为什么我国关键用转炉炼钢 (为什么我国关境小于国境)

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• 为什么我国关键用转炉炼钢
• 中国的冶炼技术的开展史
• 中国钢铁冶炼业及环球钢铁冶炼业开展历史
• 炼铁我国炼铁工艺的开展

为什么我国关键用转炉炼钢

全环球都关键驳回氧气顶底复吹转炉炼钢！我国也不例外！（除非钢铁消耗曾经很低！用前往废钢消费就可以满足社会钢铁须要的例外）技术角度登程由于氧气转炉经常使用的氧气制取廉价，转炉炼钢节拍快，消费效率高！钢的质量可以到达和超越其余炼钢方式，综合思考所以经常使用转炉炼钢！

中国的冶炼技术的开展史

中国古文化意味的商周到战国的青铜器，可以说是铸造技术所培育的。

从重875公斤的司母戊方鼎、精巧的曾侯乙尊盘和大型的随县编钟群，以致少量的礼器、日用器、车马器、兵器、消费工具等，可以看到过后中国曾经十分熟练地把握了综合应用浑铸、分铸、失蜡法、锡焊、铜焊的铸造技术，在冶铸工艺技术上已处于环球上游的位置。

而《考工记》中所记载的：“金有六齐。

六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐。

五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐。

四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐。

三分其金而锡居一，谓之大刃之齐。

五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐。

金、锡半，谓之鉴燧之齐”，是环球上最早的合金配比的阅历性迷信总结，标明过后中国已看法到合金成分与青铜的功能和用途之间的相关，并已定量地控制铜锡的配比，以获取功能各异，适于不同用途的青铜合金。

2.铸铁冶炼 在很长的一段期间里咱们的钢铁冶炼技术是一度上游于环球的，中国冶炼块铁的起始年代在公元前6世纪，现代冶炼技术的演进春秋以前,中国的冶炼技术处于比拟原始的阶段,过后经常使用的冶炼方法称为“块炼法”。

