怎麼在明末批量生產鋼鐵

㈠ 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。

㈡ 誰能告訴我鋼鐵在鋼廠是怎麼生產出來的，介紹一下用到一些煉鋼的一些設備

鋼鐵在鋼廠的生抄產流程是基本如下的：

首先是以鐵礦砂的形式被鋼廠購買進去，進去了鋼

廠之後，首先就會去到燒結廠，在燒結廠粉狀的鐵礦砂

會被燒結成小球狀的鐵礦顆粒， 然後小球狀的鐵礦就會

被送進煉鐵廠，放進高爐里，和焦炭反應，在高爐里，

氧化鐵被還原為單質的鐵，鐵以鐵水的形式從高爐里流

出， 然後鐵水就被運輸到煉鋼廠，在煉鋼廠的轉爐里

煉成鋼，之後轉爐把爐內的 鋼水倒出來，倒進鐵水包里

鐵水包把鋼水運到鑄造，軋鋼車間，把鋼水鑄造成鋼板

或鋼條讓後把連續的鋼板或鋼鐵切開，之後冷卻。這樣

鋼鐵就被生產出來了，最後只要把鋼鐵運到儲存車間，

等待出售就可以了！流程就是這樣。

只有樓主你說的煉鋼的設備，應該是單指煉鋼這單一過程的設備吧，而不是整個鋼鐵冶煉過程吧？
如果是單指煉鋼單一過程的話，需要用到的設備有：1轉爐，2鐵水包，3氧氣噴槍，4煉鋼用的生產氧氣的設備。等，其實就是是單一的煉鋼就會涉及很多的設備，我以上所說的只是其中最重要的幾個。
就這么多了，如果還有什麼不明白的，就給我發送消息吧！

㈢ 鋼鐵生產工藝流程

鋼鐵生產工復藝主要包括煉鐵、煉制鋼、軋鋼等流程，簡要解釋如下：

(1)煉鐵:就是把燒結礦和塊礦中的鐵還原出來的過程。焦炭、燒結礦、塊礦連同少量的石灰石、一起送入高爐中冶煬成液態生鐵(鐵水),然後送往煉鋼廠作為煉鋼的原料。

(2)爍鋼:是把原料(鐵水和廢鋼等)里過多的碳及硫、磷等雜質去掉並加入這量的合金成分。

(3)連鑄:將鋼水經中間罐迕續注入用水冷卻的結品器里,凝成坯殼後,從結晶器以穩定的速度拉出,再經噴水冷卻,待全部凝固後,切成指定長度的連鑄坯。

(4)軋鋼:連鑄出來的鋼錠和連鑄坯以熱軋方式在不同的軋鋼機軋製成各類鋼。

㈣ 古代最先進的制鋼技術--灌鋼

世界上，在1740年坩堝制鋼法發明之前，最先進的制鋼技術，是算中國古代創造的「灌鋼」冶煉法。

「灌鋼」，又稱「團鋼」。它是由生鐵和熟鐵合在一起冶煉得到的一種含碳量較高、且質地均勻的優質鋼，(含碳量在0.05%～2.0%的鐵稱為鋼)。這種具有獨創性的灌鋼冶煉方法，至少在南北朝時期就已經發明了。除了那些無名英雄之外，從文獻記載上，我們知道的這種先進技術的最初實踐者，就是北朝東魏、北齊間(公元550年前後)的著名冶金家綦毋懷文。

綦毋懷文是個講究「道術」的人，在北齊的信州做過刺史。他曾煉造出 一種「宿鐵刀」。這「宿鐵」，就是後世所說的「灌鋼」。《北史?藝術列傳》里記錄有他的這一發明創造。書中記載說：

「懷文造宿鐵刀，其法燒生鐵精，以重柔鋌，數宿則成剛(鋼)。以柔鐵為刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斬甲過三十札。」

這段話的意思是說：綦毋懷文製造有宿鐵刀。他的方法是，選用品位比較高的鐵礦石，冶煉出優質生鐵，然後把液態生鐵灌注到熟鐵上，這樣幾度熔煉，就成了鋼了。鋼煉成之後，他便以熟鐵作刀背，用鋼作刀鋒，並用動物的尿和油脂來淬火。用這種方法製造的宿鐵刀，能一下子砍斷30多塊疊放在一起的胄甲片。

從這段記載中可以看出，綦毋懷文不僅最早實踐了「灌鋼」冶煉法，還創造了畜尿和油脂兩種淬火介質，這是綦毋懷文在鋼的熱處理技術上的一大創新。在綦毋懷文之前，人們一般都用水作為淬火的介質，而綦毋懷文用牲畜尿和動物油脂作為冷卻劑，一方面擴大了淬火介質的使用范圍;另一方面，也是更重要的，是可以獲得不同的冷卻速度，從而得到不同性能的優質鋼。

灌鋼法是我國古代煉鋼技術上的卓越成就。它的發明和推廣，對於增加鋼的產量，改善虧歲兵器、農具和手差差工工具的質量，都有著重大的意義。因此， 隋唐時期，這種方法受到了冶煉家的垂青;而到宋朝，則流行於全國，並有所創新和完善，成為當時的主要煉鋼方法。在沈括的《夢溪筆談》中，除了記有當時的冶煉方法外，還首次提到「灌鋼」一詞。他說：

