① 古代人是用什麼燃料來提煉鐵
古代冶鐵最主要的燃料就是木炭
木炭的缺點是燃燒值不高,能達到的溫度不夠;優點是本身雜質較少,所冶之鐵的質量較好
中國在宋代以後開始用煤作冶鐵燃料,特別是北方森林資源緊張的情況下。由於煤中含有硫、磷等雜質,造成冶煉出的鐵較脆,質量不好
所以,明代南方廣東用木炭冶煉的鐵較為受歡迎,被用來鑄炮;而北方用煤冶的鐵不受歡迎。
② 早期古代人怎樣冶鐵啊有流程沒有
已知中國最早的鐵器是河北出土的商代鐵刃。後確認為是用含鎳較高的隕鐵鍛成。另外有同時代北京平谷的隕鐵刃,河南商末的銅兵鐵刃。
公元前6世紀前後,中國就發明了生鐵冶煉技術。尤其是春秋戰國時期,塊煉鐵和生鐵冶煉兩種工藝幾乎是同時生產。原始的煉鐵爐是由石堆煉鐵法改造而成的。在土中挖一坑洞,周圍用石塊堆砌,稱為地爐。將鐵礦石和木炭一層加一層的放在地爐中利用自然風力進行燃燒,利用木炭不完全燃燒產生的一氧化碳 ,使鐵礦石中的氧化鐵還原成鐵,冷卻後,取出鐵塊。這種煉鐵法叫塊煉鐵。其爐溫大約1000攝氏度左右,離純鐵的熔點(1534攝氏度)相差甚遠。塊煉鐵得到的鐵質地疏鬆,還夾著許多雜質不堅韌,並無多大實用價值。後來經過不斷的實踐,人們發現把這種鐵加熱到一定溫度下經過反復鍛打,就可以把夾雜的氧化物擠出去,此時鐵的機械性能就得到了改善。在反復鍛打鐵塊的基礎上,古人又得出了塊煉鐵滲碳成鋼的經驗。因塊煉鐵質柔不堅,滲碳塊煉鋼又太堅硬,人們又發明了煉鋼的淬火工藝,進一步提高了塊煉鋼的機械性能。
從戰國到西漢,生熟鐵並用平行發展。早期的鑄鐵都是白口鐵,鑄造性能較好。但是碳是以化合碳的形式存在於鐵中,導致生鐵脆硬,不耐碰擊。因此,在戰國早期,人們就創造了白口鐵柔化術。即通過長時間加熱,將白口鐵中的碳化鐵分解為鐵和石墨,消除大塊的滲碳體,這時提高鐵的柔性起了良好的作用。
西漢,再塊煉滲碳的基礎上興起了「百煉鋼」技術。他的特點是增加了反復加熱鍛打的次數,這樣既加工成型,又是夾雜物減少,細化和均勻化,大大提高了鋼的質量。西漢中期,又出現了炒鋼,即將生鐵炒到成為半液體半固體狀態,並進行攪拌,利用鐵礦物或空氣中的氧氣進行脫碳,藉以達到需要的含碳量,在反復熱鍛,打成鋼製品。這省去了煩難的滲碳工序,又使鋼的組織更加均勻。炒鋼的發明,也打破了先前生鐵不能轉為熟鐵的界限,使原先各行其是的兩個工藝系統得以溝通。成為統一的鋼鐵冶煉技術體系。
③ 中國的鋼鐵是如何冶煉的
鐵礦石是地殼的主要組成成分之一,鐵在自然界中的分布很廣,但是人類發現鐵和利用鐵卻比黃金和銅晚。首先,這是由於天然的單質狀態的鐵在地球上是找不到的,而且它容易氧化生銹;其次是它的熔點(1 539℃)比銅高得多,使它比銅難於熔煉。
人類最早發現的鐵是從天空落下的隕石。隕石中含鐵的質量分數很高,它是鐵和鎳、鈷等金屬的混合物。考古學家曾經在今天伊拉克境內美索不達米亞(Mesopotamia)烏爾(Ur)城的古代蘇美爾人(Sumerians)的墳墓中,發現一把隕鐵製成的小斧。在埃及第五至第六王朝(公元前2400年前)的金字塔所藏的宗教經文中,記述著太陽神等當時重要神像的寶座是用鐵製成的。這顯然也是從隕石得來的,因為鐵在當時被認為是帶有神秘性的最珍貴的金屬。埃及人乾脆把鐵叫做「天石」。阿拉伯人傳說,天上的金雨落進沙漠里變成了黑色的鐵。在古希臘文里,「星」和「鐵」是同一個詞。
