鋼鐵在煉制之前是什麼

① 中國的鋼鐵是如何冶煉的

鐵礦石是地殼的主要組成成分之一，鐵在自然界中的分布很廣，但是人類發現鐵和利用鐵卻比黃金和銅晚。首先，這是由於天然的單質狀態的鐵在地球上是找不到的，而且它容易氧化生銹；其次是它的熔點（1 539℃）比銅高得多，使它比銅難於熔煉。

人類最早發現的鐵是從天空落下的隕石。隕石中含鐵的質量分數很高，它是鐵和鎳、鈷等金屬的混合物。考古學家曾經在今天伊拉克境內美索不達米亞（Mesopotamia）烏爾（Ur）城的古代蘇美爾人（Sumerians）的墳墓中，發現一把隕鐵製成的小斧。在埃及第五至第六王朝（公元前2400年前）的金字塔所藏的宗教經文中，記述著太陽神等當時重要神像的寶座是用鐵製成的。這顯然也是從隕石得來的，因為鐵在當時被認為是帶有神秘性的最珍貴的金屬。埃及人乾脆把鐵叫做「天石」。阿拉伯人傳說，天上的金雨落進沙漠里變成了黑色的鐵。在古希臘文里，「星」和「鐵」是同一個詞。

1972年，在我國河北省藁城縣台西村的商代（約公元前16世紀～約公元前1066）遺址曾出土一件銅鉞，上面鑲鑄有鐵刃。鉞（yuè）是我國古代一種像斧子的兵器。鐵刃銅鉞的發現表明我國勞動人民早在三千多年前已經認識了鐵，掌握鐵的鍛造性能，識別鐵與青銅在性質上的差別，能夠把鐵進行鍛打加工並和青銅鑄接成器，增強銅的堅韌性。鐵刃雖已全部銹蝕，但經過科學鑒定，證明鐵刃是用隕鐵鍛成的，因為鐵中不含有人工冶煉過程夾帶的硅酸鹽等雜質，同時鐵銹中含有鎳和鈷。

我國出土的用隕鐵鍛成的銅器還有：1931年，在我國河南浚縣出土的商末周初的鐵刃銅鉞和鐵援銅戈各一件，於解放前流入美國，現存華盛頓弗里爾藝術館。還有，1978年在北京市平谷縣南獨樂河出土的商代鐵刃銅鉞。

由於隕石來源極稀少，從隕石中得來的鐵對生產起不了什麼作用。只是隨著青銅熔煉技術的成熟，才逐漸為鐵的冶煉技術的發展創造了條件。雖然最初提煉出來的鐵在硬度和防腐蝕性能等方面都不如青銅，但是由於鐵礦在自然界中的分布比銅廣泛，而且鐵器的好些性能比銅器好，遂使鐵器能夠迅速取代青銅器和石器。

我國古代人民什麼時候開始使用鐵，雖然說法不一，但多數歷史學者和科技史研究者斷定是在公元前1 000年的前後。

從目前考古發掘的結果來看，我國最早人工冶煉的鐵是在春秋（公元前722～公元前481）戰國（公元前403～公元前221）之交的時期出現的。江蘇六合縣程橋鎮春秋墓出土的鐵條、鐵丸和河南洛陽市水泥製品廠戰國早期灰坑中出土的鐵錛（音bēn，削平木料的平頭斧）、鐵（音bó，古代鋤田除草的農具）是迄今為止能確定的我國最早的生鐵工具。經過冶金學家們檢驗，鐵條屬於早期的塊狀煉鐵鍛成的；鐵丸和鐵錛、鐵是生鐵鑄件。這些鐵器證明我國在春秋晚期出現塊狀煉鐵的同時或稍後就出現了生鐵冶鑄技術。人類在冶煉鐵的過程中，最初因鼓風設備的限制，煉出的鐵不能熔化，只是塊狀的海綿體熟鐵，性質柔軟，可鍛而不可鑄，不宜製作硬度較大的工具，只是在提高煉鐵爐的溫度後，才能得到熔融的生鐵，用於鑄造。

歐洲一些國家在公元前1 000年前後也生產塊狀煉鐵，但多廢棄不用，直到公元14世紀才使用鑄鐵，其間經歷了十分漫長的發展道路。而我國古代只用較短的時間就實現了這一技術的突破，出現了鑄鐵。

我國生鐵的發明是人類用鐵的重大發展，也是我國勞動人民對人類作出的一項重大貢獻。英國科學史學家貝爾納（J.D.Bernal）在他編著的《歷史上的科學》（伍況甫等譯.北京：科學出版社，1959年，82頁）一書中寫到：「在歐洲，實在直到14世紀，古代所用的鐵，總是在手力鼓風的小型泥爐內，用木炭經低溫還原法而製成的。把所得的海綿狀的未經熔過的純鐵錠，打成比較軟的熟鐵條，再經鍛工和熔接，就成一些更復雜的鐵製品。」又寫到：「在古時候，作為金屬的鐵卻有一個很嚴重的缺點，就是爐中鼓風不夠，就熔不了它，所以澆鑄就留給青銅獨用了，例外的是中國，早在公元前二世紀，中國已能鑄鐵。」這說明我國生鐵的出現比歐洲早1 000多年。

我國的生鐵鑄造技術，在很長的一段時期內一直處於世界領先地位。隨著產量的增加和技術的提高，除鐵制的生產工具、生活用具以及兵器外，又出現大型鑄造的宗教藝術品。如現存的西安雁塔里的大鐵鍾，是唐代（618～907）的作品；世界上著名的河北省滄州大鐵獅是五代後周廣順三年（公元953年）的作品；山西太原晉祠鐵人是北宋年代（960～1127）的作品。

我國煉鋼技術的發展也很早。漢朝趙曄所著的《吳越春秋·闔閭內傳》中記載著：「闔閭請干將鑄作名劍二枚。干將者，吳人也，與歐冶子同師，俱能為劍……干將作劍，采五山之鐵精……使童女童男三百人鼓橐裝炭，金鐵乃濡，遂以成劍。」闔閭是春秋末年今江蘇一帶的吳國君（公元前514～公元前496在位）。可見，距今2000多年前，我國勞動人民已能煉鋼，而且規模還不小。文中的「橐」（tuó）按今天的字意解釋是「一種口袋」，在古代是指鼓風用的皮囊；「濡」（rú）按今天的字意解釋是「沾」、「漬」，在古代又作「柔韌」講。

1978年8月5日的《人民日報》第二版刊出一則消息：「湖南省博物館長沙鐵路車站建設工程文物發掘隊，從一座古墓出土一口鋼劍，從古墓隨葬陶器的器形、紋飾以及墓葬的形制來看，可以斷定它是春秋晚期的墓葬。從而說明我國煉鋼技術的出現，至少應推前200年左右，即春秋戰國之交，而不是過去認為的戰國中、晚期。經取樣分析，這口劍所用的鋼是含碳量0.5%（質量分數）左右的中碳鋼，金相組織比較均勻，說明可能還進行過熱處理。」

