
导读:炼铁高炉的工艺流程:高炉冶炼是一个连续的生产过程,全过程在炉料自上而下,煤气自下而上的相互接触过程中完成。炉料按一定批料从炉顶装入炉内,从风口鼓入由热风炉加热到1000-1300°C热风,炉料中焦炭在风口前燃烧,产生高温和还原性气体,在炉内
炼铁高炉的工艺流程:
高炉冶炼是一个连续的生产过程,全过程在炉料自上而下,煤气自下而上的相互接触过程中完成。炉料按一定批料从炉顶装入炉内,从风口鼓入由热风炉加热到1000-1300°C热风,炉料中焦炭在风口前燃烧,产生高温和还原性气体,在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料,并还原铁矿石中的氧化物为金属铁。
矿石升至一定温度后软化,熔融滴落,矿山中未被还原的物质形成熔渣,实现渣铁分离。渣铁聚集于炉缸内,发生诸多反应,最后调整成分和温度达到终点,定期从炉内排放炉渣和铁水。上升的煤气流将能量传给炉料而使温度降低,最终形成高炉煤气从炉顶导出管排出,进入除尘系统。
扩展资料:
生铁的冶炼虽原理相同,但由于方法不同、冶炼设备不同,所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。
高炉生产是连续进行的。一代高炉(从开炉到大修停炉为一代)能连续生产几年到十几年。生产时,从炉顶(一般炉顶是由料种与料斗组成,现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂,从高炉下部的风口吹进热风(1000~1300摄氏度),喷入油、煤或天然气等燃料。
装入高炉中的铁矿石,主要是铁和氧的化合物。在高温下,焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来,得到铁,这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁,铁水从出铁口放出。
铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣,从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出,经除尘后,作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压,用导出的部分煤气发电。
生铁是高炉产品(指高炉冶炼生铁),而高炉的产品不只是生铁,还有锰铁等,属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。
铁焦技术通过使用价格低廉的非黏结煤或微黏结煤用作生产原燃料进行煤矿的生产,将其与铁矿粉混合,制成块状,用连续式炉进行加热干馏得到含三成铁、七成焦的铁焦。再经过专业设备加工,最后经过冶炼就能得到与原始技术一样的炼铁成果。
这一技术使用较高含量的铁焦代替原始含量,经过实验表明会节省大量的焦与主焦煤,也通过这一试验说明铁焦具有提高反应速率的作用,证明了在高炉炼铁中铁焦含量至少可以达到 30%。这项技术正在日本的各个工厂进行实际生产,而且取得了一定的成果。但是现阶段技术还未完全成型,还需要大量实验进行完善。
高炉除尘灰指的是炉前出铁时产生的粉尘和炉顶主皮带料头部放料的过程中产生的粉尘经过一定比例的混合制成的,但由于这两种粉尘的颗粒极为细小,很不利于收集,但通过设想就可得知如果将其收回并完美利用,就是最好的节能方式之一 。
