汉代的钢铁冶炼技术


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汉代的钢铁冶炼技术

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汉代的钢铁冶炼技术

作者：佚名文章来源：互联网点击数：更新时间：2003-4-29

　　汉代的钢铁冶炼技术，在战国的基础上又有了长足的发展，勤劳的中国人民在这方面又有了不少的创造和发明。

　　汉代铁金属在工业、农业和军事中的作用愈显重要，官府对冶铁业的管理越加严格，汉武帝时任用孔仅为大农丞，将盐、铁、税利的巨业，收归官府经营管理，实行一系列严格措施，使冶铁业得到空前的发展。孔氏家族原本是梁国的冶铁商贾，素有经营冶铁的管理才能，所以他能在汉武帝时一跃而成为大司农丞要职，在任职的短短十余年间，从组织管理到冶铁技术和农具的推广，做出了巨大的努力，为汉武帝的雄才大略的扩展提供了雄厚的经济基础。

　　西汉时“百炼钢”的技术兴起，使钢的质量较前提高。这种初级阶段的百炼钢，是在战国晚期块炼渗碳钢的基础上直接发展起来的，二者所用原料和渗碳方法都相同，因而钢中都有较多的大块氧化铁-硅酸铁共晶夹杂物存在；但不同的是增多了反复加热锻打的次数。锻打在这里不仅起着加工成型的作用，同时也起着使夹杂物减少、细化和均匀化，晶粒细化的作用，显著地提高了钢的质量。

　　从河北满城一号西汉墓出土的刘胜佩剑、钢剑和错金宝刀，它们虽与易县燕下都钢剑所用的冶炼原料相同，但金相检查表明，钢的质量却有显著的提高，它正是“百炼刚”技术兴起的产物。

　　西汉中期以后，又出现炒钢。这是因为块炼铁虽然能制造渗碳钢，而产量不大，效率很低，不能适应当时封建社会生产发展的需要，“供不应求”即生产量与需要量的矛盾，促使出现了用生铁炒成为钢的新工艺。但是生铁的产量已相当大，用生铁作为制钢原料，是炼钢史上的一次飞跃发展，也是一次重大的技术革新。

　　炒钢的产生，即将生铁炒到成为半液体半固体状态，并进行搅拌，利用铁矿粉或空气中的氧，进行脱碳，借以达到需要的含碳量，再反复热锻，打成钢制品，利用这种新工艺炼钢，既省去了烦难的渗碳工序，又能使钢的组织更加均匀，消除了由块炼铁带来的严重影响性能的那种大共晶夹杂物，使质量大大提高。1974年7月，山东苍山县东汉墓出土的东汉永初六年卅炼环首钢刀，经有关单位鉴定就是用炒钢为原料，反复锻打而成的。

　　与此同时，百炼刚的原料也由原来的块炼铁，发展到用生铁炒成的钢或熟铁做为原料，经过渗碳锻打而成。这样一来，原料的改变即铁基体有了变化，使钢的质量也随之大大提高，从而百炼钢也发展到成熟阶段。

　　百炼钢虽然是汉代风行一时的炼钢工艺，但固体渗碳工序费工费时；而在炒钢过程中控制钢的含碳量则是一个复杂的工艺，比较难以掌握控制。生产的发展，必然要求进一步发展工艺简单、保证质量而成本较低的炼钢方法。为此在两晋南北朝时期又出现了以灌钢为主的炼钢技术。

　　钢铁业在汉代的大发展，也从炼炉的形状及冶炼设备上反映出来。西汉时期炼铁的竖炉就已得到发展，炉型有了扩大。炼铁已用石灰石作为熔剂。为了适应竖炉加大的需要，对鼓风设备也进行了改革。早期开始用皮囊人力鼓风，既笨重又不适用，后来在长期的生产实践中，劳动人民不断总结经验，创造出新，采用畜力代替人力鼓风，出现了马排，但还远远不能满足高炉生产的需要。

　　公元31年，东汉后期南阳太守杜诗总结了南阳冶铁工人的实践经验，创造了水力鼓风的“水排”。利用“水排”鼓风生产钢铁，比用人力、畜力鼓风“用力少，见功多”。我国“水排”的出现比欧洲早一千二百多年。到魏晋时期，得到了更广泛的应用。

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