我國到西漢（公元前206～公元23）中、晚期出現了利用生鐵「炒」成熟鐵或製成不同含碳量的鋼的炒鋼技術。這是將生鐵加熱成半液體、半固體的狀態，再進行攪拌，利用空氣或鐵礦粉中的氧，進行脫碳，以獲得熟鐵或鋼。1974年在山東蒼山縣出土的漢安帝永初六年（112）的鋼刀和1978年在徐州漢代磚室墓中發掘出的漢章帝建初二年（77）的鋼劍經鑒定都是以炒鋼為原料，經多次反復加熱折疊鍛打而成的。

歐洲用炒鋼法冶煉熟鐵的技術在18世紀中葉才開始出現，比我國要晚1 900餘年。

在漢代炒鋼技術的基礎上，到南北朝（420～581）時期，我國又出現了灌鋼技術。這是先將含碳量高的生鐵熔化，澆灌到熟鐵上，使碳滲入熟鐵，增加熟鐵的含碳量，然後分別用牲畜尿或油脂淬火而成鋼。淬火是鋼鐵的一種熱處理工藝，是將工件加熱到適宜溫度，隨即在水、油或空氣中冷卻，以提高鋼鐵的硬度和強度。

在歐洲的坩堝煉鋼技術發明之前，灌鋼法是一種先進的煉鋼技術，對後世有重大影響。

② 鋼鐵是怎麼煉成的要詳細過程

煉鐵：

輸料系統把燒結礦（由燒結廠燒成的）、焦碳、石灰石等原料輸入到高爐頂的布料系統，由布料系統均勻的按一定比例布入爐內。熱風系統將風吹進高爐，焦碳燃燒形成一定的高溫（1150--1200度）化學氣氛，燒結礦中鐵的氧化物在這種溫度和環境下發生還原反應。

礦石中的氧一部分形成二氧化碳，一部分變成一氧化碳，還有一些雜質氣體被高溫排走，進入除塵凈化系統和高爐燃氣回收系統，無用的二氧化碳被排走，一氧化碳被回收再利用。礦石中的鐵被還原後在高溫下行成液態鐵水。

鐵水又叫生鐵。生鐵可分三類：一類是供煉鋼用的鋼鐵（硅SI含量小於1.25%）；一類是供澆鑄機件和工具的鑄造鐵（硅含量大於1.25%）；還有一類是鐵合金（主要是錳鐵和硅鐵）。

煉鋼：

實質上是將鐵水（生鐵）加溫並添加不同的元素，通過吹氧等手段，使鐵的含碳量降低到0.2-1.7%的冶煉過程。可煉出多種不同質地的鋼。如加錳，就煉出錳鋼；加鎳、鉻、鈦就煉出不易生銹的鋼。

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鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常用的普通鋼，冶煉方便、加工容易、價格低廉，而且在多數情況下能滿足使用要求，所以應用十分普遍。按含碳量不同，碳鋼又分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。隨含碳量升高，碳鋼的硬度增加、韌性下降。

合金鋼又叫特種鋼，在碳鋼的基礎上加入一種或多種合金元素，使鋼的組織結構和性能發生變化，從而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性，等等。經常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。

合金鋼的資源相當豐富，除Cr、Co不足,Mn品位較低外,W、Mo、V、Ti和稀土金屬儲量都很高。21世紀初，合金鋼在鋼的總產量中的比例將有大幅度增長。

含碳量2%～4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆，但耐壓耐磨。根據生鐵中碳存在的形態不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。白口鐵中碳以Fe3C形態分布，斷口呈銀白色，質硬而脆，不能進行機械加工，是煉鋼的原料，故又稱煉鋼生鐵。

碳以片狀石墨形態分布的稱灰口鐵，斷口呈銀灰色，易切削，易鑄，耐磨。若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵，其機械性能、加工性能接近於鋼。在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵，如加入Cr,耐磨性可大幅度提高，在特種條件下有十分重要的應用。

鋼鐵中碳的來源：煉鐵的原料之一是鐵礦石，鐵礦石主要成份是Fe2O3,沒有碳。煉鐵的原料之二是焦碳。煉鐵過程部分焦碳留在了鐵水中，導致鐵水中含碳。鋼鐵的生產 由鐵礦石煉生鐵。

由生鐵作原料煉鋼，煉鋼的過程主要是除碳的過程.還不能將碳除盡，鋼需要有一定量的碳，性能才達到最佳。

按冶煉設備分

⑴轉爐鋼 用轉爐吹煉的鋼，可分為底吹、側吹、頂吹和空氣吹煉、純氧吹練等轉爐鋼；根據爐襯的不同，又分酸性和鹼性兩種。

⑵平爐鋼 用平爐煉制的鋼，按爐襯材料的不同分為酸性和鹼性兩種，一般平爐鋼多為鹼性。

⑶電爐鋼 用電爐煉制的鋼，有電弧爐鋼、感應爐鋼及真空感應爐鋼等。工業上大量生產的，是鹼性電弧爐鋼。

按鋼的品質分

⑴普通鋼 鋼中含雜質元素較多，含硫量ws一般≤O.05%，含磷量wP≤0.045%，如碳素結構鋼、低合金結構鋼等。

⑵優質鋼 鋼中含雜質元素較少，含硫及磷量ws、wp,一般均≤0.04%，如優質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼和合金工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼等。

⑶高級優質鋼 鋼中含雜質元素極少，含硫量ws一般≤O.03%，含磷量wP≤0.035%，如合金結構鋼和工具鋼等。高級優質鋼在鋼號後面，通常加符號「A」或漢字「高」以便識別。

③ 鋼是怎麼練成的

煉鋼的過程一般是生鐵腦碳的過程，基本上是高溫鐵水放入轉爐吹氧，加入適量合金，再用真空等精練爐進行精煉，得到所需鋼種。還有一個是電爐煉鋼，後面的程序是一樣的。

鋼或稱鋼鐵、鋼材，是一種由鐵與其他元素結合而成的合金，當中最普遍的是碳。碳約占鋼材重量的0.02%至2.0%，視乎鋼材的等級。其他有時會用到的合金元素還包括錳、鉻、釩和鎢。

碳與其他元素有硬化劑的作用，能夠防止鐵原子的晶格因原子滑移過其他原子而出現位錯。調整合金元素的量，及其存在與鋼中的形式（溶質元素及參與相），就能夠控制鋼成品的特性，例如硬度、延展性及強度。加了碳的鋼會比純鐵更硬更強，但是這種鋼的延展性會比鐵差。

含碳量高於2.0%的合金叫鑄鐵，因為這種合金的熔點較低，可鑄性強。鋼又跟熟鐵不同，熟鐵可以含有少量的碳，但這些碳雜質都是夾雜在鋼中的殘留熔渣。鋼有兩種跟鑄鐵和熟鐵不同的特性，就是鋼的耐銹度較高，以及可焊度更佳。

盡管在文藝復興之前很久，人們已經懂得使用各種低效的方法來生產鋼，但是鋼的普及化要等到十七世紀，也就是有了更高效的生產法之後。自從在十九世紀發明了貝塞麥煉鋼法之後，鋼就成了一種可大量生產的廉價材料。

後來煉鋼法經過更多的改進，例如鹼性氧氣煉鋼法，使得鋼的生產價格更低，但同時品質更好。時至今日，鋼已經成為世界上普遍的材質，年生產量達十三億噸。在各種建築、基礎設施、工具、船隻、汽車、機械、電器及武器中，鋼都是一種主要的成分。現代鋼鐵一般用各種標准化團體所制定的不同品質標准來區分。