1972年,在我國河北省藁城縣台西村的商代(約公元前16世紀~約公元前1066)遺址曾出土一件銅鉞,上面鑲鑄有鐵刃。鉞(yuè)是我國古代一種像斧子的兵器。鐵刃銅鉞的發現表明我國勞動人民早在三千多年前已經認識了鐵,掌握鐵的鍛造性能,識別鐵與青銅在性質上的差別,能夠把鐵進行鍛打加工並和青銅鑄接成器,增強銅的堅韌性。鐵刃雖已全部銹蝕,但經過科學鑒定,證明鐵刃是用隕鐵鍛成的,因為鐵中不含有人工冶煉過程夾帶的硅酸鹽等雜質,同時鐵銹中含有鎳和鈷。
我國出土的用隕鐵鍛成的銅器還有:1931年,在我國河南浚縣出土的商末周初的鐵刃銅鉞和鐵援銅戈各一件,於解放前流入美國,現存華盛頓弗里爾藝術館。還有,1978年在北京市平谷縣南獨樂河出土的商代鐵刃銅鉞。
由於隕石來源極稀少,從隕石中得來的鐵對生產起不了什麼作用。只是隨著青銅熔煉技術的成熟,才逐漸為鐵的冶煉技術的發展創造了條件。雖然最初提煉出來的鐵在硬度和防腐蝕性能等方面都不如青銅,但是由於鐵礦在自然界中的分布比銅廣泛,而且鐵器的好些性能比銅器好,遂使鐵器能夠迅速取代青銅器和石器。
我國古代人民什麼時候開始使用鐵,雖然說法不一,但多數歷史學者和科技史研究者斷定是在公元前1 000年的前後。
從目前考古發掘的結果來看,我國最早人工冶煉的鐵是在春秋(公元前722~公元前481)戰國(公元前403~公元前221)之交的時期出現的。江蘇六合縣程橋鎮春秋墓出土的鐵條、鐵丸和河南洛陽市水泥製品廠戰國早期灰坑中出土的鐵錛(音bēn,削平木料的平頭斧)、鐵(音bó,古代鋤田除草的農具)是迄今為止能確定的我國最早的生鐵工具。經過冶金學家們檢驗,鐵條屬於早期的塊狀煉鐵鍛成的;鐵丸和鐵錛、鐵是生鐵鑄件。這些鐵器證明我國在春秋晚期出現塊狀煉鐵的同時或稍後就出現了生鐵冶鑄技術。人類在冶煉鐵的過程中,最初因鼓風設備的限制,煉出的鐵不能熔化,只是塊狀的海綿體熟鐵,性質柔軟,可鍛而不可鑄,不宜製作硬度較大的工具,只是在提高煉鐵爐的溫度後,才能得到熔融的生鐵,用於鑄造。
歐洲一些國家在公元前1 000年前後也生產塊狀煉鐵,但多廢棄不用,直到公元14世紀才使用鑄鐵,其間經歷了十分漫長的發展道路。而我國古代只用較短的時間就實現了這一技術的突破,出現了鑄鐵。
我國生鐵的發明是人類用鐵的重大發展,也是我國勞動人民對人類作出的一項重大貢獻。英國科學史學家貝爾納(J.D.Bernal)在他編著的《歷史上的科學》(伍況甫等譯.北京:科學出版社,1959年,82頁)一書中寫到:「在歐洲,實在直到14世紀,古代所用的鐵,總是在手力鼓風的小型泥爐內,用木炭經低溫還原法而製成的。把所得的海綿狀的未經熔過的純鐵錠,打成比較軟的熟鐵條,再經鍛工和熔接,就成一些更復雜的鐵製品。」又寫到:「在古時候,作為金屬的鐵卻有一個很嚴重的缺點,就是爐中鼓風不夠,就熔不了它,所以澆鑄就留給青銅獨用了,例外的是中國,早在公元前二世紀,中國已能鑄鐵。」這說明我國生鐵的出現比歐洲早1 000多年。
我國的生鐵鑄造技術,在很長的一段時期內一直處於世界領先地位。隨著產量的增加和技術的提高,除鐵制的生產工具、生活用具以及兵器外,又出現大型鑄造的宗教藝術品。如現存的西安雁塔里的大鐵鍾,是唐代(618~907)的作品;世界上著名的河北省滄州大鐵獅是五代後周廣順三年(公元953年)的作品;山西太原晉祠鐵人是北宋年代(960~1127)的作品。