「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。」

這話的意思是說：社會上所說的煉鋼，就是在煉鋼爐中，把熟鐵屈繞成盤，並將生鐵片嵌在盤繞的熟鐵條中間，然後用泥把煉鋼爐密封起來燒煉。待煉成後取出來鍛打。用這種方法煉出來的鋼，就稱為團鋼，也叫灌鋼。

時至明代，這種灌鋼的冶煉技術又有了很大程度的發展。著名科學家宋應星在他所著的《天工開物》一書中，詳細地記述了當時的灌鋼工藝。他說：

「凡鋼鐵煉法，用熟鐵打成薄片如指頭闊，長寸半許，以鐵片束包尖緊，生鐵安置其上，又用破草履蓋其上，泥塗其底下。洪爐鼓鞴(bèi)，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。」

宋應星這段話的意思是說：煉鋼的方法，是先把熟鐵打成像手指頭那樣寬，一寸半左右長的薄片，然後用熟鐵片束包紮緊，再將生鐵放在扎緊的熟鐵片上面。隨後，蓋上破草鞋(要用沾有泥土的，這樣才不致於立即被燒毀)，另外，在鐵片底下還要塗上泥漿。當這一切都做完之後，把它放進洪爐里，用勁鼓風，達到需要的.溫度時，生鐵便先熔化成鐵液，滲淋到下面的熟鐵中，兩者便互相融合了。這時，就可取出錘打。經過再煉再錘，反復多次，才行。這樣錘煉出來的鋼，俗稱團鋼，也叫灌鋼。

我們不難發現，明代灌鋼的冶煉方法已跟宋代大不相同：人們不再用泥封爐，而改用塗泥的草鞋遮蓋;不把生鐵片嵌在盤繞的熟鐵條中，而把生鐵片覆蓋在捆緊的熟鐵片上。這兩種方法的改進是具有很大進步性的。正如楊寬先生在《中國古代冶鐵技術發展史》一書中所分析的那樣：「他們不用泥封而用塗泥草鞋來遮蓋，一方面是使煉鋼爐依然能夠從空氣中得到氧，使生鐵在還原氣氛下熔化;一方面是使大部分火焰反射人爐內，以提高冶煉溫度。他們把熟鐵打成薄片後夾緊捆住，無非使生鐵的鐵液能夠准到若干熟鐵薄片的夾縫中，增加生鐵和熟鐵的接觸面，使熟鐵易於吸收生鐵的鐵液，能夠使碳分均勻地滲入。」

明代，除了宋應星所記述的這一改進的灌鋼技術外，還產生了一種新型的灌鋼冶煉方法，這就是「蘇鋼」冶煉銷慶睜法。「蘇鋼」是灌鋼發展的高級階段，灌鋼的優點在這里得到了最充分的表現。[-(@_@)-]

相傳，「蘇鋼」是由江蘇人發明的，所以稱為「蘇鋼」。它的冶煉方法，明朝的唐順之，在他所著的《武編?前編?鐵》中有簡略的記載，他說：「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。」也就是說，把生鐵與熟鐵放在一塊冶煉，等到生鐵熔化，鐵汁欲流時，則將生鐵水擦入熟鐵中，灌鋼就煉成了。

「蘇鐵」冶煉法創造出來以後，曾在明末、清代盛行一時，直到近現代，還有冶煉家用這種方法煉鋼，但方法又大大地進了一步。它的具體操作要點是：

煉鋼時，先把沒有經過鍛打的熟鐵(料鐵)放到爐內，鼓風加熱。兩分鍾後，用火鉗鉗住生鐵的一端斜放在爐口內，繼續鼓風，使爐內溫度不斷升高。當爐溫升到1300℃左右的時候，斜擱在爐口內的生鐵的一端開始熔化， 開始不斷地滴鐵水，這時，煉鋼工人便用大鐵鉗鉗住生鐵在爐外的一端，左右移動，使鐵水均勻地淋到熟鐵上。同時，不停地翻動熟鐵，使熟鐵各部分都能均勻地吸收鐵水。淋完兩次後，便把熟鐵夾到鐵砧上鍛打。去除雜質，就得到了需要的鋼坯，俗稱「鋼團」。

以上我們介紹了「灌鋼」的不同操作工藝，這些先進的科學技術成果，都是我國古代勞動人民的智慧結晶。正是由於他們的發明創造，使我國古代的煉鋼技術自立於世界之林，為我們中華民族爭得了榮譽。

㈤ 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。」

㈥ 明朝的鋼鐵產量能夠支持大規模修建鐵路

不則寬塵能夠，明朝不能大規模煉鋼，能生產生熟鐵巧爛，孫禪鐵的產量明朝前期是6-10萬噸，明中期後期大約15-20萬噸，明末降為10萬噸。鋼是灌鋼和百煉鋼，打造兵器時採用估計年產量1000-3000噸之間。