过后炼铁经常使用木炭作燃料,热量少,加上炉体小,鼓风设施差,因此炉温比拟低,不能到达铁的熔炼温度,所以炼出的铁是海绵状的固体块,称为“块炼铁”。

块炼铁冶炼比拟费时,质地比拟软,含杂质多,经过锻打成为可以经常使用的熟铁。

钢铁冶炼技术的进一步开展到“块炼渗碳钢”。

出土文物标明,中国最迟在战国早期曾经把握这种最前期的炼钢技术。

人们在锻打块炼铁和熟铁的环节中,须要不时地重复加热,铁排汇木炭中的碳份,提高了含碳量,缩小夹杂物后成为钢。

这种钢组织严密、碳分平均,实用于制造兵器和刀具。

进一步开展到“百炼钢”技术。

人们在打制器物的时刻,无看法地参与折叠、锻打次数,一块钢往往须要烧烧打打、打打烧烧,重复很屡次,甚至上百次,所以称之为百炼钢。

百炼钢碳分比拟多,组织愈加细密,成份愈加平均,所以钢的质量提高,关键用于制造宝刀、宝剑。

冶炼铸铁的技术比欧洲早。

中国铸铁的发明出如今公元前5世纪，而欧洲则迟至公元后的15世纪。

由于铸铁的功能远高于块铁，所以真正的铁器时代是从铸铁降生后开局的。

社会开展的历史标明，铸铁的出现是社会消费劲提高和社会提高的关键标记。

中国从块铁到铸铁发明的过渡只用了约一个世纪的期间，而西方则破费了近三千年的漫短途程。

中国现代炼铁技术开展得如此迅速是环球上绝无仅有的。

英国驰名迷信史家贝尔纳说，这是环球炼铁史上的一个惟一的例外。

另一卓越的生铁加工技术是炒钢，它是中国现代由生铁变成钢或熟铁的关键方法，大概发明于西汉前期。

其法是把生铁加热成液态或半液态，并不时搅拌，使生铁中的碳份和杂质不时氧化，从而获取钢或熟铁。

河南巩县铁生沟和南阳瓦房庄汉代冶铁遗址，都提供了汉代运行炒钢工艺的实物证据。

东汉时成书的《太平经》中也说：“有急乃后使工师击治石，求其中铁，烧冶之使成水，乃后使良工万锻之，乃成莫耶。

”“莫耶”乃现代宝剑之称。

这段文字虽失之疏简，但不美观出，它叙说的是由矿石冶炼获取生铁，再由生铁水经过炒炼，锻打成器的工艺环节。

炒钢工艺操作简便，原料易得，可以延续大规模消费，效率高，所得钢材或熟铁的质量高，对中国现代钢铁消费和社会开展都有关键的意义。

相似的技术，在欧洲直至十八世纪中叶方由英国人发明。

中国现代的炼钢技术关键是百炼钢。

自从西晋刘琨写下“何意百炼钢，化为绕指柔”这一喜闻乐见的诗句后，“千锤百炼”、“百炼成钢”便成为人们罕用的成语。

百炼钢肇始于西汉早期的块炼渗碳钢，其后不时参与锻打次数而成定型的加工工艺。

到东汉、三国时，百炼钢工艺已相当成熟。

上引《太平经》中的“万锻之，乃成莫邪”，即是其活泼的写照。

曹操曾令工师制造“百辟利器”，曹丕的《典论·剑铭》中说：“选兹良金（指铁），命彼国工，精而炼之，至于百辟”。

刘备曾令“蒲元造刀五千口，皆连环，及刃口刻七十二湅”。

《古今注·舆服》亦说：“吴大帝有宝剑三，……一曰百炼，二曰青犊，三曰漏景”。

后世这一工艺不时被承袭，并不时获取开展。

但是炒钢和百炼钢技术还存在肯定毛病,如炒钢工艺复杂,不容易把握;百炼钢费工费时。

此外，在1981年经中国学者关洪野等人对513件出土的汉魏期间铁器钻研后标明，中国早在两千多年前的汉代就曾经发明了球墨铸铁，远远早于兴旺的欧洲国度。

目前，中国学者所做的论断曾经获取了国内学术界的抵赖。

开创于魏晋南北朝期间的灌钢技术，是中国冶金史上的一项首创性发明。

陶弘景说：“钢铁是杂炼生柔作刀镰者”，北齐的綦母怀文“造宿铁刀，其法烧生铁精以重柔铤，数宿则成刚”，说的就是灌钢技术。

灌钢的工艺环节大抵为，将熔化的生铁与熟铁合炼，生铁中的碳份会向熟铁中分散，并趋于平均散布，且可去除局部杂质，而成优质钢材。

綦毋怀文开展灌钢法大概在东汉末,或者出现炼钢新工艺“灌钢”法的初始方式。

南北朝时,綦毋怀文对这一炼钢工艺启动了严重改良和完善。

南朝齐、梁时的陶弘景首先记载了灌钢法,北朝魏、齐间的綦毋怀文曾用这种方法制成十分尖利的“宿铁刀”。

綦毋怀文,姓綦毋,名怀文,是中国南北朝期间驰名冶金家。

他生存在公元6世纪北朝的东魏、北齐间,详细生卒年代历史上不足记载,只知道他好“道术”,曾经作过北齐的信州(今四川省奉节县一带)刺史。

据史书记载,綦毋怀文的炼钢方法是:“烧生铁精,以重柔铤,数宿则成钢”,就是说,决定层次比拟高的铁矿石,冶炼出优质生铁,而后,把液态生铁浇注在熟铁上,经过几度熔炼,使铁渗碳成为钢。

由于是让生铁和熟铁“宿”在一同,所以炼出的钢被成为“宿铁”。

灌钢法是中国现代炼钢技术上一个了不起的成就。

同百炼法或炒炼法比拟,其优势1)生铁作为1种渗碳剂,因熔化后温度高,减速向熟铁中渗碳的速度,缩短冶炼期间,提高消费率。

(2)熟铁由于碳的渗入而成为钢,生铁由于脱碳也可以变成钢,参与了钢的产量。

(3)在高温下,液态生铁中的碳、硅、锰等与熟铁中的氧化物夹杂出现反响,去除杂质,纯化金属组织,提高金属质量。

(4)灌钢法操作简便,容易把握。

要想获取不同含碳量的钢,只需把生铁和熟铁按肯定比例配合好,加以熔炼,就可取得。

3　推进中国现代刀剑技术的开展綦毋怀文是一位出色的制刀专家,对前天然刀阅历启动钻研、比拟,经过不时通常,发明一套新的制刀工艺和热解决技术。

綦毋怀文造刀的方法是:先把生铁和熟铁以灌钢法烧炼成钢,做成刃口,而后“以柔铁为刀脊,浴以5牲之溺,淬以5牲之脂”这样做进去的刀称为“宿铁刀”,极端尖利,能够一下子斩断铁甲30札。