我國煉鋼技術的發展也很早。漢朝趙曄所著的《吳越春秋·闔閭內傳》中記載著:「闔閭請干將鑄作名劍二枚。干將者,吳人也,與歐冶子同師,俱能為劍……干將作劍,采五山之鐵精……使童女童男三百人鼓橐裝炭,金鐵乃濡,遂以成劍。」闔閭是春秋末年今江蘇一帶的吳國君(公元前514~公元前496在位)。可見,距今2000多年前,我國勞動人民已能煉鋼,而且規模還不小。文中的「橐」(tuó)按今天的字意解釋是「一種口袋」,在古代是指鼓風用的皮囊;「濡」(rú)按今天的字意解釋是「沾」、「漬」,在古代又作「柔韌」講。
1978年8月5日的《人民日報》第二版刊出一則消息:「湖南省博物館長沙鐵路車站建設工程文物發掘隊,從一座古墓出土一口鋼劍,從古墓隨葬陶器的器形、紋飾以及墓葬的形制來看,可以斷定它是春秋晚期的墓葬。從而說明我國煉鋼技術的出現,至少應推前200年左右,即春秋戰國之交,而不是過去認為的戰國中、晚期。經取樣分析,這口劍所用的鋼是含碳量0.5%(質量分數)左右的中碳鋼,金相組織比較均勻,說明可能還進行過熱處理。」
我國到西漢(公元前206~公元23)中、晚期出現了利用生鐵「炒」成熟鐵或製成不同含碳量的鋼的炒鋼技術。這是將生鐵加熱成半液體、半固體的狀態,再進行攪拌,利用空氣或鐵礦粉中的氧,進行脫碳,以獲得熟鐵或鋼。1974年在山東蒼山縣出土的漢安帝永初六年(112)的鋼刀和1978年在徐州漢代磚室墓中發掘出的漢章帝建初二年(77)的鋼劍經鑒定都是以炒鋼為原料,經多次反復加熱折疊鍛打而成的。
歐洲用炒鋼法冶煉熟鐵的技術在18世紀中葉才開始出現,比我國要晚1 900餘年。
在漢代炒鋼技術的基礎上,到南北朝(420~581)時期,我國又出現了灌鋼技術。這是先將含碳量高的生鐵熔化,澆灌到熟鐵上,使碳滲入熟鐵,增加熟鐵的含碳量,然後分別用牲畜尿或油脂淬火而成鋼。淬火是鋼鐵的一種熱處理工藝,是將工件加熱到適宜溫度,隨即在水、油或空氣中冷卻,以提高鋼鐵的硬度和強度。
在歐洲的坩堝煉鋼技術發明之前,灌鋼法是一種先進的煉鋼技術,對後世有重大影響。
④ 我國古代是如何煉鐵的
古代世界冶煉生鐵的技術最早發現於中亞,但是由於煉鐵爐過小,鼓風力弱,只能煉出海綿狀的塊煉鐵。從春秋晚期開始,中國在煉鐵技術上就開始獨領風騷,豎式煉鐵爐成了生鐵冶煉的主要設備。特別是到了漢代,國家專營的冶鐵作坊技藝精進,使生鐵得以大量生產。
高爐的鼓風設備叫「橐」(音tuó),是一隻皮製的鼓風機。這種橐,在漢代又作了進一步的改進,由皮革製作的風囊和木架構成,有入風口和排風口,把幾個橐連在一起的稱為排橐或排,它可以增大進風量,增強燃燒的火力,把爐溫迅速提高到煉鐵所需要的1200多度。最早,橐用人力畜力帶動。據史書記載,當時的煉鐵,需要上百匹馬拉動大型排橐鼓風,加上裝運礦石的成百上千的工人,真是人強馬壯。但是,無論人力還是畜力鼓風機都不能滿足日益發展的煉鐵的需要,煉鐵業呼喚更有力的鼓風機的出現,於是功率更強大的水力鼓風機——水排應運而生了。宋代的王禎在《農書》中詳細記載了水排的結構和工作原理,並繪圖說明。水排是在湍急的水流之濱豎立起的巨大的木輪,靠水流的沖擊力帶動木輪轉動,再由傳動機構帶動橐排的轉動,從而將強大的風吹入高爐。古代水力鼓風機所包括的動力機構、傳動機構和工作機構三部分已經達到相當完備的程度,製作技術和尺寸大小和中國高爐的規模相適應,舉世無匹。
