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古代世界冶煉生鐵的技術(shù)最早發(fā)現(xiàn)于中亞，但是由于煉鐵爐過小,，鼓風(fēng)力弱,，只能煉出海綿狀的塊煉鐵。從春秋晚期開始,，中國(guó)在煉鐵技術(shù)上就開始獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷,，豎式煉鐵爐成了生鐵冶煉的主要設(shè)備。特別是到了漢代,，國(guó)家專營(yíng)的冶鐵作坊技藝精進(jìn),，使生鐵得以大量生產(chǎn)。 高爐的鼓風(fēng)設(shè)備叫“橐”（音tuó）,，是一只皮制的鼓風(fēng)機(jī),。這種橐，在漢代又作了進(jìn)一步的改進(jìn),，由皮革制作的風(fēng)囊和木架構(gòu)成,，有入風(fēng)口和排風(fēng)口，把幾個(gè)橐連在一起的稱為排橐或排,，它可以增大進(jìn)風(fēng)量,，增強(qiáng)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(dòng)。據(jù)史書記載,，當(dāng)時(shí)的煉鐵,，需要上百匹馬拉動(dòng)大型排橐鼓風(fēng)，加上裝運(yùn)礦石的成百上千的工人,，真是人強(qiáng)馬壯,。但是，無論人力還是畜力鼓風(fēng)機(jī)都不能滿足日益發(fā)展的煉鐵的需要,，煉鐵業(yè)呼喚更有力的鼓風(fēng)機(jī)的出現(xiàn),，于是功率更強(qiáng)大的水力鼓風(fēng)機(jī)——水排應(yīng)運(yùn)而生了,。宋代的王禎在《農(nóng)書》中詳細(xì)記載了水排的結(jié)構(gòu)和工作原理，并繪圖說明,。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(dòng)木輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)橐排的轉(zhuǎn)動(dòng),，從而將強(qiáng)大的風(fēng)吹入高爐,。古代水力鼓風(fēng)機(jī)所包括的動(dòng)力機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)三部分已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)完備的程度,，制作技術(shù)和尺寸大小和中國(guó)高爐的規(guī)模相適應(yīng),，舉世無匹。 鑄鐵柔化術(shù)是中國(guó)古代鋼鐵業(yè)的另一重大發(fā)明,。鑄鐵煉制出來之后,，因?yàn)樾源唷⑷狈g性而不適合鍛造優(yōu)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(qiáng)度,，黑心可鍛鑄鐵具有較好的耐沖擊性。這種技術(shù)的關(guān)鍵是將普通鑄鐵長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱,，使其中的化合碳發(fā)生變化,，當(dāng)碳的含量介于鑄鐵和鋼之間，其性質(zhì)也隨之變化,，具有較強(qiáng)的延展性并保持了一定的硬度,。這種技術(shù)叫鑄鐵柔化術(shù)。 炒鐵是古代中國(guó)鋼鐵冶煉的重大發(fā)明,，是一種簡(jiǎn)便有效的煉鐵術(shù),。方法是把含碳量過高的可鍛鑄鐵加熱到半流體狀態(tài)，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(xù)炒下去，就得到含碳更低的熟鐵,。這種方法始于西漢,，東漢的《太平經(jīng)》中就明確記載了炒鐵技術(shù)。 兩晉南北朝時(shí),，新的灌鋼技術(shù)興起了,。這種方法是先將生鐵炒成熟鐵,，然后同生鐵一起加熱，由于生鐵的熔點(diǎn)低,，易于熔化,，待生鐵熔化后，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,，就能比較準(zhǔn)確地控制鋼中含碳水平,，再經(jīng)過反復(fù)鍛打，就可以得到質(zhì)地均勻的鋼材,。這種方法比較容易掌握,，工效提高較大，因此南北朝以后成為主要煉鋼方法,。灌鋼技術(shù)在南北朝時(shí)已相當(dāng)流行,，這種方法是在炒鋼的實(shí)踐過程中逐步發(fā)展起來的。 |
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