这样不仅可以使煤粉的燃烧效果得到提高,还能回收一部分浪费的铁元素,通过合理控制其添加量就能有效的提升产量,并且对本来的废料进行回收,充分的进行了材料的利用,不仅有助于提高产量,还节省了一部分资金。
参考资料:
水钢炼钢厂成功开发合金焊丝钢
--------------------------------------------------------------------------------
http://chinatooclecom 2007-07-20 生意宝
7月4日至5日,水钢炼钢厂在公司技术部门的指导下,在一炼钢成功开发ER70S-6、65Mn钢,其中ER70S-6钢生产3炉8349吨、65Mn生产5炉,合格4炉116吨。经检验,达到试制要求。
ER70S-6为合金焊丝钢,主要用于气体保护焊接。气体保护焊是利用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊,气体保护实心焊是一种优质、高效、节能的焊接方法,在我国重型机械、工程机械、船舶、锅炉、车辆等制造行业已得到越来越广泛的应用。近年来我国的气体保护焊发展速度较快,气体保护焊丝的用量越来越大,用于加工气体保护焊丝的焊接用钢盘条市场需求量在迅速增加。ER70S-6是国外的常用气体保护焊丝品种,按美国焊接学会标准AWSA518的要求控制化学成分,该焊丝在焊接时具有较好的电弧稳定性和较高的焊缝性能,在国外得到普遍使用。
65Mn兼具高碳及低合金钢的特点,主要用于制作普通弹簧钢丝、油淬火-回火弹簧钢丝、汽车和农用车减震器弹簧、其它机械弹簧、钢丝绳等。产品质量要求高,是一种高附加值产品,市场需求量大,以往大多采用电炉工艺生产。
此次生产炼钢厂做到提前准备,精心筹划,每个钢种单独使用一个中间包浇铸,保证了产品开发的稳定性、完整性。ER70S-6、65Mn成功开发,丰富了水钢高附加值产品的族系,进一步拓宽了水钢产品市场空间,提升产品市场盈利能力。
汉中略阳钢铁有限股份公司 陕西 - 略阳
邯钢集团附属企业公司 河北 - 邯郸
杭州钢铁集团公司炼铁炼钢厂 浙江 - 杭州
合肥钢铁有限责任公司 安徽 - 合肥
合肥钢铁公司机械设备制造厂 安徽 - 合肥
合肥钢铁有限责任公司中型轧钢厂 安徽 - 合肥
河北省邯郸市紫山特钢集团有限公司 河北 - 永年
河北省承德钢铁集团公司热带厂 河北 - 承德
河北永洋钢铁有限公司 河北 - 永年
衡阳钢管集团炼钢分厂 湖南 - 衡阳
衡阳钢管集团有限公司炼钢分厂 湖南 - 衡阳
河源市源南铸轧钢厂万年基炼钢分厂 广东 - 河源
河南省济源市钢铁集团公司 河南 - 济源
河北远盛钢铁有限公司 河北 - 武安
河北宣钢集团公司 河北 - 张家口
江阴市富茂金属制品有限公司 江苏 - 江阴
嘉峪关市酒钢宏泰国际贸易有限公司 甘肃 - 嘉峪关
济南钢铁厂 山东 - 济南
济面钢铁集团石横特殊钢厂 山东 - 肥城
华阴市新西北特钢有限公司 陕西 - 华阴
黄石市西塞生茂钢铁厂 湖北 - 黄石
湖北钢球厂 湖北 - 宜昌
衡阳钢管有限公司 湖南 - 衡阳
怀来县恒泰贸易有限公司 河北 - 怀来
华新丽华特殊钢制品有限公司 上海 - 青浦
湖南华菱钢铁集团有限责任公司 湖南 - 长沙
