古时炼钢生铁是怎么完成的

Wedding Bus 官方 2024-06-26 15:01:05
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人类早期冶炼的钢一般都是在低温还原冶炼后再经渗碳而成,整个过程约分两步:第一步先由矿石炼取块炼铁,第二步再由块炼铁渗碳成钢。此渗碳过程中要不断地折叠锻­打,以帮助碳的扩散。这样得到的钢便叫块铁渗碳钢。燕下都钢剑等兵器就是由这种钢制成的。如若控制得当,也有不经第二步,而一次还原冶炼成钢的,这种钢便叫块炼­钢或自然钢。这两种钢的强度和硬度均较块炼铁为高。其缺点是:(1)含碳量一般较低。(2)碳分布往往不够均匀。(3)钢中所含夹杂往往较多。(4)生产率较低­。在中原文化区,这种制钢工艺一直沿用到西汉中期,之后由于炒钢的发明和发展而渐被取代。满城汉墓出土的刘胜佩剑和错金书刀等皆由块铁渗碳钢制成,其夹杂已较燕­下都钢剑为少,组织亦较之均匀致密。这种钢主要用来制作刀剑等兵刃器,农业和手工业中使用甚少。
炒钢工艺是一种半液态冶炼。它以生铁为原料,把生铁加热到液态半液态后,利用鼓风中的氧使生铁脱碳到钢和熟铁的成分范围。冶炼过程中要不断地炒动金属。古谓之“­捣刚”,本世纪五十年代以前,习谓之炒铁、炒“熟铁”。我国古代炒钢技术约发明于西汉中晚期。
如前所述,炒钢冶炼是在半液态下进行的,所以渣铁分离依然较难,只有通过反复锻打,才能进一步排除夹杂。在一定条件下,反复锻打的次数越多,夹杂排除越充分,钢­的质量就越好,于是便产生出一种以“炼数”来标明钢铁质量的工艺。从现有资料看,“百炼钢”说约出现于东汉晚期,至魏晋南北朝,这工艺便达到了比较繁盛的阶段。 唐宋之后,因灌钢工艺的发展等原因,百炼钢有所减少,但这工艺形式却一直沿用下来。
灌钢工艺是我国古代刃钢生产的主要方法。它以生铁和“熟铁”(一种含碳量较高的炒炼产品)为原料,将它们加热到生铁熔点以上,合炼而成钢。 我国古代关于灌钢的记载始见于东汉晚期。灌钢是我国古代冶金技术的一项杰出创造,它利用生铁含碳量较高、“熟铁”含氧化夹杂较多的特点,用“熟铁”中的氧来氧化生铁中的硅、锰、碳,造成激烈的“沸腾”­,而达到去除夹杂的目的。虽操作简单,效果却十分明显,这是人类古代制钢工艺中所获得的最高成就。 20210311
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