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《携明》

第三十四章 钢铁生产
箱体结构和活门设置巧妙,使得正、逆行程都能送风,为炼炉提供连续的风流。要四个人拉拽的大型木风箱,加上橡胶密封的应用,风压可达半个大气压。

    说到钢铁生产,直到明末,无论是从产量,还是技术,诸多方面,中国都是当之无愧的世界第一。

    早在2000多年前的春秋战国时代,我国就有了冶铁炼钢的技术。

    1961年,在广东新会发掘大约1270年前后的南宋末年炼铁遗址时,除了找到炉渣、石灰石、铁矿石外,还找到了焦炭。这是世界上冶铁用焦炭的最早实例。

    其中的石灰石,早在西汉时,我国人民就有意识地在冶炼生铁时添加它,因为这有助于降低炉渣熔点,也有一定的脱硫作用。据孙承泽的《春明梦余录》等书记载,“妙在石子产于水门口,色间红白,略似桃花,大者如斛,小者如拳,捣而碎之,以投于炎,则化而为水。石心若燥,沙不能下,以此投之,则其沙始销成铁。”这里所说的色如桃花的石子应该就是莹石,用作熔剂可以降低熔点,是炼铁技术的一项重要进展,这是最早的文献记录。

    黄启臣的《明代钢铁生产的发展》提到,明代的铁产量,是世界第一。直至17世纪晚期,年产铁量最多的俄罗斯也只有2400吨。而15世纪的明朝永乐初年,我国的铁产量已经是9700吨了。1534年,仅广东的铁产量就达到了3000多吨。

    炼钢技术和钢产量也是首屈一指。正德四年,1509年,光全国官营的作坊就产生铁48.6万斤,熟铁28.8万斤,钢铁6.2万斤。

    出土文物表明,中国在战国晚期就已掌握“块炼渗碳钢”炼钢技术。人们在锻打块炼铁和熟铁的过程中,反复不断地加热,让铁吸收木炭中的碳份,减少夹杂物后成为钢,适用于制作兵器和刀具。后来,人们用这种组织紧密、碳分均匀的“块炼渗碳钢”打造器物的时候,有意识地增加折叠、锻打次数,一块钢烧烧打打、打打烧烧,重复很多次,甚至上百次,所以称之为“百炼钢”。

    在西汉中晚期,中国出现新的炼钢技术——“炒钢”。其方法是:将生铁加热成半液体和液体状,然后加入铁矿粉,同时不断搅拌,利用铁矿粉和空气中的氧去掉生铁中的一部分碳,使生铁中的碳含量降低,去渣,直接获得钢。

    大约在东汉末年,又出现炼钢新工艺“灌钢”法的初始形式。南北朝时,綦毋怀文对这一炼钢工艺进行了重大改进和完善。宋代的盘钢法,明清的苏钢法都是在灌钢法这个基础上的发展创新。灌钢法,是我国炼钢技术的一项最突出成就,约翰?德在《史前钢铁使用》一书中就称赞灌钢法为“后世平炉方法的先声”。

    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,选用品位较高的铁矿石,冶炼出优质的生铁,然后,把液态生铁浇注在熟铁上,经过几度熔炼,使铁渗碳成为钢。

    而发展完善后的苏钢法,其工艺过程是:先把熟铁料放到炉里鼓风加热,然后把生铁的一端斜放到炉口里加热。当炉温达到一千三百摄氏度左右时,炉里生铁不断熔化滴落,熟铁料也已经软化,就用钳子夹住生铁块,努力使铁水均匀地浇淋到熟铁上。浇淋完毕后,停止鼓风,夹出钢团,上砧锤锻,去除杂质,一般要重复这一过程两次。

    灌钢法的主要目的并不是利用生铁向熟铁渗碳的工艺,而是利用生铁含碳量较高、“熟铁”含氧化夹杂较多的特点,用“熟铁”中的氧来氧化生铁中的硅、锰、碳,造成激烈的“沸腾”,从而达到去除夹杂的目的,与现代白林炼钢法的原理相近。

    除了以上的诸多成就,我中华民族在钢铁热处理方面也有独到之处。

    完善灌钢法的綦毋怀文,造出的刀被称为“宿铁刀”,极其锋利

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