湖南省湘潭钢铁集团有限公司 湖南 - 湘潭
江门市永得利钢材加工有限公司 广东 - 江门
建阳市建鑫锰钢厂 福建 - 建阳
江苏福达特种(集团)厂 江苏 - 扬中
江苏华达电机有限公司 江苏 - 锡山
江苏福达特种钢厂 江苏 - 扬中
江苏沙钢集团有限公司 江苏 - 张家港
江苏利淮钢铁有限公司 江苏 - 淮阴
江苏省江阴市兴澄特种钢铁有限公司 江苏 - 无锡
江苏力星钢球有限公司 江苏 - 如皋
江阴华强特钢热电有限公司 江苏 - 江阴
江西朝日钢结构建筑工程有限公司 江西 - 奉新
江苏永钢集团有限公司 江苏 - 张家港
甘肃物产集团 甘肃 - 兰州
鞍钢新轧厚板厂 辽宁 - 鞍山
鞍山钢铁集团公司新钢铁有限责任公司热轧带钢厂 辽宁 - 鞍山
鞍钢集团新钢铁有限责任公司第二炼钢厂 辽宁 - 鞍山
广州钢铁股份有限公司 广东 - 广州
广东省韶钢集团有限公司 广东 - 曲江
广东省连平县华丰钢铁厂 广东 - 连平
广东瑞丰特种钢有限公司
安钢集团公司信阳钢铁有限责任公司 河南 - 信阳县
安徽杭萧钢结构有限公司 安徽 - 芜湖
吴江合鑫扁钢厂 江苏 - 吴江
武汉重冶宇龙特钢有限公司 湖北 - 武汉
武汉重冶宇龙特钢有限公司 湖北 - 武汉
余姚金诚达不锈钢有限公司 浙江 - 余姚
上海锡润工贸有限公司 上海 - 上海
上海群迪物资有限公司 上海 - 上海
重庆日嘉钢材有限公司 重庆 - 重庆
上海凯儿控股集团有限公司 上海 - 上海
北京鑫银燕铸造有限责任公司 北京 - 通县
唐山市兴业工贸有限公司 河北 - 唐山
邯郸钢铁集团有限责任公司 河北 - 邯郸
山西新临钢钢铁有限公司 山西 - 临汾
赤峰北工合金钢有限责任公司 内蒙古 - 赤峰
大连金牛股份有限公司 辽宁 - 大连
哈尔滨市北江压铸厂 黑龙江 - 哈尔滨
无锡市明达钢铁有限责任公司 江苏 - 无锡
江阴兴澄特种钢铁有限公司 江苏 - 江阴
江阴华强特钢热电有限公司 江苏 - 江阴
江阴市先锋不锈钢有限公司 江苏 - 江阴
常州中天钢铁有限公司 江苏 - 常州
常州邦益钢铁有限公司 江苏 - 常州
盐城市四成合金材料厂 江苏 - 盐城
兴化华夏特种合金钢材料厂 江苏 - 兴化
宁波建龙钢铁有限公司 浙江 - 宁波
连江县福利铸造有限公司 福建 - 连江
福建亿鑫钢铁有限公司 福建 - 罗源
福建省永泰县伏口冶炼厂 福建 - 永泰
厦门市杏林金富信工贸公司 福建 - 厦门
泉州鸿泰钢结构实业有限公司 福建 - 泉州
青岛钢铁控股集团有限责任公司 山东 - 青岛
青岛启宏精铸有限公司 山东 - 青岛
济南钢铁集团石横特殊钢厂 山东 - 肥城
沁阳市众兴冶炼有限公司 河南 - 沁阳
驻马店南方钢铁工业有限公司 河南 - 驻马店
广州珠江钢铁有限责任公司 广东 - 广州
珠海粤裕丰钢铁有限公司 广东 - 珠海
佛山市高明超盈锻压实业有限公司 广东 - 高明
广东瑞丰钢业集团有限公司 广东 - 阳东
成都三益特钢有限责任公司 四川 - 彭州
四川德胜集团钢铁有限公司 四川 - 乐山
陕西龙门钢铁(集团)有限责任公司 陕西 - 韩城
陕西省略阳钢铁有限责任公司 陕西 - 略阳
昆山市三丰物资贸易有限公司 江苏 - 昆山
山东金乡海洋合金钢有限公司 山东 - 金乡
北京辉腾伟业金属材料有限公司 北京 - 北京
北京融品科技有限公司 北京