关于含碳量比拟高的钢,现实的淬火介质应该是:当工件在比拟高的温度650～400℃,具备较大的冷却速度,在高温300～200℃,具备较慢的冷却速度。

这就须要驳回双液淬火法。

綦毋怀文先用生物尿、后用生物油启动双液淬火,能够造出质量很高的“宿铁刀”。

中国早在战国时代就经常使用了淬火技术,但是常年以来,人们普通都是用水作为淬火的冷却介质。

只管三国时的制刀能手蒲元等人曾经看法到:用不同的水作淬火的冷却介质,可以获取不异功能的刀,但仍没有打破水的范畴。

而綦毋怀文则成功了这一打破,他在制造“宿铁刀”时经常使用了双液淬火法,即先在冷却速度大的生物尿中淬火,而后再在冷却速度小的生物油脂中淬火,这样可以获取功能比拟好的钢,防止单纯经常使用1种淬火(即单液淬火)的局限。

双液淬火法,即在工件的温度比拟高的时刻,决定冷却速度比拟快的淬火介质,以保障工件的硬度;而在温度比拟低的时刻,则决定冷却速度比拟小的淬火介质,以防止工件开裂和变形,使其有肯定的韧性。

双液淬火法是1种比拟复杂的淬火工艺,这在过后没有测温、控温设施的条件下,齐全依赖操作及阅历,是一个了不起的成就。

在綦毋怀文之前,中国现代的钢刀大都用百炼钢制成,这样制造的刀剑只管功能优秀尖利,但也存在不少毛病,整把刀所有用百炼钢制成,多少钱低廉;如一把东汉期间的名钢剑的价钱可以购置过后供7团体吃2年9个月的食粮。

而且百炼钢制造刀剑费时费劲。

三国时,曹操命有司制造宝刀5把,用了3年期间。

为此,綦毋怀文对制刀工艺启动了严重降级。

这标明綦毋怀文对钢铁的功能有比拟深入的看法,而且能依据不同的用途正入决定材质,施展各种材质的优势,节俭某些珍贵资料,降低老本和费用。

1把刀的背部、刃口实践起着不同的作用,因此要求具备不同的功能。

普通来说,刃口关键起刺杀作用,因此要求有比拟高的硬度,这样才干保障刀的尖利,所以应该决定含碳量较高、硬度较大的钢来制造。

而刀背关键起1种撑持作用,要求有比拟好的韧性,使刀在遭到比拟大的冲击时不致折断,这样就要决定含碳量较低、韧性较大的熟铁。

綦毋怀文正是有了上述相似的看法,在制造刀具时才干够将熟铁和钢奇妙的联合起来,将2者恰到好处地用在适合的中央,既满足了钢刀的不同局部的不同要求,又节俭少量低廉钢材,利于钢刀的推行和遍及。

这种制刀工艺,当天还在沿用。

灌钢技术在宋以后不时被改良，缩小了灌炼次数，以致一次性炼成。

沈括在《梦溪笔谈》卷三说：“人世锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之‘团钢’，亦谓之‘灌钢’”，并说“二三炼则生铁自熟，仍是柔铁”，正反映了灌炼次数的缩小。

其中把柔铁屈盘起来是为了参与生熟铁的接触面，提高灌钢的效率，并促使碳份散布更平均；封泥则可以促成造渣，去除杂质，并起包全作用。

明代灌钢技术又进一步开展，据《天工开物》卷十四记载，已把柔铁屈盘改为薄熟铁片，进一步参与了生熟铁的接触面，减速“生熟相和，炼成则钢”的进程，泥封亦改为草泥混封。

灌钢又称“抹钢”、“苏钢”，其工艺自清至近代仍很风靡。

在坩埚炼钢法发明之前，灌钢法是一种最先进的炼钢技术。

由于綦毋怀文和千百万工匠的辛怠惰动,使中国现代冶金技术自立于环球之林。

因此,当咱们钻研和总结现代迷信技术成就的时刻,不应该遗记綦毋怀文的功劳。

这是中国冶金史上的一项卓越成就和平凡翻新,谢环球炼钢史上占有肯定位置。

4　灌钢法的进一步改造灌钢法的出现,使钢的产量和质量大大提高,为隋唐以后消费劲的大幅度增长提供了条件。

起初,灌钢法又不时开展。

宋代又把生铁片嵌在盘绕的熟铁条两边,用泥巴把炼钢炉密封起来,启动烧炼,成果更好。

明代又有改良,把生铁片盖在捆紧的若干熟铁薄片上,使生铁液可以更好平均地渗入熟铁之中。

不用泥封而用涂泥的草鞋遮蔽炉口,使生铁可从空气中获取氧气而更易熔化,从而提高冶炼的效率。

明中期以后,灌钢法更进一步开展为苏钢法以熟铁为料铁,置于炉中,而将生铁板放在炉口,当炉温升高到1300℃左右,生铁板开局熔化时,既用火钳夹住生铁板左右移动,并不时翻动料铁,使料铁平均地淋到生铁液;这样,既可发生很好的渗碳作用,又可发生猛烈的氧化作用,使铁和渣分别,消费出含渣少而成份平均的钢材。