鑄鐵柔化術是中國古代鋼鐵業的另一重大發明。鑄鐵煉制出來之後,因為性脆、缺乏韌性而不適合鍛造優良的鐵器。而適合鍛造鐵器的鑄鐵,因熱處理的溫度和方法的不同,分作白心可鍛鑄鐵和黑心可鍛鑄鐵兩種。白心可鍛鑄鐵具有比較高的硬度和強度,黑心可鍛鑄鐵具有較好的耐沖擊性。這種技術的關鍵是將普通鑄鐵長時間高溫加熱,使其中的化合碳發生變化,當碳的含量介於鑄鐵和鋼之間,其性質也隨之變化,具有較強的延展性並保持了一定的硬度。這種技術叫鑄鐵柔化術。
炒鐵是古代中國鋼鐵冶煉的重大發明,是一種簡便有效的煉鐵術。方法是把含碳量過高的可鍛鑄鐵加熱到半流體狀態,再和鐵礦石粉混和起來不斷「翻炒」,讓鑄鐵中所含碳元素不斷滲出、氧化,從而得到中碳鋼或低碳鋼。如果繼續炒下去,就得到含碳更低的熟鐵。這種方法始於西漢,東漢的《太平經》中就明確記載了炒鐵技術。
兩晉南北朝時,新的灌鋼技術興起了。這種方法是先將生鐵炒成熟鐵,然後同生鐵一起加熱,由於生鐵的熔點低,易於熔化,待生鐵熔化後,它便「灌」入熟鐵中,使熟鐵增碳而得到鋼。這樣,只要配好生熟鐵用量的比例,就能比較准確地控制鋼中含碳水平,再經過反復鍛打,就可以得到質地均勻的鋼材。這種方法比較容易掌握,工效提高較大,因此南北朝以後成為主要煉鋼方法。灌鋼技術在南北朝時已相當流行,這種方法是在炒鋼的實踐過程中逐步發展起來的。
⑤ 古代鐵如何做出來
中國早在春秋時期已發明鑄鐵技術。現代所知的早期鑄鐵器件如江蘇六合鐵丸、湖南長沙鐵、鐵鼎等,其年代都在公元前6世紀左右,這與《左轉》昭公二十九年(公元前 513)「賦晉國一鼓鐵以鑄刑鼎」的記載是相符合的。
使用人力、畜力和水力鼓風。南陽瓦房庄冶鐵遺址有專設的鑄鐵工區和高約 2米的化鐵爐。鐵范的應用在漢代更為普遍,除直接用來鑄造各種生產工具和構件外,後來還用以鑄造成形鐵板,再通過脫碳熱處理得到鋼質板材,用以鍛打成形器件。
鑄鐵熱處理技術在此期間有明顯的進步。由於鑄鐵都用木炭熔煉,碳含量大都在共晶點附近,而其他元素含量較低,屬於較純的鐵碳合金。不少器件用鐵范鑄造,壁厚一般在3~5毫米,屬於薄壁鑄件。在實踐中,已採用了較為合理的熱處理規范,因而所得韌性鑄鐵件質量較好。白心韌性鑄鐵件多數處理完全,很少殘留滲碳體和析出石墨。黑心韌性鑄鐵件多數以鐵素體和珠光體為基體,一部分以鐵素體或珠光體為基體,石墨形狀與現代同類材質相近。特別是西漢後期已出現具有球狀石墨的高強度鑄鐵,如鞏縣鐵生溝出土的鐵,在鐵素體-珠光體基體上均勻分布著典型的圓度較好的球狀石墨,偏光下呈放射性狀蝕、石墨高溫分解、掃描電鏡等多種手段檢測,證實與現代球墨鑄鐵中的石墨球相似,被認為是鑄後經退火形成的。這些工藝在南北朝時期仍被使用,對封建社會前期生產力的發展起了重要作用。
⑥ 古代鋼鐵怎麼煉成的
1、我國古代煉鋼技術至遲發明於春秋晚期。由先秦到西漢中晚期,主要制鋼工藝是塊鐵滲碳法;由漢代到明清,主要又是炒鋼法和灌鋼法,其次還有百煉鋼法和炒鐵滲碳法,漢魏南北朝時還有「鑄鐵脫碳鋼」,漢代還有坩堝煉鋼法。炒鋼工藝主要生產一般的可鍛鐵(包括鋼和熟鐵),灌鋼工藝主要生產含碳較高的刃鋼,百煉鋼是對普通炒鋼的再加工。