上海生营金属材料有限公司 上海
上海力营实业有限公司供应部 上海
上海万灯金属材料有限公司 上海
太原市华昌金属材料有限公司 山西 - 太原
上海石钢金属材料有限公司 上海
合肥市钢铁公司第二炼钢厂
单位性质:冶金、冶炼·钢铁加工
所在地区:安徽·合肥·市区
单位主页:http://
负 责 人:戚振彪
联系地址:合肥市大光集
我花了许多时间希望你采纳为答案不采纳也不勉强
新中国成立后,国家经济建设急需大量钢铁,地处北京的石景山钢铁厂被寄予厚望。由于石钢在解放前生产规模很小,亟待扩建。朱德对于石钢的情况非常关心,多次到石钢视察,指导建设。从1956年到1959年,石景山钢铁厂完成扩建任务,由过去只能单纯生产生铁,发展成为能够生产生铁、钢、钢材、铁矿的联合生产企业。在这苦心经营、不断扩大生产能力的四年里,朱德先后10次来石钢视察、指导,与广大职工共图建设大计。
1949年7月1日,恰逢党的28岁生日,北平城沉浸在热烈的欢庆氛围中。下午,朱德总司令冒雨来到石景山钢铁厂出席全面开工大会,深入生产一线视察调研。
石景山钢铁厂恢复生产
石景山钢铁厂(今首钢集团前身)坐落在北平西郊,1948年12月17日获得解放。当时,解放战争和恢复发展生产都急需大量钢铁,石景山钢铁厂作为华北最大的钢铁公司,受到党的高度重视,被寄予厚望。解放不久,钢铁厂很快部分恢复生产,并于7月1日前做好了全面开工投产的准备。朱德总司令听到钢铁厂举行全面开工仪式的喜讯后,决定亲临祝贺。
开工大会安排在新机械铸造车间,没有组织大的欢迎场面,没有森严的警卫,只用木板临时搭建了个台子。朱德身着白衬衫和已经发白的军裤,脚上穿着半旧的皮凉鞋,神采奕奕。在炼铁炉附近,他看到几位工人师傅正挥动铁锤,把因战争停产凝固在炉内的炉渣一块块往下敲,痛心地说:“蒋介石如何不败?就连这么一个小炼铁厂,也搞不好。”
大会还没开始,朱德与工厂管理人员进行了简短会谈。厂党总支书记于寿康介绍说:“解放时,钢铁厂已接近全瘫痪状态,仅有的两个炼铁炉都早停产了,炉渣附着在炉内,厂区内杂草丛生,野兔乱窜,火车趴窝,高炉、炼焦炉上麻雀落户安家,一幅萧条败落的景象。在国民党留下的烂摊子上,广大职工积极响应党的号召,加班加点整理厂区、清理资产,昼夜奋战抢修机器设备,掀起恢复发展生产的热潮,实现了‘七一’前全面投产向党的生日献礼的奋斗目标。”
首钢石景山制铁所
朱德不由得点头。军代表陈雷接着说:“起初,厂内有些人对***能否搞好建设,持怀疑担心的态度,说什么‘***是土包子,靠高粱、小米还能办工厂?’‘毛驴驮子身上还能搞大工业?’”铸造厂负责人李文良接过话茬:“这些曾经怀疑的人彻底服气了,都赞叹‘日本侵占石钢时,恢复生产用了一年零三个月,国民党用了两年零八个月,还是***行,仅仅用六个月,生产就上了轨道了’。”听完他的话,大家都开心地笑起来。
下午3点钟,朱德在驻厂军代表陪同下进入会场,健步登上主席台,向热烈欢呼的钢铁工人频频挥手致意。他操着浓重的四川乡音,祝贺工人同志用极短的时间取得了开工生产的胜利,高度赞扬大家护厂爱厂、恢复生产,积极支援解放战争和努力搞好建设的主人翁精神。他满怀期待地说:“工人阶级是新民主主义政权的领导阶级,是新民主主义国家的主人翁,应当以主人翁意识,担负起恢复发展生产的重要任务,要把大小炉子都利用起来,为迅速发展钢铁生产而努力工作。”他激励大家:“你们多炼一吨铁,就是给我们国家增加一份家当,革命的家当是越多越好。”话音未落,全场响起热烈掌声。