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地球地殼上所有的天然鐵都是以礦石的形式存在，一般為氧化鐵，例如磁鐵礦及赤鐵礦等。要提取鐵，就要把鐵礦中的氧移除，讓氧與其他的化學元素結合，例如碳。

這個過程叫熔煉，最早應用於熔點較低的金屬，例如熔點約為250 °C的錫及熔點約為1,100 ℃的銅。而鑄鐵的熔點則為1,375 ℃。這種溫度用青銅時代已經有的古老方法就可以達到。

由於氧化率在800 ℃以上時會急劇增加，所以保持冶煉環境低氧是很重要的。跟銅與錫不同的是，液態鐵能夠很容易地溶解碳。熔煉所生成的合金（生鐵）含碳量過高，因此還不能叫作鋼。後續的步驟會把多餘的碳和氧除掉。

很多時候會向鐵／碳化合物加入其他材料，來達至所需的特性。在鋼里加入鎳和錳會增加鋼的強度，並使奧氏體的化學性質更加穩定，加入鉻會使硬度及熔點上升，加入釩也可以使硬度上升，但同時更會減輕金屬疲勞所帶來的效應。

為了防止腐蝕，最少會要加入11%的鉻，這樣表面就會生成一層硬的氧化物；這種合金叫不銹鋼。鎢能幹預滲碳體的生成，使馬氏體得以在較低的淬火率下生成，這樣的成品叫高速鋼。另一方面，硫、氮與磷會使鋼變得更脆弱，因此必須從礦石中除掉這些普遍存在的元素。