2、人類早期冶煉的鋼一般都是在低溫還原冶煉後再經滲碳而成,整個過程約分兩步:第一步先由礦石煉取塊煉鐵,第二步再由塊煉鐵滲碳成鋼。此滲碳過程中要不斷地折疊鍛打,以幫助碳的擴散。這樣得到的鋼便叫塊鐵滲碳鋼。燕下都鋼劍等兵器就是由這種鋼製成的。
炒鋼工藝是一種半液態冶煉。它以生鐵為原料,把生鐵加熱到液態半液態後,利用鼓風中的氧使生鐵脫碳到鋼和熟鐵的成分范圍。冶煉過程中要不斷地炒動金屬。古謂之「擣剛」,本世紀五十年代以前,習謂之炒鐵、炒「熟鐵」。
中國人在商周時期就掌握了不同比例的青銅合金技術。中國的鐵器出現在西周,鑄鐵則出現在春秋末期,戰國時候就掌握了鑄鐵柔化技術(公元前6、5世紀)。西方的冶鐵技術是在14世紀,而鑄鐵柔化處理技術是16世紀。
而我國炒鋼技術大約發明於西漢後期。其法是把生鐵加熱成液態或半液態,並不斷攪拌,使生鐵中的碳份和雜質不斷氧化,從而得到鋼或熟鐵。
創始於魏晉南北朝時期的灌鋼技術,是中國冶金史上的一項獨創性發明。灌鋼的工藝過程大致為,將熔化的生鐵與熟鐵合煉,生鐵中的碳份會向熟鐵中擴散,並趨於均勻分布,且可去除部分雜質,而成優質鋼材。在坩堝煉鋼法發明之前,灌鋼法是一種最先進的煉鋼技術。
3、典籍:董文安:《韓國十大寶劍產地初考》;《易縣燕下都44號墓葬鐵器金相考察初步報告》;唐《夏侯陽算經》、宋蘇頌《圖經本草》、明唐順之《武編前編》、趙常吉《神器譜》、朱國楨《涌幢小品》、清屈大均《廣東新語》等書中都可看到。
⑦ 古代人是怎麼把鐵礦石練成鐵的
我國煉鐵始於春秋時代.那時候的煉鐵方法是塊煉鐵,即在較低的冶煉溫度下,將鐵礦石固態還原獲得海綿鐵,再經鍛打成的鐵塊.冶煉塊煉鐵,一般採用地爐、平地築爐和豎爐3種.我國在掌握塊煉鐵技術的不久,就煉出了含碳2%以上的液態生鐵,並用以鑄成工具. 戰國初期,我國已掌握了脫碳、熱處理技術方法,發明了韌性鑄鐵.戰國後期,又發明了可重復使用的「鐵范」(用鐵製成的鑄造金屬器物的空腹器).
西漢時期,出現坩堝煉鐵法.同時,煉鐵豎爐規模進一步擴大.1975年,在鄭州附近古滎鎮發現和發掘出漢代冶鐵遺址,場址面積達12萬m2,發掘出兩座並列的高爐爐基,高爐容積約50m3.西漢時期還發明了「炒鋼法」,即利用生鐵「炒」成熟鐵或鋼的新工藝,產品稱為炒鋼.同時,還興起「百煉鋼」技術.東漢(公元25~220年),光武帝時,發明了水力鼓風爐,即「水排」.我國古代水排的發明,大約比歐洲早1100多年.
漢代以後,發明了灌鋼方法.《北齊書·綦母懷文傳》稱為「宿鋼」,後世稱為灌鋼,又稱為團鋼.這是中國古代煉鋼技術的又一重大成就.
據〈中華網路要覽〉記載:中國是最早用煤煉鐵的國家,漢代時已經試用,宋、元時期已普及.到明代(公元1368~1644年)已能用焦炭冶煉生鐵.在公元14~15世紀之際,鐵的產量曾超過2000萬斤,摺合約為1.2萬t.西方最先開始工業革命的英國,約晚兩個世紀,才達到這個水平.
總的來看,中國古代鋼鐵發展的特點與其他各國不同.世界上長期採用固態還原的塊煉鐵和固體滲碳鋼,而中國鑄鐵和生鐵煉鋼一直是主要方法.由於鑄鐵和生鐵煉鋼法的發明與發展,中國的冶金技術在明代中葉以前一直居世界先進水平.