1919年9月,石景山炼厂建设炼铁炉
开工仪式后,朱德来到车间看望一线工人,随后与职工代表亲切座谈。他诚恳地对大家说:“国营企业是国家的、是人民的,首先也是工人阶级自己的,搞好国营企业,是工人自觉的主人翁意识。在国营企业里,工人、行政管理干部、工会成员都是工人阶级的组成部分,都应该面对生产,积极学习经营、管理,提高思想觉悟、文化和业务水平,吃苦在前,享受在后。”他的话,让职工们深受鼓舞,一些老工人抑制不住内心的激动,眼里满含泪水,站起身来热烈鼓掌。
朱德悉心提醒大家:“开工后,要注意节约开支,降低成本,提高生产效率,特别是要发挥工人的主人翁作用,要‘多生产优质钢铁,为国家建设做贡献’。”几位军代表站起来敬礼,望着朱德坚定地说:“请总司令放心,我们一定按照您的指示,加强学习,艰苦奋斗,搞好团结,管理好自己的工厂。”
“工人们的生活怎么样?”朱德关切地询问。“工人的基本生活有保障,厂里还举办了教育培训班,开展了文化 娱乐 活动。”军代表陈雷回答。朱德连声说:“很好!很好!要在发展生产的基础上尽可能地改善工人生活,旧中国的工人,生活是很苦的,解放了,应该有所改善。同时工人生活要改善,也不要要求太高,国家还很穷,分光、吃光是搞不成 社会 主义的。绝不能‘分一口猪就吃掉,分一棵树就砍掉’,只顾自己改善生活,只顾眼前利益,不顾大局,不考虑长远利益。”他语重心长地说:“我们只有在现有的工业基础上来搞现代化工业,不搞不得了,就要像过去一样被帝国主义欺负。”他勉励大家幸福要靠劳动来创造。全厂职工一致表示:一定努力搞好钢铁生产,以优异的成绩向朱总司令报喜。
1959年,朱德视察石景山钢铁厂
从此,朱德与石景山钢铁厂结下不解之缘,生前先后莅临工厂视察多达20次,足迹遍布各个车间。在朱德等老一辈无产阶级革命家的亲切关怀下,1950年,石景山钢铁厂生产全面进入正轨;1951年铁产量已达2218万吨,与新中国成立前30多年间铁产量的总和差不多。钢铁厂历经几十年辉煌发展,今天已演变为大型企业集团——首钢集团,为国家建设做出了巨大贡献。
十九世纪中叶,西方列强用坚船利炮打破了中国的国门。国家日益积弱积贫。鸦片战争后,清朝一部分官僚在“师夷长技”思想的影响下,寻求“自强”、“求富”,开始举办洋务企业。从十九世纪60年代起,先后举办了江南制造局、福州船政局等10余所官办军事工业。70年代又先后创办了轮船招商局、上海机器织布局、开平煤矿等20多家民用工业。这些企业所需钢铁原料主要依赖进口,造成白银大量外流。随着铁路建设的兴起,国内对钢铁需求激增,创办近代钢铁工业已成当务之急。 张之洞视察汉阳铁厂 汉阳铁厂全景 在张之洞的倡导、策划下,汉阳铁厂应运而生。 张之洞任两广总督时曾委托驻英公使刘瑞芬向英国订购冶炼炉及各种机器。 1889年(光绪十五年)张之洞调任湖广总督,奏请将在广州购置的铁厂机器一并移鄂。 1890年6月设铁政局于武昌水陆街。9月,在汉阳大别山(今龟山)下勘定厂址。 汉阳铁厂从开工到建成,历时二年十个月。整个工程包括炼钢厂、炼铁厂等十个分厂。1894年6月28日开炉炼铁。 汉阳铁厂是当时亚洲最大的钢铁联合企业,它的建成甚至被西方视为中国觉醒的标志。 汉阳铁厂投产后正值甲午战争爆发,清廷财政困难,提出招商承办,张之洞保举盛宣怀,汉阳铁厂改为官督商办。 