直到现今,在芜湖、湘潭、重庆、威远等地人们还在经常使用;可见其影响的深远。

在17世纪以前,中国的炼钢技术常年居于环球上游位置,遭到各国地普遍赞扬。

公元1世纪时,罗马博物学家在其名著《自然史》中说:“只管铁的种类很多,但没有一种能和中国来的钢相媲美。

”

中国钢铁冶炼业及环球钢铁冶炼业开展历史

一、 消费工具的铁器化与冶铁业的开展战国以后，由于冶铁技术的提高，社会经济制度的改革，社会上关于铁器须要量的参与，铁矿的开采，铁的冶炼和铸形成为相关国计民生的关键手工业，因此，冶铁业开局开展起来。

在战国时代开发的铁矿曾经不少，战国时代的著述《山海经·五藏山经》所载产铁之山就有37处，记载属南阳的就有“帝X之山‘其阴多铁’”，约在今河南省泌阳县和南阳县之间；另一处即“兔床之山，‘其阳多铁’”，约在今嵩县和南阳县之间。

战国时代各国都有冶铁手工业，其中韩、楚两国的冶铁手工业最为兴旺，驰名的冶铁手工业地点也最多，过后的南阳曾经成为战国时代知名的冶铁核心。

《荀子·议兵篇》记载：“宛钜铁（钅也），惨如蜂虿。

”至秦汉期间，铁器和冶铁技术在广阔地域曾经获取了宽泛的传达和经常使用。

从考古中发现，西汉初年铁制农具和工具已取代了铜、骨、石、木器，到西汉中期，随着冶铁技术的开展，锻铁工具增多，铁兵器也逐渐占据了关键位置，直至东汉，关键的兵器所有为钢铁所制，从而成功了兵器和消费工具的铁器化进程。

西汉初年，冶铁业可听任商人运营。

魏国的孔氏原运营冶铁业，秦灭魏后，被强行迁到南阳，靠冶铁成为巨富。

西汉武帝时，武帝任用南阳的大冶铁商孔仅为“大农丞，领盐、铁事”，治理全国的盐铁业，南阳成为全国设立铁官的手工业基地之一。

在南阳瓦房庄开掘的汉代冶铁遗址中，就曾发现西汉期间的冶铁遗物(熔炉基、耐火砖、鼓风管、铸造用的模具及铁器，包含铁犁铧、铁耧铧、铁锸、锛、斧等)。

至东汉，南阳的冶铁业在西汉基础上，冶铁作坊数量增多，规模绝后扩展，技术清楚提高。

建国后在南阳左近发现的冶铁遗址就有：南阳市北关瓦房庄铸铁作坊遗址，桐柏张陂村的大张陂冶铁遗址，桐柏县铁炉村遗址，南召县太山庙、草店冶铁遗址，方城县赵河村冶铁遗址，镇平县安国城铁范、铁铸件遗址，西峡县白石尖冶铁石等。