④ 最早的鋼鐵是用什麼方法冶煉出來的

首先是中國鋼鐵冶煉的歷史， 春秋時代是我國由奴隸社會向封建社會轉變的階段。促成這一社會變革的物質因素，是社會生產力的發展。
勞動工具是社會生產力發展的重要標志。鐵制工具的廣泛使用，促進了我國由奴隸制向封建制的過渡。商代用隕鐵製作了鐵刃銅鉞，說明對鐵的性質和鍛打嵌鑄的技術已經有了一定的認識和掌握，但當時尚不知人工煉鐵。
春秋時期，鐵器已經在農業、手工業生產中使用。農業生產中使用鐵鋤、鐵斧等。鐵器堅硬、鋒利，勝過木石和青銅工具。晉國用鐵鑄刑鼎，鑄鼎的鐵是作為軍賦向民間徵收的，可見晉國民間鐵已不少。在江蘇六合縣程橋、湖南長沙龍洞坡等地出土了春秋時的鐵器。戰國初或稍早已發明鑄鐵技術，這是我國勞動人民對冶金技術的重大貢獻，比外國早一千八百年左右。河北興隆縣壽王墳出土了大量戰國時的鐵范，其中有較復雜的復合范和雙型腔，還採用了難度較大的金屬型芯，反映了當時的鑄造工藝已有較高水平。戰國時發明的用柔化退火製造可鍛鑄件的技術和多管鼓風技術是冶金技術的重要成就，比歐洲早二千年左右。戰國時還掌握了塊煉鐵固態滲碳制鋼的方法和淬火技術。
塊煉鐵的方法也就是「固體還原法」。由於塊煉鐵是鐵礦石在較低溫度下從固體狀態被木炭還原的產物，所以質地疏鬆，還夾雜有許多來自礦石的氧化物，例如氧化亞鐵和硅酸鹽。這種塊煉鐵在一定溫度下若經過反復鍛打，便可將夾雜的氧化物擠出去，機械性能就改善了。從江蘇六合縣程橋東周墓出土的鐵條，就是塊煉鐵的產品。春秋末期和戰國初期的一些鍛造鐵器也是以塊煉鐵為材料。
在反復鍛打塊煉鐵的實踐中，人們又總結出塊煉鐵滲碳成鋼的經驗。從河北易縣武陽台村的燕下都遺址44號墓中曾出土79件鐵器，經分析鑒定，它們的大部分都是由塊煉鋼鍛成的，這證明至遲在戰國後期塊煉滲碳鋼的技術已在應用，塊煉鐵質柔不堅，塊煉鋼雖經滲碳處理，變得較堅硬，但在生產上仍嫌不足。人們在生產實踐中又摸索出塊煉鋼的淬火工藝，這就進一步提高了塊煉鋼的機械性能。上述燕下都出土的鍛鋼件，大部份是經過淬火處理的，這又表明在當時，人們對淬火工藝也較熟悉了。
生鐵的冶鑄工藝，在原料、燃料上與塊煉法基本一樣。它們之間主要的差別在冶煉溫度的不同。塊煉法的爐溫大約在1000(C左右，離純鐵的熔點（1534(C）相差很遠，而生鐵冶煉時，爐溫達到了1100-1200(C。在冶煉中，被還原生成的固態鐵會吸收碳，這種吸收隨著溫度的升高，速度就會加快。
另一方面吸收碳後，鐵的熔點隨之降低，當含碳量達到2.0%時，熔點降至1380(C；當含碳量達到4.3%時，熔點為最低，僅1146(C。在這種條件下，爐溫就可使鐵熔化，從而得到了液態的生鐵。液態生鐵就可以直接澆鑄成器，冶鑄過程簡化了，就使鐵器的生產有了大發展的可能。
江蘇六合程橋東周墓出土的鐵丸，洛陽出土的公元前五世紀的鐵錛、鐵鏟都是生鐵器物，這證明在塊煉法的同時，我國已出現生鐵冶鑄工藝。生鐵與塊煉鐵同時發展，是我國古代鋼鐵冶金技術發展的獨特途徑。世界上許多其他國家，從塊煉鐵發展到生鐵，大約經歷了上千年的時間。就拿歐洲一些國家來說，雖很早已有塊煉鐵，但出現生鐵則在公元十三世紀末和十四世紀初。
生鐵的生產效率高，鑄造性能又較好，這為廣泛使用鐵器提供方便。在冶煉生鐵的初期，由於溫度還不夠高，硅含量也較低，致使生鐵中的碳在冷卻凝固時不能成為石墨狀態，而成為碳化三鐵（Fe3C），與奧氏體狀態的鐵在1146(C共晶。因此，煉出的生鐵性脆而硬，鑄造性能雖好，但強度不夠，這種生鐵，人們稱它為白口鐵，它只能鑄造某些農具。從河北興隆燕國礦冶遺址出土的大批鋤、范等，就是由白口鐵鑄成的。
為了克服白口鐵的脆性，在戰國早期，人們就創造了白口鑄鐵柔化處理技術。所謂柔化處理就是將白口鑄鐵長時間加熱，使碳化鐵分解為鐵和石墨，消除了大塊的滲碳體，這對減少脆性、提高韌性可以起良好的作用。處理後的白口鐵就變成了展性鑄鐵。長沙出土的戰國鐵鏟，輝縣出土的戰國中期鐵帶鉤，易縣燕下都出土的戰國晚期鐵钁、鋤等，都是屬於這種展性鑄鐵。
漢代的鋼鐵冶煉技術
漢代的鋼鐵冶煉技術，在戰國的基礎上又有了長足的發展，勤勞的中國人民在這方面又有了不少的創造和發明。
漢代鐵金屬在工業、農業和軍事中的作用愈顯重要，官府對冶鐵業的管理越加嚴格，漢武帝時任用孔僅為大農丞，將鹽、鐵、稅利的巨業，收歸官府經營管理，實行一系列嚴格措施，使冶鐵業得到空前的發展。孔氏家族原本是梁國的冶鐵商賈，素有經營冶鐵的管理才能，所以他能在漢武帝時一躍而成為大司農丞要職，在任職的短短十餘年間，從組織管理到冶鐵技術和農具的推廣，做出了巨大的努力，為漢武帝的雄才大略的擴展提供了雄厚的經濟基礎。
西漢時「百煉鋼」的技術興起，使鋼的質量較前提高。這種初級階段的百煉鋼，是在戰國晚期塊煉滲碳鋼的基礎上直接發展起來的，二者所用原料和滲碳方法都相同，因而鋼中都有較多的大塊氧化鐵-硅酸鐵共晶夾雜物存在；但不同的是增多了反復加熱鍛打的次數。鍛打在這里不僅起著加工成型的作用，同時也起著使夾雜物減少、細化和均勻化，晶粒細化的作用，顯著地提高了鋼的質量。
從河北滿城一號西漢墓出土的劉勝佩劍、鋼劍和錯金寶刀，它們雖與易縣燕下都鋼劍所用的冶煉原料相同，但金相檢查表明，鋼的質量卻有顯著的提高，它正是「百煉剛」技術興起的產物。
西漢中期以後，又出現炒鋼。這是因為塊煉鐵雖然能製造滲碳鋼，而產量不大，效率很低，不能適應當時封建社會生產發展的需要，「供不應求」即生產量與需要量的矛盾，促使出現了用生鐵炒成為鋼的新工藝。但是生鐵的產量已相當大，用生鐵作為制鋼原料，是煉鋼史上的一次飛躍發展，也是一次重大的技術革新。
炒鋼的產生，即將生鐵炒到成為半液體半固體狀態，並進行攪拌，利用鐵礦粉或空氣中的氧，進行脫碳，藉以達到需要的含碳量，再反復熱鍛，打成鋼製品，利用這種新工藝煉鋼，既省去了煩難的滲碳工序，又能使鋼的組織更加均勻，消除了由塊煉鐵帶來的嚴重影響性能的那種大共晶夾雜物，使質量大大提高。1974年7月，山東蒼山縣東漢墓出土的東漢永初六年卅煉環首鋼刀，經有關單位鑒定就是用炒鋼為原料，反復鍛打而成的。
與此同時，百煉剛的原料也由原來的塊煉鐵，發展到用生鐵炒成的鋼或熟鐵做為原料，經過滲碳鍛打而成。這樣一來，原料的改變即鐵基體有了變化，使鋼的質量也隨之大大提高，從而百煉鋼也發展到成熟階段。
百煉鋼雖然是漢代風行一時的煉鋼工藝，但固體滲碳工序費工費時；而在炒鋼過程中控制鋼的含碳量則是一個復雜的工藝，比較難以掌握控制。生產的發展，必然要求進一步發展工藝簡單、保證質量而成本較低的煉鋼方法。為此在兩晉南北朝時期又出現了以灌鋼為主的煉鋼技術。
鋼鐵業在漢代的大發展，也從煉爐的形狀及冶煉設備上反映出來。西漢時期煉鐵的豎爐就已得到發展，爐型有了擴大。煉鐵已用石灰石作為熔劑。為了適應豎爐加大的需要，對鼓風設備也進行了改革。早期開始用皮囊人力鼓風，既笨重又不適用，後來在長期的生產實踐中，勞動人民不斷總結經驗，創造出新，採用畜力代替人力鼓風，出現了馬排，但還遠遠不能滿足高爐生產的需要。
公元31年，東漢後期南陽太守杜詩總結了南陽冶鐵工人的實踐經驗，創造了水力鼓風的「水排」。利用「水排」鼓風生產鋼鐵，比用人力、畜力鼓風「用力少，見功多」。我國「水排」的出現比歐洲早一千二百多年。到魏晉時期，得到了更廣泛的應用。
南北朝以後鋼鐵業的發展
我國古代的鋼鐵冶煉技術，在封建社會前期的這些重大創造發明，歷經南北朝以後得到普遍推廣，並且更趨成熟。
兩晉南北朝時，新的灌鋼技術興起了。這種方法是先將生鐵炒成熟鐵，然後同生鐵一起加熱，由於生鐵的熔點低，易於熔化，待生鐵熔化後，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，就能比較准確地控制鋼中含碳水平，再經過反復鍛打，就可以得到質地均勻的鋼材。這種方法比較容易掌握，工效提高較大，因此南北朝以後成為主要煉鋼方法。
關於灌鋼的技術，南北朝南齊、梁時期的醫學家兼煉丹家陶弘景（約452-536年）就較早地記敘說：「鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者，生指生鐵，鍒指熟鐵，這就是灌鋼。稍晚一些時候，北齊的道士纂母懷文也是較早的灌鋼的實踐者之一。據說他「造宿鐵刀，其法燒生鐵精，以重柔鋌，數宿則成鋼」。製成的刀還要用牲畜尿和油脂進行淬火。尿中含鹽，用以淬火，冷卻能力比水高；油脂作淬火劑，高溫冷卻快而低溫冷卻慢，可以減少鋼件變形和脆性；適當地配合運用，能夠獲得性能優越的淬鋼件。灌鋼技術在南北朝時已相當流行，這種方法是在炒鋼的實踐過程中逐步發展起來的。
關於鋼鐵的熱處理，其實早在南北朝以前，就已應用了由冷卻方法的差別來求得鋼鐵的不同硬度的淬火技術。在河北易縣燕下都出土的戰國時期的鋼劍、鋼戟，就已用淬火處理。我國早期文獻對此也有記載。這說明當時對淬火工藝已有一定的規律性認識。
南北朝發明的灌鋼這一技術，宋、元以來不斷發展，成為主要的煉鋼方法之一。宋代的沈括在其《夢溪筆談》中載有：「世間鍛鐵所謂鋼鐵者，用柔鐵屈盤之，乃以生鐵陷其間，泥封煉之，鍛令相入，謂之團鋼，亦謂之灌鋼」。在煉鋼爐中把熟鐵條屈曲地盤繞著，把生鐵塊嵌在盤繞著的熟鐵條之間，用泥把爐密封起來燒煉，待煉成後再加鍛打，這樣，「灌鋼」就煉成了。利用生鐵的含碳量高和熔點低可以在溫度較低的時候先熔化，讓生鐵的鐵液灌入四周盤繞的熟鐵中，和留存在熟鐵內的氧化渣緊密地發生氧化還原作用，既使熟鐵中的渣除去，又使所含的碳達到適當的分量，而轉變成為品質較純的鋼鐵。
到了明代，這種灌鋼的冶煉方法基本上一樣，但操作略有不同。明末宋應星著的《天工開物》（1637年）載：「凡鋼鐵煉法，用熟鐵打成薄片如指頭闊，長寸半許，以鐵片束包尖（夾）緊，生鐵安置其上（原註：廣南生鐵名墮子鋼者，妙甚），又用破草覆蓋其上（原註：粘帶泥土者故不速化），泥塗其底下。
明代鍛制生產工具時，採用了「生鐵淋口」的方法，這種方法的原理是和灌鋼相同的。在《天工開物》上對此有詳細的描述。這種方法是利用熔化的生鐵，作為熟鐵的滲炭劑，使這種熟鐵的刀口煉成鋼鐵。這一創造性的技術成就，現在應用於一些小農具的生產上面。
生鐵淋口的方法再發展一步，就產生了蘇鋼的冶煉方法。這種方法相傳是蘇州煉鋼工人首先發明的。它實際上是在灌鋼基礎上發展起來的卓越成就。
在煉鋼方面，封建社會後期出現了把煉鐵爐流出的鐵水，直接流進炒鐵爐里炒成熟鐵的做法，減少了一步再熔化的過程。這樣就在鋼鐵冶煉史上出現了半連續性系統。這一創造在《天工開物》中，不僅有詳細的文字記載，而且還有圖說明。
在鼓風方面，北宋有一種可以移動的煉爐叫做行爐。在北宋《武經總要》中有「行爐圖」，其側面出現了梯形木風箱，說明至遲在北宋時就已經發明了用蓋板開閉來鼓風的簡單木風箱。在燃料上，宋代煉鐵已十分普遍使用煤了。明代方以智的《物理小識》則記載說：「……煤則各處產之，臭者燒熔而閉之成石，再鑿而入爐曰礁，可五日不滅火，煎礦煮石，殊為省力」。由此可見，至遲在明代不但懂得煉焦，而且用焦炭進行冶煉了。
我國古代的鋼鐵冶煉史上每一項發明創造，無一不是勞動人民辛勤勞動的結果，凝結著他們的智慧和血汗的結晶。
現在中國鋼鐵冶煉確實很差勁，但現在差，不代表以前就技不如人。在很長的一段時間里我們的鋼鐵冶煉技術是一度領先於世界的，絕不是某些人所說的不堪一擊。
言歸正傳：灌鋼法又叫團鋼法,或生熟法,是中國早期煉鋼技術一項最突出的成就。17世紀以前,世界各國一般都是採取熟鐵低溫冶煉的辦法,鋼鐵不能熔化,鐵和渣不易分離,碳不能迅速滲入。中國發明的灌鋼法,成功解決這一難題,為世界冶煉技術的發展做出劃時代貢獻。