1904年(光绪三十年)3月盛宣怀派李维格率外籍工程师到欧美考察炼钢工艺、购置炉机设备。委托卢森堡人吕贝尔为总工程师对铁厂进行改造、扩建。 1908年3月盛宣怀奏请清廷批准将汉阳铁厂、大冶铁矿、萍乡煤矿合并组成汉冶萍煤铁厂矿股份公司,改为商办。生产规模逐年扩大。 汉阳铁厂产品曾出口到日本、美国、暹罗(泰国)、新加坡、吡鲁、爪哇(印尼)等地。 第一次世界大战后,钢铁价格急剧下跌,国内军阀混战,汉阳铁厂生产受到严重影响。 1921年(民国十年),民国政府改变钢轨标准,造成近5万吨钢轨报废,炼钢被迫停产,炼铁先后停炉。至1924年汉阳铁厂全部停产。 1937年抗战爆发。次年,国民政府军政部兵工署及资源委员会设立钢铁厂迁建委员会,将汉阳铁厂设备及大冶铁厂、铁矿部分设备运往四川重庆大渡口另建。10月24日武汉卫戍司令部和警察局将汉阳铁厂难以拆运的设备炸毁。从此一代雄厂惟留英名传世。 汉阳铁厂在其生产期间共产铁240余万吨,钢60余万吨。京汉铁路约有1000公里铁路是由汉阳铁厂生产的钢轨铺设而成。 中国需要几百个像汉阳铁厂这样的工厂。)
炼铁用的设备叫高炉,也称为鼓风炉。它的形状像一个筒。炼铁的方法就是从炉顶加入矿石、焦炭和石灰石,从炉底部向炉内通入加压空气,在焦炭燃烧时,矿石、石灰石与焦炭一起发生反应,最终形成铁水和炉渣。
高炉内有这样几个区域,炉底是接装铁水的地方,叫炉缸,炉缸上面的部分叫炉腹,炉腹再往上的一段叫炉身(有时还可以再细分)。在炉身的顶部有一个加料装置,炉料(也就是矿石、焦炭和石灰石)就是从这里进入炉中的。在炉缸的上部沿炉子四周排列着十几到几十根鼓风的管子,管子接到炉子的风口,经过预热的空气和喷入炉内的燃料(如油或天然气等)就是通过这些管子喷入炉内的。此时进入炉内的预热空气可达900至1250摄氏度高温,这样的高温气体进入炉内后会与焦炭发生剧烈反应,生成煤气(一氧化碳)同时沿炉子内部上升,达到1650摄氏度,使炉料变成铁水和渣。炉腹是高炉最热的部位,因为那里是空气与焦炭激烈反应(也就是燃烧)的地方。为了保护外壳为钢板的炉子不被烧坏,人们在炉子的内部砌上耐火材料。在炉壁内还嵌有冷水循环系统、喷水装置等。由矿石生成的铁水聚集在炉缸内,炉缸装着出铁水的出铁口和出渣的出渣口。因为炉渣比铁水要轻,是飘浮在铁水上的,所以出渣口在出铁口的上方。大型高炉的出铁口和出渣口都不只一个。看看示意图吧。
高炉的生产是连续性的,一经点燃,没有特别情况就一直燃烧下去(通常高炉从开炉到停炉的时间可达十年以上)。炉身内会按层次地加装焦炭、矿石、石灰石。焦炭则是在炉底被点燃继而被热空气吹得剧烈燃烧,使矿石熔化出铁水,焦炭的灰烬则与石灰石、铁矿石残渣形成炉渣。炽热的煤气从燃烧区上升并加热了炉中添入的新炉料,然后再从炉顶的煤气管道导出。根据高炉的规模大小,出铁的多少及次数也不一样,一般的每昼夜出铁6~12次。大型高炉有2~5个铁口,轮流开口出铁。每次出铁间隔30~60分钟。放出来的铁水要流进铁水罐,然后被运到炼钢厂进行炼钢,也可以就近进行生铁的铸造。出铁时用电钻将出铁口打通,让铁水顺着铁水沟流入铁水罐。出完铁水后,用一种叫泥炮的机器将封堵出铁口用的堵口泥打进出铁口,封住这个出口。出铁后过一会儿就开始排放炉渣。炉渣有专门的渣罐来盛接,装满后运走。因为高炉是连续作业的,所以下面出渣时,炉内的剧烈燃烧依旧,当炉渣快出完时,正在炉渣上面熊熊燃烧的炉料也到了出渣口附近,此时的场面将非常壮观——有火焰从出渣口喷出。这时就要将出渣口封堵住。一般高炉有两个出渣口,现代一些巨型高炉减少了出渣量,便不再设出渣口,让炉渣随着铁水一起从出铁口流出,然后再清理掉炉渣。高炉出铁出渣的地方也叫高炉出铁场,这里是高炉最繁忙的地方。我们一般在**电视上看到工人们挥汗在炉前工作的景像,其实都是在高炉出铁场拍摄的。铁水罐和炉渣罐大多是靠火车来运输的,因此在高炉的旁边总是有火车和铁轨的。