1959～1960年南阳市北关瓦房庄开掘的汉代冶铁遗址，关键遗址面积达2800平米，发现了少量的冶铁遗址和遗物，其中熔炉9座，炒钢炉8座，锻炉1座。

发如今过后的消费条件下冶铁环节中经常使用了热鼓风炉，这是我国早期经常使用的浪费热能的熔炉。

铸造经常使用的模和范近40种。

由文物考古开掘的遗物可见，在过后南阳曾经成为全国的冶铸核心。

二、 冶铁技术、工艺的开展冶铁技术在秦汉期间获取进一步的开展。

高炉炼铁已成为一种经济而有效的炼铁方法。

高炉炼铁从上边装料，下部鼓风，构成炉料降低和煤气回升的相对静止。

燃料发生的高温煤气穿过料层回升，把热量传给炉料，其中所含一氧化碳同时对氧化铁起恢复作用。

这样燃料的热能和化学能同时获取比拟充沛的应用，高层的炉料被逐渐恢复以致熔化，高层的炉料便从炉顶冉冉降低，燃料被预热而能到达更高的熄灭温度。

这确是一种比拟正当的冶炼方法，因此具备弱小的生命力而常年传达。

其冶炼水平的开展表如今以下几个方面：第一，高炉炼铁中的筑炉技术到达了较高的水平。

有的用含三氧化硅较高的黄色或白色耐火粘土烧成的长方形或弧形的耐火砖砌筑。

南阳瓦房庄遗址出土的耐火砖，在不同部位耐火砖所用的资料、厚度、形态均不相反。

有的用直径0.3～0.5cm的白色石英砂粒并掺有大批的细砂。

有的用草拌泥、黄粘土及少量的石英砂混合而成，所用石英砂不只要自然的，而且还有经过加工破碎的。

这些耐火砖耐火强度到达1463℃～1469℃之间，这显然是耐火土中掺入了含有二氧化硅相当高的砂石的结果。

这种含二氧化硅相当高的酸性耐火资料，从我国现代高炉所出大都是酸性炉渣来看，是适合的。

第二，高炉炼铁所用原料大局部已启动了加工。

冶炼工人从常年的通常阅历中发现，炉料的粒度划一可以缩小对煤气的阻力。

因此，在冶炼之前，就要对原料启动加工，在桐柏县张畈村遗址中，曾挖出数以千吨计的矿石粉末，说明过后已十分留意对矿石的加工。

除了高炉炼铁外，在西汉期间还发现有坩埚炼铁技术。

南阳市北关瓦房庄遗址中，就发现坩埚炼炉17座，其中3座较完整，都近似长方形。

其中一座长3.6米，宽1.82米，深度残存0.82米。

炉的修建方法是，就低空挖出长方坑，留下炉门，周壁经过夯打后再涂薄泥一层。

炉顶用弧形的耐火砖砌成，砖的大小不同，砖的内面敷有一层厚约1厘米的耐火泥，泥的外表还留有很薄的灰白色岩浆，砖的反面涂有较厚(约5厘米)的草拌泥。

有一局部是用土坯和草拌泥券成。

炉由门、池、窑膛、烟囱四局部组成。

门在炉的最前端，当是用来装炉和通风的，左右两壁都经火烧，已成砖灰色。

池在门内，周壁也烧成砖灰色，池底留有厚约1厘米的细砂，当是用作熄灭时的“风窝”的。

炉膛为长方形，周壁糊有草拌泥，火烧较轻，当是盛放成行陈列的坩埚和木柴、木炭等燃料的，炉的后部设有3个烟囱，当是排出炉烟用的。

有的炉内填满木柴灰，有的炉底堆有很多烧土块和砖瓦碎片。

发现坩埚3件，都是椭圆形的圜底陶罐，罐内服有草拌泥厚约3～4厘米，泥的外部烧成红砖色，外表则成光洁的深彩色，并存有一层灰白色光洁岩浆。

另在一坩埚的内壁还粘有铁渣的碎块。

从炼炉的结构以及传达到后世的坩埚炼铁法，可以推知过后的炼铁方法是：先用碎块矿石和木炭以及助溶剂混合配好，装入坩埚，装炉前，先在炉底铺上一层适当数量的砖瓦碎片，使炉底通风；并留出许多“火口”放进易燃物，以便点火，接着就铺上一层木炭，在木炭上装置成行坩埚；而后在这层坩埚之上再铺上一层木炭，在木炭上再装置成行坩埚，待炉装满，便可以从“火口”点火，并加以鼓风，使坩埚中矿石恢复消溶成生铁。