1 古代冶煉技術的演進春秋以前,中國的冶煉技術處於比較原始的階段,當時使用的冶煉方法稱為「塊煉法」。當時煉鐵使用木炭作燃料,熱量少,加上爐體小,鼓風設備差,因此爐溫比較低,不能達到鐵的熔煉溫度,所以煉出的鐵是海綿狀的固體塊,稱為「塊煉鐵」。塊煉鐵冶煉比較費時,質地比較軟,含雜質多,經過鍛打成為可以使用的熟鐵。鋼鐵冶煉技術的進一步發展到「塊煉滲碳鋼」。出土文物表明,中國最遲在戰國晚期已經掌握這種最初期的煉鋼技術。人們在鍛打塊煉鐵和熟鐵的過程中,需要不斷地反復加熱,鐵吸收木炭中的碳份,提高了含碳量,減少夾雜物後成為鋼。這種鋼組織緊密、碳分均勻,適用於製作兵器和刀具。進一步發展到「百煉鋼」技術。人們在打制器物的時候,有意識地增加折疊、鍛打次數,一塊鋼往往需要燒燒打打、打打燒燒,重復很多次,甚至上百次,所以稱之為百煉鋼。百煉鋼碳分比較多,組織更加細密,成份更加均勻,所以鋼的品質提高,主要用於製作寶刀、寶劍。

在西漢中晚期,中國出現新的煉鋼技術「炒鋼」,這是在生鐵冶鑄技術的基礎上發展起來的一種煉鋼技術。大約在春秋末期,中國就已經發明生鐵冶鑄技術,以後經過長時間的實踐和探索,逐漸形成利用生鐵為原料的炒鋼技術。其基本方法是將生鐵加熱成半液體和液體狀,然後加入鐵礦粉,同時不斷攪拌,利用鐵礦粉和空氣中的氧去掉生鐵中的一部分碳,使生鐵中的碳含量降低,去渣,直接獲得鋼,這就是炒鋼技術。這項技術的發明是煉鋼技術的重大突破,使冶煉業能向社會提供大量廉價、優質的熟鐵或鋼,滿足生產和戰爭的需要。炒鋼的出現促進百煉鋼技術的發展,人們以炒鋼為原料,經過反復加熱、折疊、鍛打成質量很好的鋼件。但是炒鋼和百煉鋼技術還存在一定缺陷,如炒鋼工藝復雜,不容易掌握;百煉鋼費工費時。

2 綦毋懷文發展灌鋼法大約在東漢末,可能出現煉鋼新工藝「灌鋼」法的初始形式。南北朝時,綦毋懷文對這一煉鋼工藝進行了重大改進和完善。南朝齊、梁時的陶弘景首先記載了灌鋼法,北朝魏、齊間的綦毋懷文曾用這種方法製成十分鋒利的「宿鐵刀」。綦毋懷文,姓綦毋,名懷文,是中國南北朝時期著名冶金家。他生活在公元6世紀北朝的東魏、北齊間,具體生卒年代歷史上缺乏記載,只知道他好「道術」,曾經作過北齊的信州(今四川省奉節縣一帶)刺史。據史書記載,綦毋懷文的煉鋼方法是:「燒生鐵精,以重柔鋌,數宿則成鋼」,就是說,選用品位比較高的鐵礦石,冶煉出優質生鐵,然後,把液態生鐵澆注在熟鐵上,經過幾度熔煉,使鐵滲碳成為鋼。由於是讓生鐵和熟鐵「宿」在一起,所以煉出的鋼被成為「宿鐵」。灌鋼法是中國古代煉鋼技術上一個了不起的成就。同百煉法或炒煉法比較,其優點1)生鐵作為1種滲碳劑,因熔化後溫度高,加速向熟鐵中滲碳的速度,縮短冶煉時間,提高生產率。(2)熟鐵因為碳的滲入而成為鋼,生鐵由於脫碳也可以變成鋼,增加了鋼的產量。(3)在高溫下,液態生鐵中的碳、硅、錳等與熟鐵中的氧化物夾雜發生反應,去除雜質,純化金屬組織,提高金屬品質。(4)灌鋼法操作簡便,容易掌握。要想得到不同含碳量的鋼,只要把生鐵和熟鐵按一定比例配合好,加以熔煉,就可獲得。3 推動中國古代刀劍技術的發展綦毋懷文是一位出色的制刀專家,對前人造刀經驗進行研究、比較,經過不斷實踐,創造一套新的制刀工藝和熱處理技術。