⑧ 古代是怎麼進行冶煉的
先秦到西漢中晚期,主要的制鋼工藝是塊鐵滲碳法,此法首先由礦石煉得塊煉鐵,其次再由塊煉鐵滲碳煉製成鋼。當然也有不經第二步一次還原煉製成鋼的,此鋼也叫塊煉鋼或自然鋼。當時,煉鋼技術首先在南方的楚國達到較高水平,就連秦昭王都稱贊「楚之鐵劍利」。
為了獲得更加鋒利和堅韌的武器,工匠們又發明了「百煉鋼」。「百煉鋼」,是將塊煉鐵反復加熱折疊鍛打,讓鋼體成分更均勻,雜質更少,從而提高鋼鐵器物的質量。1974年山東省臨沂地區蒼山漢墓出土的一把東漢永初六年(公元112年)的鋼刀,是迄今為止發掘出最早的百煉鋼。
我國古代炒鋼技術約發明於西漢中晚期,一直沿用到明清。此法乃是一種半液態的冶煉方法,需先將生鐵加熱到半液態後,利用鼓風中的氧使生鐵脫碳為鋼和熟鐵成分范圍。因為在其過程中需要不斷炒動金屬,因此被成為「炒鋼」。
(8)中國古代的鐵是怎麼煉成的擴展閱讀
我國古代煉鋼技術最早發明於春秋晚期。目前發現最早的鋼制器物是長沙楊家山出土的春秋晚期鋼劍,而這已經證明了我國的煉鋼歷史至少有2500年!
中國古代最初是使用自然銅,商代早期已能用火法煉制銅錫合金的青銅。冶煉青銅的過程較復雜,大概是先把選好的礦石加入熔劑,再放在煉爐內,燃木炭熔煉,等火候成熟,取精煉銅液,棄去煉渣,即得初銅。初銅仍比較粗,需再經提煉才能獲得純凈的紅銅。紅銅加錫、鉛熔成合金,即是青銅。
⑨ 古代是怎樣冶鐵的
中國古代的冶鐵技術生鐵和柔化處理技術生鐵我們通常說的「鐵」分「生鐵」和「熟鐵」兩種,包括「鋼」在內,都是以鐵(Fe)和碳(C)兩種元素為主的一種合金。人們通常把含碳量在百分之○○五以下的叫熟鐵,百分之○○五到百分之二○的叫鋼,百分之二○到百分之六六七的叫生鐵。人類早期煉得的熟鐵通常叫塊煉鐵,它是鐵礦石在八百到一千攝氏度左右的條件下,用木炭直接還原得到的。出爐產品是一種含有大量非金屬夾雜的海綿狀固體塊。塊煉鐵和生鐵比較起來,有如下幾個缺點:一是它不能從爐里流出,取出鐵塊時,爐膛要受到不同程度的破壞,不能連續生產,生產率比較低,產量比較小。二是成形費工費時。三是所含非金屬夾雜比較多,要通過反覆鍛打才能排除。四是含碳量往往比較低,因而很軟。生鐵的冶煉溫度是一千一百五十到一千三百攝氏度,出爐產品呈液態,可以連續生產,可以澆鑄成型,非金屬夾雜比較少,質地比較硬,冶煉和成形率比較高,從而產量和質量都大大提高。由塊煉鐵到生鐵是煉鐵技術史上的一次飛躍。我國鋼鐵冶煉技術的發展道路和世界各國是不完全相同的。國外一般是先有塊煉鐵,經過長期緩慢發展之後才有生鐵。歐洲許多地方的塊煉鐵是公元前1000年前後發明出來的,但是直到公元十四世紀才有生鐵。我國卻不是這樣。我國冶鐵術大約發明於西周時期,比歐洲晚,可是它一經發明,不久就出現了生鐵,後來者居上,使我國成為世界上最早發明並使用生鐵的國家。1964年,江蘇六合程橋鎮出土一件春秋晚期的鐵塊,經鑒定是白口生鐵。這是到現在為止我國出土並且經過科學分析的最早生鐵實物。戰國中晚期,鐵器在我國農業、手工業生產中占據了主導地位。據不完全統計,目前出土的戰國鐵質生產工具大約十六種左右,其中多數是生鐵和它的柔化處理件,塊煉鐵處於輔助地位。