第三，鼓风技术的开展。

高炉炼铁和冶铁技术的开展，与鼓风技术的改良是分不开的。

我国现代炼铁高炉是用皮制的“橐”作为鼓风器的。

随着期间的推移以及阅历的积攒，人们逐渐扭转了鼓风的方法。

在大型的冶炼炉中不止有一个鼓风器，而是参与鼓风器和鼓风管，使得炉中燃料充沛熄灭，提高炉子的温度，减速冶炼的进程。

在瓦房庄的冶铁遗址中，有少量的鼓风管出土，其中有一局部带有弯头的陶制鼓风管，粗端内径约100mm，细端内径为50mm，长约400mm。

由于陶胎鼓风管下测泥层被烧琉，经测定，其烧琉温度当为1250℃～1280℃之间。

从此温度及开掘出的实物可判别，汉代南阳冶铁炉装有热鼓风装置(《南阳汉代冶铁》，中州古籍出版社，1995年12月，第23页。

）。

这种装置应用炉口余热把风管内冷风变成热风鼓进熔炉，既提高了熔炉温度，又缩短了冶炼期间，提高了铁水质量。

就鼓风能源而言，出现了“人排”鼓风能源，畜力鼓风，如“马排”、“牛排”等。

东汉建武七年(31)，杜诗任南阳太守，发明了用水力鼓风的“水排”，并启动了推行。

应用水排鼓风，铸造农具，比用人力鼓风要“使劲少，见功多”，并取得良好的成果。

现今开掘的桐柏县张畈村的冶铁遗址距矿山较远，而是建在河流旁，很或者就是应用“水排”来鼓风的缘故。

水排的发明和运行，不只提高了鼓风才干，而且大大降低了老本，因此常年被冶铁工业所沿用。

像这样以水为能源的鼓风机械，欧州在1100多年后才出现。

鼓风技术的改良，促成了冶铁技术的开展。

除了冶铸生铁技术的极速开展之外，还发明了铸铁柔化工艺，出现了灰口铸铁及球墨铸铁。

在南阳市北关瓦房庄汉代冶铁遗址出土的铁器中，经剖析测验，可以看到汉代的农具关键驳回可锻铸铁。

在其中测验的12件农具中，有9件是可锻铸铁，2件是铸铁脱碳钢，1件是白口铁。

这标明在铸铁中曾经驳回了柔化技术。

从质量上看，过后的铸铁柔化技术已相当稳固。

在瓦房庄冶铁遗址的东汉地层中出土的135号铁钁，它的石墨组织虽不是出自铸态，而是在高温退火时构成的，但形态规定接近球状，边缘也很润滑，从而提高了工件的机械功能。

三、 炒钢、铸铁脱碳钢及铸造技术为了顺应社会对钢铁制品的须要，到西汉前期已发明了“炒钢”技术。

这种技术把生铁加热到熔化或基本熔化的形态下加以炒炼，使铁脱碳成钢或熟铁。

在南阳市方城县赵河村汉代冶铁遗址中也曾发现与巩县铁生沟汉代冶铁遗址中相反的炉型6座。

这种炒铁炉容积小，呈缶形，温度可以集中；挖上天下成为地炉，散热少，无利于温度升高；炉下部作“缶底”状，是为了便于装料搅拌。

此外，在南阳市北关瓦房庄冶铁遗址中也发现几座炒钢炉，形制和构筑方法迥然不同，炉底还有铁块。

从这个遗址开掘内容看，南阳瓦房庄的冶铁作坊中，不只铸造铁器，而且还用生铁炒钢或熟铁，以此锻制工具和其余构件。

在此遗址中还出土有凿、钁等，当是该作坊自制的凿、钁等。

经过考古资料证实，到东汉期间，炒钢技术已很遍及。

南阳东郊曾出土一件东汉铁刀，形制较不凡，相似炊事用刀，刀身有一道平行于刃部的锻接痕迹，刀宽112厘米，长约17厘米，刀背厚约05厘米，保留较完整，是用炒钢锻制而成(河南省博物馆等：《河南汉代冶铁技术初探》，《考古学报》1978年第1期。

)。

西汉前期曾经发明了简便的炒钢炉，将生铁炒炼成熟铁或钢的技术开展，标记着炼钢技术开展到了一个新的阶段，使得钢材的产量大大提高，这关于过后消费工具的改良，钢制品的推行均具备关键的意义。

现代炼钢以含碳量低的块炼铁或熟铁为原料，驳回渗碳的方法炼制成钢(如今依然经常使用此法)，一种即以含碳量高的生铁为原料，在固体形态下脱碳制钢。

战国时代曾经驳回了柔化解决工艺，将生铁启动脱碳退火，获取了脱碳不齐全的铸铁脱碳钢件(李众：《中国封建社会前期钢铁冶炼技术开展的讨论》，《考古学报》，1975年第2期。

)，至汉代依然经常使用这一工艺。

如，南阳瓦房庄冶铁遗址所出土的铁斧，核心是白口组织，表层是钢的成份。

相似这样的铁器在其余遗址里也有发现。

它们都是用白口铁坯件，在氧化气氛下退火，使外层脱碳，由表及里依次成为纯铁素体、亚共析、共析组织，由于脱碳不齐全，外部依然是铁，实践上是一种由钢和铁组成的复合资料。