在18世纪以前,人们炼铁还没有使用焦炭而是使用煤或木炭。那时的高炉也很小,到20世纪初,美国的大型高炉也还只是日产几百吨铁。19世纪中期,人们发明了热风吹入高炉的方法而不再吹冷风,20世纪初革新了高炉鼓风机,高炉炼铁便得到了迅速的发展。现代的高炉高度为20多米到30多米,真径6到14米,每天可生产1千到1万吨生铁。
过去的小型高炉炉壁没有冷却设备,19世纪60年代高炉开始使用水进行冷却。冷却的方法有多种,而且因为高炉各区域的温度不一样,所采取的冷却方式也有所不同。有的地方用水箱,有的地方喷水,有的地方通风等等。带走高炉热量的水经冷却后再重复使用。
到此,我们算是对高炉及炼铁有了一个大概的认识了。其实高炉只是进行治炼的一个设备,与它相关的还有很多辅助系统设施。下面我们就来认识一下这些设备吧。
编者按:可能很多朋友都在影视作品看过这样的桥段,在铸造绝世神兵遇到困难的时候,往往会出现人跳进炉子里或者往兵器上放血,然后绝世神兵才完成。比如仙剑三,龙葵舍身铸剑那一幕。那么,古代要炼出神兵利器级别的宝剑,真的需要用活人祭剑吗?
说起来,用活人炼剑这事,可不是影视导演的突发奇想。在古书中却有类似的桥段。比如据《吴越春秋》记载,干将铸剑精湛,吴王阖闾命令干将为他铸造一把神兵利器。干将铸剑时,候天伺地,选择吉日,开炉锻造,百神临观。然而,烧炼了很久之后,那些采集来的金铁并不能融化,根本就造不成剑。
莫邪与干将寻找原因时,干将提到自己的师傅也曾遇到这种情况:“吾师之作冶也,金铁之类不销,夫妻俱入冶炉之中。”于是莫邪以身祭炉,顷刻间,金铁融化了,变成液体的铁水,遂铸成了两把宝剑。这就后来著名的干将剑和莫邪剑。
▲干将莫邪
当然关于干将莫邪的故事还有一个版本,那就是莫邪只是把剪下的头发和指甲投入到炉中,「断发剪爪,投于炉中,使童男童女三百人鼓橐装炭,金铁乃濡,遂以成剑」。不论是第一个版本还是第二个版本,仔细看都有一个共同点,那就是往炉中投放一些有机物:比如整个人或者只是头发和指甲。除此以外,还有个故事。有个铸剑师为了吴王夫差的赏赐,杀了自己两个儿子,用于炼剑。最后,用两个儿子的生命换来一对举世无双的吴钩。那么,古人为何会觉得用活人炼剑或者用骨血炼剑效果好呢?这个要从传说的背景说起。干将莫邪故事的背景是在春秋晚期。
当时,出现了一种新的武器材料—铁,但是铁这种材料不容易冶炼。大家都知道,铁的熔点高达1535摄氏度,而铜的熔点只有1083摄氏度。所以以当时冶炼青铜的炉温很难达到,因此当时流行块炼铁法,用木炭还原,得到的含有较多夹杂物的铁。这种方法炼出来的铁为海绵状固体,杂质很多,含碳量低,质软。因为质地软,所以需要渗碳和排除杂质,而把一些有机物投入炉中,有利于对铁进行渗碳。
▲杨家山铁剑