這表明這時我國生鐵生產已經有了比較大的發展。我國生鐵技術發明比較早的原因是多方面的,我們以為在技術上至少應包括以下幾點:一是我國冶銅術中很早就使用了比較強的鼓風裝置。二是很早就對冶煉用的原料進行了比較好的選擇和處理。三是很早就發明了比較高大的冶煉豎爐。一般認為,我國生鐵技術的發明和發展同青銅技術有密切的關系。可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵原是白口鐵經高溫退火得到的一種高強度鑄鐵,具有一定的塑性和沖擊韌性。依熱處理條件的差別,又可分成白心可鍛鑄鐵和黑心可鍛鑄鐵兩種:白心可鍛鑄鐵以脫碳為主,又叫脫碳可鍛鑄鐵;黑心可鍛鑄鐵以石墨化為主,又叫石墨化可鍛鑄鐵。國外的白心可鍛鑄鐵是公元1722年由法國人首先發明的。公元1826年,美國人又發明了黑心可鍛鑄鐵。此後一個相當長的時期里,人們都把白心可鍛鑄鐵叫做「歐洲式可鍛鑄鐵」,把黑心可鍛鑄鐵叫做「美洲式可鍛鑄鐵」。其實,這兩種可鍛鑄鐵,我國早在兩千多年前都已經發明了。「洛陽水泥製品廠戰國早期灰坑遺址出土過一件鐵鏟,鏟體基本銹蝕,只在銎(qióng)部(裝柄的孔)有部分金屬殘留,在金相顯微鏡下顯示了黑心可鍛鑄鐵組織,基體是鐵素體,上面分布著團絮狀退火石墨。這是到現在為止世界上經過科學分析的最早的鑄鐵可鍛化退火處理件。戰國中晚期後,可鍛化處理工藝有了比較大的發展,主要表現在:第一,分布地域更廣了。在北方,目前經分析過的有河北易縣燕下都遺址的鐵钁、鐵鋤、鐵鐏等,在南方有湖北包山出土的空首斧、湖南長沙出土的鐵鏟等。第二,部分器件已經處理得比較好,器件斷面基本上是可鍛鑄鐵組織,中心沒有白口鐵殘余,如燕下都的鐵鐏等。漢代到南北朝時期,鑄鐵可鍛化技術發展到比較成熟的階段:一是使用范圍有了進一步擴展。近年在山東薛城、河南南陽、澠池和鞏義市,北京清河和大藻台,湖北銅綠山等地,都發現了這類器件。南陽瓦房庄出土的農器有十二作,經過分析,九件是普通可鍛鑄鐵,兩件是鑄鐵脫碳鋼,只有一件是白口鐵。二是技術水平有了進一步提高。凡處理過的器伴,中心很少有白口鐵組織殘留,石墨發育比較好,形態多和現代可鍛鑄鐵相當。這些可鍛鐵中,有白心的,也有黑心的,多數是農具。鑄鐵可鍛化處理有十分重要的意義。在常溫下,碳在鑄鐵中主要有兩種存在形式:一是化合態,主要是滲碳體;二是自由石墨態,有條狀、團絮狀、球狀石墨等。碳的存在形式不同,同一成分的鑄鐵,性能也是不盡相同的。白口鐵中,碳全部以滲碳體形式存在,因滲碳體硬度很高,塑性極低,所以白口鐵性硬而脆。通過可鍛化處理,白口鐵中的碳或以自由石墨態形式析出,或因氧化而去除,從而使材料強度提高,硬脆性減少,綜合機械性能得到改善。戰國中期以後,我國在農業、手工業中這樣廣泛地使用了鐵器,可鍛鑄鐵的發明和發展是起了重要作用的。球墨可鍛鑄鐵球墨可鍛鑄鐵因所含石墨呈球狀而得名。它有比較高的強度、塑性和韌性,鑄造加工性能也比較好。1974年,河南澠池發掘了一個北魏鐵器窖,裡面藏有從漢代到北魏的鐵器四千多件,種類有生產工具、兵器、日用器皿以及鑄范、鐵
⑩ 古代人如何煉鐵
古時候人們都是怎樣煉鐵的呢?下面由我給大家整理了古代人如何煉鐵相關知識,希望可以幫到大家!
