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炼铁渣养花普及知识之二炼铁炼钢中国技术和

发布时间:2025年02月18日    点击:[3]人次

上次普及了一下石头的硬度区别和如何切割,打磨,雕刻石头。从技术上来说,在没有铁器的情况下,加工玄武岩等石头,是可以的。但是依然很多“伪史”的朋友认为,没有铁器是不可能进行加工,而他们也认为西方在公元前是不可能加工铁器的,其实加工铁器也没有那么复杂,没有那么神奇。这次我们来解释下如何加工铁器。

要来介绍铁器,首先要贴出一个共晶图

共晶图

能看懂这个图的应该不会怀疑古代炼铁的可能性。

简单来讲

X轴是碳含量,碳在钢材中,含碳量越高,钢的强度、硬度就越高,但塑性、韧性也会随之降低;反之,含碳量越低,钢的塑性、韧性越高,其强度、硬度也会随之降低。(笼统地讲)

Y轴是温度,随温度的升高,在同等碳含量的情况下,得到的相也是不一样的,也就是得到了不同质量的产品。

从图中可以看出,最低的炼铁最低的温度是727度,对应的是0.77%的铁碳合金。

木炭和风箱可以加温到900-1000度,所以用来炼铁,完全不成问题。至于自媒体说的要加温到1400度,那是现代炼高质量的钢需要的温度。

从物理原理来讲,古代人炼铁完全不成问题。

再来看看古代人的炼铁方法:块炼铁技术。这个技术很简单粗暴,用土垒一个路子,里面加上木炭,旁边设置上风箱,然后把铁矿石丢进去。然后开始烧,一直烧。发生化学反应:木炭生成二氧化碳,再生成一氧化碳,一氧化碳和氧化铁产生氧化还原反应,变成铁,但这时候的铁是海绵铁,再经锻打成的铁块.这种铁杂质较多,含碳量低,质软,只能锻,不能铸。然后古代人会加热锻打,挤出夹杂物,改善机械性能而制成的铁器。而在反复加热过程中,块炼铁同炭火接触,碳渗入而增碳变硬,则成为块炼渗碳钢。这就是我们说的“百炼成钢”。到这里可以看出古代人,不论中西方都可以炼铁,而且这个铁都是可以用的。

但在这之后,我们中国人有了自己的发展:

我们从块练法-生铁冶铸技术-炒钢法”,最后大约在东汉末发展出来了灌钢法。详细的方法就不介绍了,这个方法有很多优点:

1 缩短冶炼时间,提高生产率

2 生铁脱碳也变成钢,增加了钢的产量

3 纯化金属组织,提高金属品质

4 操作简便,容易掌握

中亚和印度的人们也发展出来了自己的方法:叫做坩埚钢方法(我们中国也有,但是因为产量低,操作复杂所以没有普及),这个方法做出来是高质量的高碳钢,也就是“世界驰名产品”大马士革钢,我国叫做镔铁,古文有记载:《苏悉地经》“镔铁:音宾 ,镔铁出罽(ji一声)宾等外国 ,以诸铁和合 ,或极精制 ,铁中之上者是也” 《山居新话 》有描述:“镔铁胡不四,世所罕有,乃回回国中上用之乐,制作极妙。周书、隋书、北史都有提到镔铁是波斯进口的,而且和金玉玛瑙琉璃水晶同列。 现在当年的大马士革钢已经不复存在,很可能是因为当年的矿石已经采完,印度和中亚国家更改了配方。

这3种炼铁方式可以看出,质量最高的是坩埚钢方法,产量最大的是我国的灌钢法,而质量又差,产量又低的则是欧洲的块练法。所以欧洲的盔甲刀剑都是贵族用的东西,因为真的需要锻打很久很久才能出炉,而我们的则是批量生产。

再来看一下世界各地炼铁的产品区别

铁渣的成分

可以看出中国炼铁后的铁渣成分中,氧化铁已经基本很少了,也就是说所有的铁都被炼了出来,而西方的铁渣中有高大60%的铁没有被练出来。(顺便这张图也可以证明西方,中亚都有矿坑遗址和矿渣出土)

结束语:

可以看出中国的炼铁技术在古代的时候是相当领先的,这一点毋庸置疑,也可以让我们引以为傲,同时我们也要知道,西方和中东都是有炼铁能力的,中东的炼铁技术质量上不输我们,但产量上大大不如我们,西方在这1000年内都是以采购中国和中东的铁为主,自己生产的为辅。但你也要承认的是,西方有铁,生产量少不代表没有。

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