炼铁技术是谁发明的，中国古代的铁匠都是怎么

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炼铁技术(中国古代铁匠如何炼铁铸剑？)

中国古代是一个充满争议的时代。当时有几十万义务兵。拥有如此庞大的军队，我们必须有一个能够大规模生产冷兵器的生产体系。在中国古代，为了大量制造冷兵器，除了制造冷兵器是一种高科技之外，铁这种制造冷兵器的原材料，尤其是能够提供大量钢材的行业，是必不可少的。即使在今天，钢也是制造各种武器最重要的材料。

▲古代庞大的军队需要大量的冷兵器，冷兵器的原材料是由钢铁和铁匠制造的。

在中国，钢的总产量，根据国家的官方数字(国家直接控制的钢铁厂的产量和私人钢铁厂缴纳的税收)，唐朝达到了1200吨左右，宋朝达到了4700吨左右，明朝建国初期达到了11000吨左右，最高的是40000吨(2015年中国粗钢产量为80380万吨，剩下的排名是日本的10000

▲传统铁匠铺

根据我们查阅的资料，13世纪，中国是世界上最大的铁生产国和消费国，直到17世纪仍保持着这种领先地位。从汉代到明代，中国人不仅在数量上处于世界领先地位，而且拥有世界上最先进的钢铁冶炼技术。

▲古代铁匠打铁。

中国最早的冶铁和用铁也是从天然陨石提供的陨铁开始的。铁器生产的正式开始是在战国时期，这一点已经被出土的古代兵器和文物的发掘所证实，因为铁器生产遗址是在中国各个朝代的都城遗址中发现的。在战国时期，作为制造武器的原料，不能认为它已经完全从青铜发展到了钢铁。因为当时钢铁生产技术还不成熟。

▲桃花岛弟子、著名铁匠冯默风曾用烧红的铁拐杖帮助神雕师杨过李润莫愁。

在一统天下的秦朝，在钢铁生产技术上还是一个落后的国家，这也可以证明上面的说法。汉代以后，制造冷兵器的主要金属从青铜发展到了钢铁。可以证明，此时的中国已经掌握了很高的炼铁技术，可以大量生产钢铁。

▲古代原始高温冶铁炉，用于将铁矿石通过高温冶炼铸造成铁锭。

中国炼铁技术之所以能在世界上占据领先地位，离不开自古以来不断的科技进步，这可以从以下几点得到印证:

，能够制造出1200℃以上的高温冶铁炉，使钢在高温下得到精炼是关键。

，风箱的发明，一种将足量空气体输送到高温炼铁炉的装置，实现了高温冶炼。而且，在炼钢方面，早在时代之前就开始出现能够持续供应足够空气体(即始终保持高温冶炼)的高性能风箱，很快就出现了以水力(古代称之为水筏)和畜力(称之为马筏)代替人力的鼓风装置，大大提高了高温冶铁炉的供氧能力。

▲经验丰富的铁匠通过观察高温炼铁炉的火色来判断炼钢质量。

第三，中国自古以来就没有使用木炭，而是使用高热的煤作为炼铁的燃料。到了北宋时期，煤被广泛用于炼铁。使用优质煤炼铁的优点是容易获得理想的高温冶炼效果。使用优质煤作为炼铁燃料也具有减少生产工序等方面的优势。，如果使用优质木炭作为燃料，需要大量的森林采伐来燃烧木炭，这既费时又费力，极大地限制了炼铁厂的选址条件。，当使用高质量的煤作为燃料时，没有这种限制。

▲风箱——底管接高温炼铁炉吹氧送氧，以提高炉温，用现代工业电风扇送风。

众所周知，如果铁矿石在低温(800~900℃)下熔化，碳含量会很低，而其他无用的化学成分会增加，精铁会像海绵软木塞一样柔软。通过反复锻造铁矿石，去除多余的影响铁的有害化学成分，增加碳含量，可以提高钢的硬度，类似炼钢生产技术。早在战国时期就开始出现了。到了汉代，这种提高钢材性能的锻造技术已经相当普及。从实际操作中，人类已经了解到钢的硬度和韧性可以通过反复折叠和锤击来提高。