綦毋懷文造刀的方法是:先把生鐵和熟鐵以灌鋼法燒煉成鋼,做成刃口,然後「以柔鐵為刀脊,浴以5牲之溺,淬以5牲之脂」這樣做出來的刀稱為「宿鐵刀」,極其鋒利,能夠一下子斬斷鐵甲30札。對於含碳量比較高的鋼,理想的淬火介質應該是:當工件在比較高的溫度650～400℃,具有較大的冷卻速度,在低溫300～200℃,具有較慢的冷卻速度。這就需要採用雙液淬火法。綦毋懷文先用動物尿、後用動物油進行雙液淬火,能夠造出品質很高的「宿鐵刀」。中國早在戰國時代就使用了淬火技術,但是長期以來,人們一般都是用水作為淬火的冷卻介質。雖然三國時的制刀能手蒲元等人已經認識到:用不同的水作淬火的冷卻介質,可以得到不同性能的刀,但仍沒有突破水的范圍。而綦毋懷文則實現了這一突破,他在製作「宿鐵刀」時使用了雙液淬火法,即先在冷卻速度大的動物尿中淬火,然後再在冷卻速度小的動物油脂中淬火,這樣可以得到性能比較好的鋼,避免單純使用1種淬火(即單液淬火)的局限。雙液淬火法,即在工件的溫度比較高的時候,選用冷卻速度比較快的淬火介質,以保證工件的硬度;而在溫度比較低的時候,則選用冷卻速度比較小的淬火介質,以防止工件開裂和變形,使其有一定的韌性。雙液淬火法是1種比較復雜的淬火工藝,這在當時沒有測溫、控溫設備的條件下,完全依賴操作及經驗,是一個了不起的成就。在綦毋懷文之前,中國古代的鋼刀大都用百煉鋼製成,這樣製作的刀劍雖然性能優異鋒利,但也存在不少缺陷,整把刀全部用百煉鋼製成,價格昂貴;如一把東漢時期的名鋼劍的價錢可以購買當時供7個人吃2年9個月的糧食。
而且百煉鋼製作刀劍費時費力。三國時,曹操命有司製作寶刀5把,用了3年時間。為此,綦毋懷文對制刀工藝進行了重大更新。這表明綦毋懷文對鋼鐵的性能有比較深刻的認識,而且能根據不同的用途合理選擇材質,發揮各種材質的優點,節省某些貴重材料,降低成本和費用。1把刀的背部、刃口實際起著不同的作用,因而要求具有不同的性能。

一般來說,刃口主要起刺殺作用,因而要求有比較高的硬度,這樣才能保證刀的鋒利,所以應該選擇含碳量較高、硬度較大的鋼來製造。而刀背主要起1種支撐作用,要求有比較好的韌性,使刀在受到比較大的沖擊時不致折斷,這樣就要選擇含碳量較低、韌性較大的熟鐵。綦毋懷文正是有了上述類似的認識,在製作刀具時才能夠將熟鐵和鋼巧妙的結合起來,將2者恰到好處地用在合適的地方,既滿足了鋼刀的不同部分的不同要求,又節省大量昂貴鋼材,利於鋼刀的推廣和普及。這種制刀工藝,今天還在沿用。

由於綦毋懷文和千百萬工匠的辛勤勞動,使中國古代冶金技術自立於世界之林。因此,當我們研究和總結古代科學技術成就的時候,不應該忘記綦毋懷文的功績。這是中國冶金史上的一項傑出成就和偉大創新,在世界煉鋼史上佔有一定地位。4 灌鋼法的進一步革新灌鋼法的出現,使鋼的產量和品質大大提高,為隋唐以後生產力的大幅度增長提供了條件。後來,灌鋼法又不斷發展。宋代又把生鐵片嵌在盤繞的熟鐵條中間,用泥巴把煉鋼爐密封起來,進行燒煉,效果更好。明代又有改進,把生鐵片蓋在捆緊的若干熟鐵薄片上,使生鐵液可以更好均勻地滲入熟鐵之中。不用泥封而用塗泥的草鞋遮蓋爐口,使生鐵可從空氣中得到氧氣而更易熔化,從而提高冶煉的效率。明中期以後,灌鋼法更進一步發展為蘇鋼法以熟鐵為料鐵,置於爐中,而將生鐵板放在爐口,當爐溫升高到1300℃左右,生鐵板開始熔化時,既用火鉗夾住生鐵板左右移動,並不斷翻動料鐵,使料鐵均勻地淋到生鐵液;這樣,既可產生很好的滲碳作用,又可產生劇烈的氧化作用,使鐵和渣分離,生產出含渣少而成份均勻的鋼材。直到現今,在蕪湖、湘潭、重慶、威遠等地人們還在使用;可見其影響的深遠。在17世紀以前,中國的煉鋼技術長期居於世界領先地位,受到各國地普遍贊揚。公元1世紀時,羅馬博物學家在其名著《自然史》中說:「雖然鐵的種類很多,但沒有一種能和中國來的鋼相媲美。」