另一种状况是脱碳比拟齐全，已所有肃清白口组织，但内层析出局部石墨。

如南阳瓦房庄出土的一件铁凿，从外形看是铸件，外表金相剖析是钢的组织，很容易误以为是钢铸件。

在汉代过后的技术条件下，没有高于1500℃的高平和相应的耐火资料，是无法能出现液态铸钢的。

南阳瓦房庄出土的另一件铁凿，经测验，基体为过共析钢，内层残留石墨，证实它是经脱碳而成的钢质工具。

另外，在南阳瓦房庄冶铁遗址中还有成形的薄铁板出土，这些铁板实践是经过脱碳热解决的已成为含碳较低的钢板，可以锻打成器，实践上是发明了一种新的制钢工艺。

这样就扩展了生铁的经常使用范畴，参与了优质钢材的起源，关于钢铁消费有严重的作用。

铸铁的热解决技术在汉代有很大的开展，并臻于成熟。

在南阳瓦房庄冶铁遗址中所开掘的9件农具，经测验8件为黑心韧性铸铁，质量良好，有一些与现代黑心韧性铸铁已无大的差异。

还有一局部白心韧性铸铁，白心韧性铸铁可制造耐冲击、功能良好的手工工具，黑心韧性铸铁可制造耐磨的农具。

在铸制的铁器中有一局部铁锸、铁耧铧、铁钁即为白心韧性铸铁。

从发现的汉代冶铁遗址来看，过后的作坊有以炼铁为主而兼铸铁器的，也有专门铸造铁器的。

而最后的铁铸件，是由炼铁炉的铁水间接浇铸。

在汉代，出现了专门的化铁炉，这关于提高熔铁的质量，取得优质铸件，有很大的好处。

从南阳瓦房庄遗址看，化铁炉的结构和筑炉资料与炼铁炉有清楚的区别，说明过后的炼铁与化铁的分工已很明白。

南阳瓦房庄冶铁遗址出土化铁炉7座，它的构筑方法是：在平坦的低空上，铺筑直径约2.6m、厚50mm的草拌泥，烧成橙黄色，作为炉基。

炉底是空心的，由全体基底、束腰式支柱、周壁与炉缸底部组成。

基底约厚45mm，用羼有少量大颗粒砂的耐火粘土铺成，砂的粒度在10mm左右。

周壁和支柱的筑炉资料与基底稍有不同。

羼有少量小颗粒砂。

周壁厚40～50mm，支柱直径70～120mm，高70cm，依据遗址所出土的长方形耐火砖的尺寸来预算，支柱或者有15个左右，基上砌筑炉缸底部。

炉体全用弧形耐火砖建造，从砖的内外表不同的熔融水平看，炉体可分为3个区域：炉口及其下三、四层砖(砖长36cm，宽17cm，厚6～9cm不等)，炉衬略现熔融，有许多龟裂纹道，温度最低，为预热区。

炉体中部的三、四层砖，炉衬均有烧琉，说明温度较高，应是恢复区。

再往下三、四层砖，炉衬普遍烧琉，甚至所有流下，显露砖体，这里温度最高，当是接近风口的氧化区。

依照耐火砖的高度及上述炉壁烧琉状况来推算，化铁炉的炉体高度约为3～4m。

化铁炉的炉壁分3层，弧形耐火砖是特制的成形砖块，内服草拌泥，厚约15～50mm，内搪炉衬，厚约40mm。

依据出土时较完整的14块耐火砖的弧度来看，化铁炉最小外径为1.16m，内径为0.92m，最大外径为2.3m，内径为2.14m，其平均内径有1.5m左右。

经鉴定，耐火砖均有砂粒和粘土配制，从石英砂的颗粒组成看，有浑圆状的和棱角状的白石英和大批长石，说明除自然砂外，已经常使用了人工破碎的砂粒。

石英颗粒有裂纹出现，玻璃相中析出针状莫来石晶体，有流动结构，均说明过后化铁炉能够到达相当高的温度。

从遗址中出土的少量鼓风管的状况推测，化铁时有或者已试用换热式热风装置，有一种陶质鼓风管，内服厚约45mm的草拌泥，高层泥料表层烧熔下滴，接近拐角处的泥料熔融顺角流下，据测定温度，烧琉温度当在1250℃～1280℃之间。

风管的这种烧琉形态，有一种解释以为，它或者是架设在炉顶上，作为预热管道经常使用的。

此外，在出土的少量碎铁块和熔渣中，有不少梯形铁板和铧、锸、锛、钁、锄、斧等铁器残片(厚度约40～70mm)。

这些遗物或者是化铁炉所用原料，方形的铁砧和铁锤，既是锻造工具，又是用来破碎原料的工具。

少量的木炭渣标明所用燃料为木炭，炉中残留木炭凝块，有的与外表微熔的铁块凝结在一同，某些器形尚能识别。

由这种现象推测或者是分层装料的结果。

从出土的炉衬看，断面清楚分红三层，至少曾经过两次停炉和补炉，补炉的资料与耐火砖所用资料相反。

依据出土的遗物推测，关于这样大的熔炉，当是半延续操作的，每过肯定期间，出一次性铁水，浇注一批铸范。

当熔炼过久或铸范已毕需适时停炉。

这说明汉代工匠已很好地把握了熔炉的操作程序。

汉代铸造技术，在战国时代铸造铁器和铜器的技术上又有所开展。

这时铸造所用的范有泥范、陶范和铁范，特意是铁范的经常使用，使铸造铁器的质量及效率均有不同水平的提高。

从南阳瓦房庄开掘出的各种模及范来看，其工艺环节大抵如下：制模工人就地选取黄粘土，羼入35%左右的细砂，加水调泥，制成模版，而后精工巧雕地挖模面，依照严厉的尺寸要求，塑制不同模面上的各个部位的形体。