古代人如何煉鐵
中國古代的人們煉鐵的方法是: 鐵礦石---(1100-1200爐溫)--生鐵--(鍛打)--鋼--(鍛打)--熟鐵 。
中國人從東漢開始進入鐵器時代,之前有過少量的鐵器,很難弄清是自己煉造,還是舶來品。 無論如何,中國在漢朝掌握了煉鐵法,從東漢開始,青銅正式退出舞台。 但中國的煉鐵法和世界其他地方完全不同,大量採用生鐵製品,煉鐵方法是:用1100-1200度爐溫,把鐵礦石融化,流出後成為鑄鐵。 鑄鐵質地堅硬,但很脆,實際使用很困難,不論是做兵器還是鐵器,都不好使。 但中國人沒有別得選擇,只能使用這種製品。 如果想得到一塊鋼,怎麼辦? 只有一個 辦法 ---鍛打!
中國古人把生鐵加熱到接近融化,然後反復鍛打,除去碳硫磷等雜質,如果時間夠長,會得到一塊鋼,再反復鍛打法,會得到一塊低碳鋼,這種含雜質很少的鋼,古人稱之為百煉鋼。 算是鐵中的極品,如果再鍛打,就會得到熟鐵,古人稱之為柔鐵。 後來的灌鋼、蘇鋼道理都是一樣,把生熟鐵混合加熱鍛打,這里要注意,古人說的熟鐵不是現在的熟鐵,正如古人說的火葯不是現在的火葯一樣。 那時的熟鐵其實也是生鐵,只不過性能略有改善。
這就是中國古代的煉鐵方法,這種從生鐵鍛打的到鋼的辦法,費時費力,產量極低,曹操為了造五把百煉鋼刀,花了三年的時間。 如果使用塊連法做滲碳鋼,不僅時間上大大節省,而是質量更好,成本也低得多。 但中國人根本就不會使用塊連法和製造滲碳鋼。
古人煉鐵的方法
火法煉銅(新時期時代)----->火法煉鐵(奴隸社會末)----->濕法煉銅(中國漢代)----->西方濕法煉銅(15世紀50年代)
公元前6世紀前後,中國就發明了生鐵冶煉技術。尤其是春秋戰國時期,塊煉鐵和生鐵冶煉兩種工藝幾乎是同時生產。原始的煉鐵爐是由石堆煉鐵法改造而成的。在土中挖一坑洞,周圍用石塊堆砌,稱為地爐。將鐵礦石和木炭一層加一層的放在地爐中利用 自然 風力進行燃燒,利用木炭不完全燃燒產生的一氧化碳 ,使鐵礦石中的氧化鐵還原成鐵,冷卻後,取出鐵塊。這種煉鐵法叫塊煉鐵。其爐溫大約1000攝氏度左右,離純鐵的熔點(1534攝氏度)相差甚遠。塊煉鐵得到的鐵質地疏鬆,還夾著許多雜質不堅韌,並無多大實用價值。後來經過不斷的實踐,人們發現把這種鐵加熱到一定溫度下經過反復鍛打,就可以把夾雜的氧化物擠出去,此時鐵的機械性能就得到了改善。在反復鍛打鐵塊的基礎上,古人又得出了塊煉鐵滲碳成鋼的 經驗 。因塊煉鐵質柔不堅,滲碳塊煉鋼又太堅硬,人們又發明了煉鋼的淬火工藝,進一步提高了塊煉鋼的機械性能。
從戰國到西漢,生熟鐵並用平行發展。早期的鑄鐵都是白口鐵,鑄造性能較好。但是碳是以化合碳的形式存在於鐵中,導致生鐵脆硬,不耐碰擊。因此,在戰國早期,人們就創造了白口鐵柔化術。即通過長時間加熱,將白口鐵中的碳化鐵分解為鐵和石墨,消除大塊的滲碳體,這時提高鐵的柔性起了良好的作用。
西漢,再塊煉滲碳的基礎上興起了“百煉鋼”技術。他的特點是增加了反復加熱鍛打的次數,這樣既加工成型,又是夾雜物減少,細化和均勻化,大大提高了鋼的質量。西漢中期,又出現了炒鋼,即將生鐵炒到成為半液體半固體狀態,並進行攪拌,利用鐵礦物或空氣中的氧氣進行脫碳,藉以達到需要的含碳量,在反復熱鍛,打成鋼製品。這省去了煩難的滲碳工序,又使鋼的組織更加均勻。炒鋼的發明,也打破了先前生鐵不能轉為熟鐵的界限,使原先各行其是的兩個工藝系統得以溝通。成為統一的鋼鐵冶煉技術體系。