⑤ 煉鋼歷史，誰可以大致解釋一下鋼煉制方法的歷史

我國古代關於灌鋼的記載始見於東漢晚期。《全後漢文》卷九十一王粲(177—217年)《刀銘》雲:「相時陰陽，制茲利兵，和諸色劑，考諸濁清；灌襞已數，質象已呈。附反載穎，舒中錯形。」此文所述為製作寶刀的全過程。其中的「灌」即灌煉，「襞」原指衣服上的褶襇，在此應指鋼鐵材料的多層積疊、反復折疊。「灌襞已數」即是多次灌煉。可見東漢末年，人們便用灌鋼製作刀劍，其發明年代至遲在東漢晚期。何堂坤：《關於灌鋼的幾個問題》，《科技史文集》第15輯，上海科技出版社1989年版。
稍後，晉張協《七命》也談到過與王粲《刀銘》所雲相似的工藝:「銷逾羊頭，鏷(鍱)越鍛成，乃煉乃鑠，萬辟千灌；豐隆奮椎，飛廉扇炭。」此「銷」，唐李善引許慎說為「生鐵也」。鍱，《廣雅》釋為鋌。李善注雲:「辟謂疊之，灌謂鑄之」。《六臣注文選》卷三五張協《七命》注。所以，此「萬辟千灌」便是指多層積疊，多次灌煉，即是灌鋼工藝。
南北朝時，灌鋼在我國南北各地推廣開來，且用於農具製作中。《重修政和經史證類備用本草》卷四「玉石部」引梁陶弘景雲:「鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者」。北齊綦毋懷文亦製作過灌鋼刀。及宋，各種記載更多。張君房《雲笈七簽》卷七十八載:「灌剛之時，必須林栗等炭，余皆不堪用。」又雲:「取自然成剛鐵上，次取搗剛五灌已上者佳。」《重修政和經史證類備用本草》卷四又引北宋蘇頌《圖經本草》雲:「以生柔相雜和，用以作刀劍鋒刃者為鋼鐵。」灌鋼在我國一直沿用到明清，本世紀三十年代還在四川等地流行。
李時珍《本草綱目》卷八「鋼鐵」條:「鋼鐵有三種，有生鐵夾熟鐵煉成者，有精鐵百煉出鋼者，有西南海山中生成狀如紫石英者。」前者即是灌鋼，次者百煉鋼，後者系金剛石之誤。可見在古人心目中，灌鋼是我國古代鋼的主要品種之一。因其含碳量較高，通常主要用來製作刀、劍、鐮等兵器、生產工具的鋒刃部，對我國古代社會生產的發展起到了重要的作用。
(二)灌鋼的工藝操作
宋代以前這方面的記載很少，宋以後至少有三種不同的工藝類型。
第一種，生鐵陷入法。沈括《夢溪筆談》卷三雲:「世間鍛鐵所謂鋼鐵者，用柔鐵屈盤之，乃以生鐵陷其間，封泥煉之。鍛令相入，謂之團鋼，亦謂之灌鋼。」此「柔鐵」即古代「熟鐵」。此「封泥」的作用有三:(1)使鐵料各部分均勻受熱，讓生鐵緩慢熔化。(2)防止生鐵熔化後的流失，使之更好地與柔鐵作用。(3)防止和減少碳在爐氣中的燒損。
第二種，生鐵覆蓋法。宋應星《天工開物》卷一四雲:「凡鋼鐵煉法，用熟鐵打成薄片，如指頭闊，長寸半許，以鐵片束包尖(夾)緊，生鐵安置其土(上)(原注:廣南生鐵名墮子生鋼者妙甚)。又用破草履蓋其上(原注:粘帶泥土者，故不速化)，泥塗其底下。洪爐鼓鞴，火力到時，生鋼先化，滲淋熟鐵之中，兩情投合。取出加錘，再煉再錘，不一而足。俗名團鋼，亦曰灌鋼者是也。」此操作比生鐵陷入法又有了一些進步:(1)生鐵置於「熟鐵」上，熔化後向下滲淋，就增加了生、「熟」鐵接觸反應的機會，減少了生鐵流失的機率。(2)不需封泥，而是上蓋破草履，下塗泥，簡化了操作。(3)「熟鐵」為薄片狀，增加了反應面，提高了生產率。
第三種，生鐵澆淋法。約始創於明代中期，清時在安徽蕪湖，湖南湘潭等地都較興盛，因傳為江蘇工匠始創，又名之為「蘇鋼」。
明代唐順之《武編前編》卷五「鐵」條說:「熟鋼無出處，以生鐵合熟鐵煉成，或以熟鐵片夾廣鐵，鍋塗泥入火而團之，或以生鐵與『熟鐵』並鑄，待其極熟，生鐵欲流，則以生鐵於『熟鐵』上，擦而入之。」此「熟鋼」即灌鋼，這里談到兩種操作，前者與沈括所雲相類似，後者即是蘇鋼工藝。
陳春華《嘉慶蕪湖縣志》卷一也有蘇鋼的記載:「居於廛治鋼業者數十家，每日須工作不啻數百人。初鍛『熟鐵』於爐，徐以生鏷下之，名曰餧鐵，餧飽則鏷不入也。於時渣滓盡去，錘而條之，乃成鋼。」《光緒湘潭縣志》卷十一、1935年出版的《中國實業志(湖南)》第七篇都說到湘潭蘇鋼是乾隆年間從蕪湖傳去的。可知蕪湖蘇鋼應在清代早中期便較發達。
與前二法相比，蘇鋼操作的優點是:(1)其「熟鐵」僅僅是初鍛過的，組織較為疏鬆，便增大了生、「熟」鐵接觸反應面，所含氧化夾雜亦較多，可提高碳氧反應的強度，增強去渣能力。並且，部分氧化亞鐵可被還原，就提高了金屬收得率。(2)生鐵不是直接覆蓋於「熟鐵」之上，亦非夾於「熟鐵」間，從「以生鐵於『熟鐵』上，擦而入之」、「徐以生鏷下之」兩句來看，生鐵、「熟」鐵是保持一定距離的，便可有控制地進行灌淋。據周志宏先生1938年調查，周志宏：《中國早期鋼鐵冶煉技術上創造性的成就》，《科學通報》1956年2月。重慶北碚蘇鋼亦採用類似的操作。無需封泥、塗泥，以及覆蓋破草履，亦簡化了工序。
此三種操作反映了灌鋼技術不斷發展和人們認識逐漸深化的過程。
(三)灌鋼的工藝原理何堂坤：《中國古代煉鋼技術初論》，《關於灌鋼的幾個問題》，分別見《科技史文集》第14輯（1985年）、第15輯（1989年），上海科學技術出版社。
因灌鋼以生鐵和「熟鐵」為原料，有學者認為它是一種利用生鐵向熟鐵滲碳的工藝，這是一種誤解。灌鋼冶煉的主要目的並不是調劑含碳量，而是排除夾雜。實際上百煉法和灌煉法都是在炒鋼的基礎上，為了進一步去除夾雜而發明出來的。依據是:
(1)前面談到，古代「熟鐵」的含碳量是與可鍛鐵相當的。因灌鋼以「熟鐵」為原料，灌煉之後，其含碳量便有可能增加，也有可能減少，或者變化不大的。
(2)1938年周志宏先生對重慶北碚金剛碑蘇鋼作坊的原料和產品都進行了成分分析，結果列如表2—6。
可見其產品含碳量與原料「熟鐵」含碳量是一樣的。它們之間的主要區別是:成品鋼中的硅、錳、磷、硫含量稍較原料「熟鐵」為低。這顯然是排除了夾雜之故。在其他地方的冶煉實例中，其蘇鋼產品含碳量也可能存在高於或低於原料「熟鐵」含碳量的現象，但這不是灌煉的主要目的。
灌鋼是我國古代冶金技術的一項傑出創造，它利用生鐵含碳量較高、「熟鐵」含氧化夾雜較多的特點，用「熟鐵」中的氧來氧化生鐵中的硅、錳、碳，造成激烈的「沸騰」，而達到去除夾雜的目的。雖操作簡單，效果卻十分明顯，這是人類古代制鋼工藝中所獲得的最高成就。唐順之《武編前編》卷五說:「此鋼合二鐵，兩經鑄煉之手，復合為一，少沙土糞滓，故凡工煉之為易也。」陳春華說「於時渣滓盡去」，都是毫無誇張的評價。約翰•；德(John Day)在《史前鋼鐵使用》一書中譽灌鋼為「後世平爐方法的先聲」，也並不過分。轉引自李恆德《中國歷史上的鋼鐵冶金技術》，《自然科學》第1卷第7期，1951年12月。

⑥ 中國什麼時期開始煉鋼鐵

北宋時期。

北宋時期我國煉鐵技術進步、產鐵量大增才出現了根本的扭轉。北宋時期鐵的年產量最高時候已經高達800萬斤，這個產量看起來多，換算成現在的單位也不過就是4000噸鐵（我國現在的鋼鐵年產量都是億噸級的）。

但是在古代，全國年產4000噸鐵已經是很了不起的數字了，按照當時鐵鍋的製造重量來計算，這一年下來北宋的鐵產量，如果全拿去製造鐵鍋可以製造100多萬口，有了這樣一個入門級的產鐵量，才能在滿足武器鎧甲、錢幣佛像等用途之外，為民間千萬級的人口的鍋灶服務。

也正是因為鐵鍋在宋代的普及，有力地促進了中華炒菜法在宋代的推廣。

(6)鋼鐵在煉制之前是什麼擴展閱讀：

鐵器，以鐵礦石冶煉加工製成的器物。鐵器的出現使人類歷史產生了劃時代的進步。

目前世界上出土的最古老冶煉鐵器是土耳其（安納托利亞）北部，赫梯先民墓葬中出土的銅柄鐵刃匕首，中國目前發現的最古老冶煉鐵器是甘肅省臨潭縣磨溝寺窪文化墓葬出土的兩塊鐵條。