▲早在宋代就出现了放水风箱，并利用曲柄杠杆机构原理推动《农书》的吹制。

从汉代开始，我们就掌握了根据不同用途控制加热和锻造时间的技术。当时汉代的百炼钢证明了一切，“百炼钢成钢”这个成语充分展现了当时中国铁匠的聪明才智。

▲钢的浇注方法

它能消除钢中夹杂物，提高韧性，使其成分趋于均匀，组织趋于致密，晶粒细化，性能提高。古代铁匠对精铁加热锻造数百次，即百炼钢，魏晋时期是百炼钢的鼎盛时期。唐宋以后，由于铸钢技术的发展和普及，百炼钢厂的耗时耗力的生产减少了。

▲宋代广泛打井开采煤炭炼铁冶金。

由于风箱和高温炼铁炉的普遍使用，发明了低温炼铁法。汉代可以生产出含碳量高(含碳量2%以上)的生铁，很快就发明了用这种生铁锻造的技术。含碳量高的生铁脆而重，而我国古代可以制造出含碳量低、延展性好的接近钢性能的可锻铸铁。这种铸铁虽然不能作为冷兵器的刀刃，但要满足农具等铁制品的大批量生产需要。

▲冶炼出来的高碳钢需要反复折叠锻造才能制成冷兵器。

既然可以生产生铁，就有一种炼钢技术，把碳含量控制在2%以下，用来制造冷兵器叶片所用的材料。起初将生铁放入精炼炉中重新加热，用风箱吹入大量空气体，使不必要的成分燃烧而炼钢。，在实践中发明了用风箱将精铁吹制成各种微量元素(如碳粉)来控制铁的性质，即传说中的“炸钢法”。，可以生产出质量稳定、含碳量低的生铁和含碳量高的钢。不久后，他发明了生产技术“浇钢法”，可以高效率地大量提取优质钢——这种在精炼熟铁的精炼钢的生产方法几乎不含碳成分。这种新的炼钢方法出现在金代。通过这种技术生产的钢，也被称为Cetie，是制造冷兵器的理想材料。

▲折叠锻造百炼钢

快速冷却加热铁并提高物理硬度的淬火技术早在中国古代就被铁匠掌握，这种处理方法被广泛用于提高武器叶片的物理硬度。淬火处理时，如果在冷却水中加入少量除水以外的成分(如各种比例的动物脂肪、尿液、硝酸盐或其他化学物质)，铁的物理硬度将得到显著提高。在这方面，从东汉末年到三国时期，中国铁匠从实践中获得了经验。淬火钢叶片时，非常注意冷却水河流的选择(必须是冰冷平静的活水)。

▲汉代百炼花纹钢——用炸钢反复折叠锻造而成的钢。其特点是反复低温加热锻造。重复锻造可以消除钢中夹杂物，提高韧性，使其成分趋于均匀，组织趋于致密，晶粒细化，性能提高。古代铁匠对精铁加热锻造数百次，即百炼钢，魏晋时期是百炼钢的鼎盛时期。唐宋以后，由于铸钢技术的发展和普及，百炼钢厂的耗时耗力的生产减少了。

到了6世纪(隋朝和南北朝)，不仅用水冷却和淬火，还用野生动物的尿液或脂肪、特殊植物的汁液等。(反正是你做梦也想不到的东西)被用作淬火冷兵器的冷却水。

▲含碳2%以上的铸造生铁锭，坚硬、耐磨、易碎、不易锻造，多用于大件。

淬火处理后，铁的硬度确实增加了，但也变脆了。为了解决这个问题，北宋的中国开始采用不加热直接锻铁的冷锻方法。锻铁不仅表面黑而亮，而且极其坚硬。

▲淬火工艺是铁匠实践积累的，保密的。

，这是朝着制造具有光亮表面、硬度和良好韧性的高质量钢迈出的重要一步。最早发现这种锻造工艺的是中国的藏族人。只是通过贸易才传到了北宋。当时，这种冷锻方法被用来制造大量高质量的装甲装备军队。

▲上世纪50年代，中国的大跃进超过了美国和英国，在中国搞土法炼钢屡见不鲜，既浪费又费钱，得不偿失。

，中国古代很早就掌握了加热后的铁缓慢冷却的回火技术，并广泛用于制造不同用途的冷兵器。

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