模面制妥后，涂上涂料凉干，这是首先的必要的制模工序。

在浇铸之前，先合模，糊加固泥，再将铸模送入窑中烘烤，到肯定温度之后停烘出窑，乘热浇铸铁汁，在浇注时将浇口、冒口注满铁汁，以顺应模腔收缩的须要。

待铁汁在模腔中凝结到肯定水平之后，关上加固泥，脱去泥模，再打掉浇口铁，即可取得铁质的铸范。

而后把铸出的铁上范、铁下范启动合范，再将铁范芯拔出范腔中，并用某种铁工具将铁范捆扎夹固，免得浇注时铁汁的热涨作用而开裂。

合范后，也或者入窑烘烤，乘热浇注铁汁，待铁汁凝结到肯定水平之后，关上铁范，并打掉浇口、冒口铁，便取得产品。

铸造技术方法的开展还表如今叠铸技术方面。

叠铸技术就是把许多范片或范块层层叠合起来，用一致的直浇道，一次性浇铸出多个铸件。

这种方法在战国时曾经发明（梓 溪：《谈几种古器物的范》，《文物参考资料》1957年8期。

)，它关键实用于小型铸件的少量消费。

到汉代叠铸技术又有了进一步开展，如河南温县开掘的一处汉代烘范窑，出土有500多套叠铸范，有16种铸件，36种规格，一套范有4～14层不等，每层有1～6个铸件，最多的一次性可铸84件，这样就大大提高了消费效率。

南阳瓦房庄冶铁遗址出土有几件叠堆微熔遗物和三至五个“V”字形铁犁铧套叠遗物等，充沛证实南阳是最早驳回双重叠铸技术的冶铁大郡。

铸范的设计也相当迷信，范腔之间的泥层很薄，为使范面紧凑尽或者缩小吃泥量，有些范的直浇口制成扁圆形，合范用的榫卯定位结构也按此准则予以安顿。

范的外形与范腔相吻合，不少铸范削去角部，使边厚尽或者分歧，岂但可以缩小范的体积和用泥量，而且使散热愈加平均，提高铸件质量。

范芯的制造，除自带泥芯外，形态便捷的用泥条捺入芯座内。

复杂的，如车（车口）泥芯，用泥质对开式芯盒制成。

南阳瓦房庄发现的东汉期间多堆式叠铸（车口）范，范块驳回对开式垂直分型面，两堆铸范共用一个直浇道，使金失实收率更高，浇注期间更少，说明叠铸技术有了进一步的开展。

炼铁我国炼铁工艺的开展

我国的炼铁技术历史悠久，可以追溯到春秋时代。

早期的炼铁方法为块炼铁，经过在高温度下恢复铁矿石取得海绵铁，再锻形成铁块，关键驳回地炉、平地筑炉和竖炉三种方式。

战国初期，我国曾经把握了脱碳和热解决技术，发明了韧性铸铁，而战国前期则出现了可重复经常使用的铁范，用于铸造金属器物。

西汉期间，炼铁技术进一步开展，出现了坩埚炼铁法，竖炉规模扩展，如1975年在郑州古荥镇开掘出的汉代冶铁遗址展现了过后先进的高炉技术。

西汉还发明了炒钢法和“百炼钢”技术，如光武帝期间的水力鼓风炉——水排，比欧洲早约1100年。

汉代以后，灌钢技术降生，这是中国现代炼钢技术的关键打破。

我国是环球上最早经常使用煤炼铁的国度，早在汉代就开局实验，明代则宽泛经常使用焦炭炼铁。

直到14-15世纪，我国铁产量曾到达2000万斤以上，显示了过后的先进水平。

但是，与西方不同，中国现代关键驳回铸铁和生铁炼钢，这使得我国冶金技术在明代中叶以前坚持环球上游位置。

但是，随着19世纪下半叶清政府开展军事工业，对钢铁需求大增，传统冶铁业面临应战。

近代钢铁工业的兴起成为时代的肯定决定。

1871年，李鸿章等人建议开采煤铁以允许军事需求，但初期尝试受限于运输、资金和治理等疑问。

1886年，贵州巡抚潘蔚兴办的青厂尝试引进新式炼铁设施，但因内外起因最终于1893年兴办。

这标记着我国近代钢铁工业兴起的困难起步。

将金属铁从含铁矿物（关键为铁的氧化物）中提炼进去的工艺环节，关键有高炉法，间接恢复法，熔融恢复法，等离子法。

从冶金学角度而言，炼铁即是铁生锈、逐渐矿化的逆行为，便捷的说，从含铁的化合物里把纯铁恢复进去。

实践消费中，纯正的铁不经常出现。

更多的是获取铁碳合金。