当时一些铁剑,就是用这种方法制成的。比如杨家山铁剑,根据经金相检验,这把铁剑的原料就是块炼铁,然后打制成片状,之后进行固体表面渗碳,使两面形成高碳层,中间夹着低碳层,最后反复折叠锻打。专家们在剑身断面上,发现了反复锻打形成的层次,推测反复锻打不下七八次。最后整把剑的材质为含碳量05%-06%的中碳钢。而且整把剑金相组织均匀,可能进行过热处理。可虽然当时铁剑制造难度很大,但是相对于青铜剑,一把优质铁剑做好了绝对是神兵利器。(青铜剑软了容易变形,太硬容易碎,冷兵器研究所之前的文章就提过,吴越王级青铜剑都曾摔断过)当时的铸剑师们还是努力去锻造铁剑。
▲榆林窟第3窟 冶铁图 西夏
所以出现这种传说,可能就是反应当时冶铁锻剑的困难。毕竟从铸剑变成锻剑,铸剑师有很多细节把握不准,成品率低。之所以,会流传出用活人献祭的说法,应该是因为早期的人认为人有灵气,能够提高成品率。说到这里,笔者引用一位现代铸剑师的说法。这位铸剑师自称出自铸剑世家,以用人骨炼剑出名。他的事迹媒体前几年报道过,在此不赘述。
按其说法,人骨铸剑是他祖父传下来的,他从20岁开始试验人骨和一般炼剑的差别,发现加入人骨剑的钢质效果不错。因此他认为,人骨炼剑的说法不是空穴来说来访。按他的理解,因为骨中磷、钙等成分可吸收铁水中杂质,使铁质更为精纯,正如现代炼钢厂在铁砂中加石灰,吸收杂质一样的道理。结合他的说法和块炼铁的相关资料,以及化学知识,我们就会发现这种做法解释起来很简单。
春秋时代,低温炼出来的块炼铁,因为含有各种杂质,投入人骨等有机物以后后,块炼铁的杂质被析出,从而实现渣铁分离流畅,从而保证铁的纯度,而其他元素还保证铁的性能。毕竟人的血肉跟骨骼、头发、指甲,除了含碳以外,还有多种元素。
▲人骨剑
而后来当工匠们对铁的性能熟悉之后,尤其高炉出现以后,炉温大大提高,所以也就不需要那种低温还原法,生产效率大大提高。那种所谓献祭才能搞定的方法,也就没必要了。
▲汉代高炉复原模型
当然,用有机物提高刀剑性能的方法也并没有消失。比如《北史、艺术列传》就有记载;綦母怀文以含碳稍高的“灌钢”为刃,以“柔铁为脊,然后浴以五牲之溺,就是用动物尿液涂抹。在淬火的时候,淬以五牲之脂,即动物油脂淬火,造出来能斩甲过三十札的宿铁刀。
元代的《格致粗谈》卷下也提过,“香油淬刀则不脆”,意思是用香油淬火能提高刀剑的韧性。除了用油脂,还有更奇怪的。比如国外有一位小哥就用啤酒跟油给刀淬火。他先把烧红的刀放进啤酒里,然后放进油里。从测试来看,效果不错。
所以,看起来神乎其神的血肉炼剑,还有骨血炼剑,虽然给人一种神秘气息,但是抛开各种传说,就和现代炼钢厂在在炉中加石灰,吸收杂质原理差不多。而根据考古发现,在高炉出现以后,汉代的铁兵器以井喷方式增长,其性能也远远不是春秋晚期那些铁剑能比的。因此,拿人祭剑对于汉代人来说,只不过是个传说故事,而不是血淋淋的现实。而这种技术虽然消失了,但故事却流传了下来,也为之后的各种文艺作品,提供了素材,也让很多影视作品里出现了神兵铸造出现困难,需要舍命铸剑的那一幕。
最后,笔者要吐槽一下所谓人骨练剑的这个事情。两千多年前古人不懂得科学,尚可理解。这个问题,汉代人已经解决,用19世纪的化学知识也能解释。而现代人要还玩这个,就让人恶心了。说不好听的,这要么是无知到没完成义务教育,要么是对人的尸骨有不正常的心理需求,甚至有可能是为了满足一些客户的变态需求而玩的商业噱头。说到底,《中华人民共和国刑法》第三百零二条,是有个“侮辱尸体罪”的。







































