古代中国钢铁生产(中国古代钢铁冶金的发展进程)
古代人是怎么把铁矿石练成铁的?
原始的炼铁炉是由石堆炼铁法改造而成的。在土中挖一坑洞,周围用石块堆砌,称为地炉。将铁矿石和木炭一层加一层的放在地炉中利用自然风力进行燃烧,利用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳 ,使铁矿石中的氧化铁还原成铁,冷却后,取出铁块。这种炼铁法叫块炼铁。
先秦到西汉中晚期,主要的制钢工艺是块铁渗碳法,此法首先由矿石炼得块炼铁,其次再由块炼铁渗碳炼制成钢。当然也有不经第二步一次还原炼制成钢的,此钢也叫块炼钢或自然钢。当时,炼钢技术首先在南方的楚国达到较高水平,就连秦昭王都称赞“楚之铁剑利”。
首先,将选好的铁矿石破碎,磁选得到比较精细的铁矿粉 将铁矿粉烧结成具有一定强度和形状的团矿。将铁矿石,球团矿以及干燥的焦炭等原料通过炉顶布料器加入到高炉内。再加入一定的助剂,通过高温还原,产生出铁水。将炼铁高炉产生的铁水用鱼雷罐车或者钢包车运送到炼钢厂。
首先,古人将铁矿石破碎,并通过磁选过程获得较细的铁矿粉。接着,他们将这些铁矿粉烧结成具有一定强度和形状的团矿。然后,将铁矿石、球团矿以及干燥的焦炭等原料,通过炉顶布料器加入到高炉内。加入特定助剂后,通过高温还原过程,生产出铁水。
我国用铁矿石直接炼铁,早期的方法是块炼铁,后来用竖炉炼铁。在春秋时代晚期(公元前6世纪)已炼出可供浇铸的液态生铁,铸成铁器,应用于生产,并发明了铸铁柔化术。这一发明加快了铁器取代铜器等生产工具的历史进程。战国冶铁业兴盛,生产的铁器制品以农具、手工工具为主,兵器则青铜、钢、铁兼而有之。
中国古代的人们炼铁的方法是: 铁矿石---(1100-1200炉温)--生铁--(锻打)--钢--(锻打)--熟铁 。中国人从东汉开始进入铁器时代,之前有过少量的铁器,很难弄清是自己炼造,还是舶来品。 无论如何,中国在汉朝掌握了炼铁法,从东汉开始,青铜正式退出舞台。
我国古代的铁器冶炼技术发展史
在很长的一段时间里我们的钢铁冶炼技术是一度领先于世界的,中国冶炼块铁的起始年代在公元前6世纪,古代冶炼技术的演进春秋以前,中国的冶炼技术处于比较原始的阶段,当时使用的冶炼方法称为“块炼法”。
冶铁技术是古代化学工艺的应用实例,也是应用化学知识的集中表现。人类最早炼得的铁,是铁矿石在800℃~1000℃条件下,由木炭还原直接得到的。江苏省六合县程桥出土的公元前6世纪前后东周墓内的铁凡、铁条,在湖南省长沙市洞坡等地的遗址中,发现经过人工冶炼的铁块,这是世界上最早的生铁实物。
被认为是中国古文明象征的商周到战国的青铜器,在某种意义上可以说是铸造技术所造就的。中国开始冶炼青铜的时期虽然晚于西方约千余年,然而后来居上,冶炼水平很快超过了西方。
1840年清朝钢铁产量
至于清代,铁产量的记录同样不够明确。不过,可以根据1840年清朝的钢铁产量约为大英帝国的70分之一的比例,推测清朝的钢铁年产量大约为5万吨。在洋务运动之后,清朝工业有了显著进步。例如,汉阳铁厂的钢铁产量一年便达到约12万吨。
工业发展的落后:在18世纪至19世纪,清朝的钢铁产量仅为20万吨,而英国达到80万吨。到了十年后,清朝的钢铁产量仍为20万吨,英国则上升至250万吨。 军事装备的落后:清朝末期,欧洲国家已普及枪械,而清朝军队仍在使用长矛大刀。在战争观念上,清朝也与西方国家存在巨大差距。
工业方面也是落后的一个地方,在十八世纪到十九世纪中,清朝的钢铁产量是20万吨,英国达到了80万吨,在十年之后,清朝依旧是20万吨的钢铁产量,而英国已经达到了250顿吨。
鸦片战争过程中,清朝与英国的差距特别大,清朝也看到了自己的落后无力。所以才有很多人是寻仇改变。那个时候英国是日不落的大英帝国,而清政府闭关锁国已经非常的腐朽落后了,差距一目了然。鸦片战争以中国失败并赔款割地告终。中英双方签订了中国历史上第一个不平等条约《南京条约》。
明代中叶到第一次鸦片战争之时,中国传统钢铁技术继续缓慢发展。但是,因为没有发生工业革M,手工生产的能力非机器生产所能相比,故其钢铁产量极低。 到1840年前后,年产铁约2万吨,仅是英国的1/40。 二是火炮大多由液态的生铁铸造,此必然导致火炮质地脆硬,演放时很容易炸裂,自伤炮手。
即便到了明朝末期,中国的工业总产量也始终稳居世界第一,钢铁产量更是北宋的两倍以上。