們圍繞多出鋼、多出好鋼這個中心,在每次制定品種鋼方案時,將目標管理引入管理機制,確定了由技術科牽頭,生產組織、車間及相關裝置保證人員協同作戰,專題研究部署,方案一經確定,各部門必須嚴格執行。

新的管理模式,使技術、生產、裝置、車間直至操作崗位,形成了乙個有機的整體,保證了品種開發全過程的順暢。並在此基礎上,第三煉鋼廠把目標化管理引入品種鋼開發機制中。過去,在生產中廠裡只是訂出各工序幹什麼?

怎麼幹?操作人員只管本工序,不考慮給下道工序創造條件,最終的結果是反映在產品上。實行目標管理後,不僅是訂出各工序幹什麼?

怎麼幹?同時還提出各工序到達下道工序的目標要求,細化到每個工序點、每個班和每個澆次,作為考核本工序的依據。為解決轉爐出鋼帶渣量的問題,他們以lf爐到站檢測為依據;為實現鑄機低溫快注的要求,把鑄機中間包溫度作為考核lf爐出站溫度的考核依據,以此類推,環環相扣。

崗位工人上崗後,對自己崗位今天要完成的任務一目了然,使上下工序之間的銜接更加緊湊。實行目標管理後,把過去的結果控制變成了過程控制,提高了全廠的管理和操作水平。

多煉鋼,多煉好鋼,離不開技術攻關,該廠在品種鋼開發中摸索總結出了一批好的技術成果,為品種鋼的開發、生產提供了堅實的保證。他們根據主體裝備、產品現狀、使用者需求等特點進行分析,對限制性環節開展攻關。低碳鋼冶煉最大的難題是爐襯侵蝕快,連澆爐數低,他們在技術上採取對轉爐渣系進行調整,開發出低碳鋼專用稠渣劑,從而減少鋼水對爐襯的侵蝕。

技術人員還通過改進中包材質,調整鑄機塞棒、浸入式套管和水口「三大件」的材質配方,對結晶器和一次冷卻工藝進行調整等技術攻關,使連澆爐數從最初的不到8爐,提高到14爐。針對轉爐下渣多、鋼包自開率低,高碳鋼鑄坯縮孔嚴重等問題,廠裡組織專門攻關小組,對轉爐擋渣鋼包自開率、鑄機低溫澆鑄進行專題攻關,取得了明顯的效果,目前,轉爐擋渣成功率、大包自開率都保持在95%以上;高碳鋼中包鋼水過熱度控制在35℃以下。針對4號鑄機產品供不應求的矛盾,該廠對其從生產組織上,千方百計壓縮輔助時間;在生產工藝上推廣新型中間包包襯耐材,使烘烤時間由原來的2.5小時,減少到1.5小時,連澆爐最高達到24爐/次,月產量增加0.8萬噸左右。

鋼水出爐溫度在1600℃以上,鋼坯溫度也有600℃

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