參考資料來源：網路-鐵器

⑦ 鋼鐵是這樣煉的

根據所煉鋼種的要求把生鐵中的含碳量去除到規定范圍，並使其它元素的含量減少或增加到規定范圍的過程。簡單地說，是對生鐵降碳、去硫磷、調硅錳含量的過程。這一過程基本上是一個氧化過程，是用不同來源的氧(如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧)來氧化鐵水中的碳、硅、錳等元素。化學反應主要是：

2FeO+Si 2Fe+SiO2

FeO+Mn Fe+MnO

反應生成的一氧化碳很容易從鐵水排至爐氣中而被除掉。生成的二氧化硅、氧化錳、氧化亞鐵互相作用成為爐渣浮在鋼水面上。生鐵中硫、磷這兩種元素在一般情況下對鋼是有害的，在煉鋼過程中必須盡可能除去。在煉鋼爐中加入石灰(CaO)，可以去除硫、磷：

2P+5FeO+3CaO 5Fe+Ca2(PO4)2(入渣)

在使碳等元素降到規定范圍後，鋼水中仍含有大量的氧，是有害的雜質，使鋼塑性變壞，軋制時易產生裂紋。故煉鋼的最後階段必須加入脫氧劑(例如錳鐵、硅鐵和鋁等)，以除去鋼液中多餘的氧：

Mn＋FeO MnO＋Fe

Si＋2FeO SiO2＋2Fe

Al＋3FeO Al2O3＋3Fe

同時調整好鋼液的成分和溫度，達到要求可出鋼，把鋼水鑄成鋼錠。

煉鋼的方法主要有轉爐、電爐和平爐三種。平爐煉鋼的主要特點是可搭用較多的廢鋼(可搭用鋼鐵料的20～50％的廢鋼)，原料適應性強，但冶煉時間多。我國目前主要採用平爐煉鋼。轉爐煉鋼廣泛採用氧氣頂吹轉爐(見圖)，生產速度快(1座300噸的轉爐吹煉時間不到20分鍾，包括輔助時間不超過1小時，而300噸平爐煉1爐鋼要7個小時)，品種多、質量好，可煉普通鋼，也可煉合金鋼。電爐煉鋼是用電能作熱源進行冶煉。可以煉制化學工業需要的不銹耐酸鋼，電子工業需要的高牌號硅鋼、純鐵，航空工業需要的滾珠鋼、耐熱鋼，機械工業用軸承鋼、高速切削工具鋼，儀表工業需要的精密合金等。

⑧ 最早的鋼鐵是用什麼煉制出來的

最早的鐵是一種叫隕鐵的隕石。它是地球以外來的純度比較高的鐵而且裡面有些很復雜的元素的合金。這種鐵性能很好可以打制上好的寶劍。
最早人工提煉是用的鐵礦石（如三氧化二鐵），高溫下用木炭粉還原得到的。

⑨ 鋼鐵是怎麼煉出來的

碳2%(質量分數)以下的是鋼，2%以上的是鐵，降低鐵中碳的含量的過程即為煉鋼。

煉鋼工藝過程
造渣：調整鋼、鐵生產中熔渣成分、鹼度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和鹼度的熔渣，以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下，並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。
出渣：電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所採取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時，氧化末期須扒氧化渣；用雙渣法造還原渣時，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。
熔池攪拌：向金屬熔池供應能量，使金屬液和熔渣產生運動，以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助於氣體、機械、電磁感應等方法來實現。
電爐底吹：通過置於爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化，促進冶金反應過程的目的。採用底吹工藝可縮短冶煉時間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。並能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質量，降低成本，提高生產率。
熔化期：煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫，並造好熔化期的爐渣。
氧化期和脫炭期：普通功率電弧爐煉鋼的氧化期，通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度，要求脫碳量大於0.2％左右。隨著爐外精煉技術的發展，電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。
精煉期：煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物，經化學反應選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期。
還原期：普通功率電弧爐煉鋼操作中，通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
爐外精煉：將煉鋼爐（轉爐、電爐等）中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是：可提高鋼的質量，縮短冶煉時間，簡化工藝過程並降低生產成本。爐外精煉的種類很多，大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同，又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
鋼液攪拌：爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化，並能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應，反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下，其冶金反應速度很慢，如電爐中靜止的鋼液脫硫需30～60分鍾；而在爐精煉中採取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3～5分鍾。鋼液在靜止狀態下，夾雜物*上浮除去，排除速度較慢；攪拌鋼液時，夾雜物的除去速度按指數規律遞增，並與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。
鋼包喂絲：通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑，如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。
鋼包處理：鋼包處理型爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短（約10～30分鍾），精煉任務單一，沒有補償鋼水溫度降低的加熱裝置，工藝操作簡單，設備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態等裝置。如真空循環脫氣法（RH、DH），鋼包真空吹氬法（Gazid），鋼包噴粉處理法（IJ、TN、SL）等均屬此類。
鋼包精煉：鋼包精煉型爐外精煉的簡稱。其特點是比鋼包處理的精煉時間長（約60～180分鍾），具有多種精煉功能，有補償鋼水溫度降低的加熱裝置，適於各類高合金鋼和特殊性能鋼種（如超純鋼種）的精煉。真空吹氧脫碳法（VOD）、真空電弧加熱脫氣法（VAD）、鋼包精煉法（ASEA-SKF）、封閉式吹氬成分微調法（CAS）等，均屬此類；與此類似的還有氬氧脫碳法（AOD）。
惰性氣體處理：向鋼液中吹入惰性氣體，這種氣體本身不參與冶金反應，但從鋼水中上升的每個小氣泡都相當於一個「小真空室」（氣泡中H2、N2、CO的分壓接近於零），具有「氣洗」作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理，就是應用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關系。用惰性氣體加氧進行精煉脫碳，可以降低碳氧反應中CO分壓，在較低溫度的條件下，碳含量降低而鉻不被氧化。
預合金化：向鋼液加入一種或幾種合金元素，使其達到成品鋼成分規格要求的操作過程稱為合金化。多數情況下脫氧和合金化是同時進行的，加入鋼中的脫氧劑一部分消耗於鋼的脫氧，轉化為脫氧產物排出；另一部則為鋼水所吸收，起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前，與脫氧劑同時加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預合金化。
成分控制：保證成品鋼成分全部符合標准要求的操作。成分控制貫穿於從配料到出鋼的各個環節，但重點是合金化時對合金元素成分的控制。對優質鋼往往要求把成分精確地控制在一個狹窄的范圍內；一般在不影響鋼性能的前提下，按中、下限控制。
增硅：吹煉終點時，鋼液中含硅量極低。為達到各鋼號對硅含量的要求，必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外，還使鋼液中的硅增加。增硅量要經過准確計算，不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。
終點控制：氧氣轉爐煉鋼吹煉終點（吹氧結束）時使金屬的化學成分和溫度同時達到計劃鋼種出鋼要求而進行的控制。終點控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
出鋼：鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規定要求時將鋼水放出的操作。出鋼時要注意防止熔渣流入鋼包。用於調整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中