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钢铁是怎么发明的

发布时间:2021-02-08 01:47:52

A. 钢和铁是什么时候发明的

问题应该是制钢和制铁(技术)是什么事发明的吧?
制铁术的出现至少是在公元内前1900年,容而在我国的正式广泛的使用大概是在公元前500年(西周);
制钢术大概见于我国的时期是在制铁后600年左右的东汉。制钢只是比制铁需要更高的温度(去碳),

B. 钢铁是谁发明的

魏晋南北朝时期
《重修政和证类本草·玉石部》“铁精”条引南齐陶弘景的话:“钢内铁是杂炼生(生铁容)鍒(熟铁)作刀镰者”。近年从河南渑池、洛阳,四川昭化,湖北均县,江苏南京等地出土的大量农具犁、铲、、锄、镰等,也都为白口铁柔化制成的。说明魏晋南北朝时期制造农具的原料质量有较大提高。

C. 现代炼钢技术如何发明的

直到19世纪中期,欧洲炼钢仍然采用搅拌法,即是把生铁加热到熔化或半熔后,放进熔池中进行搅拌。它借助搅拌时空气中的氧气将生铁中的碳氧化掉,这正是1 600多年前我国汉朝时代出现的炒钢法。1860年在英国大约有3 400多座搅拌炼钢池,每12小时一般搅炼一池,每池250千克。

在搅拌池中炼钢很难控制钢中碳的含量,而且要耗费很大的人力。到1856年,英国人贝塞麦(H.Bessemer,1813~1898)创造了一种转炉炼钢法,解决了这个难题。

贝塞麦是一位法国大革命时逃亡到英国的机械工程师的儿子,少年在离开乡村学校后当上铅字浇铸工,17岁开始经营生产金属合金和青铜粉,在参加英、法与俄罗斯对抗的克里米亚(Crimea)战争(1853~1856)中,亲眼目睹用生铁或熟铁制造的炮身经受不住火药的爆炸力,常常产生爆裂,遂促使他寻找一种生产钢的方便方法。

贝塞麦曾经注意到一些固态的铸铁块在熔化前由于暴露在空气中而脱碳了,当然这种氧化作用就是搅拌法炼钢的原理,他没有学过化学,不了解这个原理,但却使他考虑到把空气鼓入铁水中炼钢。于是在1856年的一天,他在伦敦圣潘克拉斯(St.Pancras)建成一座炼钢炉。

这是一座固定式容器。可盛放350千克铸铁,把空气加压鼓入容器中后,反应的猛烈程度使贝塞麦大吃一惊,因为他没有估计到铸铁中碳与空气中氧气的反应以及其他杂质与氧气的反应会放热。幸好,10分钟后,当杂质已除去后,火焰平息了,可以走近容器,切断加压的空气流。金属被注入锭模中,经测定是低碳钢。1856年8月11日,贝塞麦在切尔特南(Cheltenham)不列颠协会的会议上公布了这一创造发明。很快,贝塞麦制成一种可转动的可倾倒式转炉,每炉可容纳5吨生铁,熔炼时间为1小时,包括补炉和铸锭的时间在内,大大缩短了搅拌炼钢的时间,更减少了搅拌熔炼操作所费的力气。于是,国内外炼钢厂纷纷购买此法的生产许可证。

贝塞麦在宣布他的创造发明后受到各界人士的热情赞扬,但是很快就遭受到批评和嘲讽,原因是用他创造的转炉炼出的钢锭由于氧化过度,生成的氧化铁存在钢中,同时生铁中的磷未能除去,使钢的质量很差,不是疏松,就是硬脆,在锻打时发生断裂。

关于钢中存在过量氧化铁的问题,后来由英国一位富有炼钢实践经验的马希特(R.F.Mushet)解决了,他在熔化了的金属中添加称为镜铁的铁、锰和碳的合金,因为锰能将生成的氧化铁还原。

除去铁矿石中的磷是炼钢中长期未解决的问题。贝塞麦和其他所有炼钢炉的建造者一样,用含硅的材料作为炉的衬里。这种炉衬不会和磷被氧化生成的氧化物结合,不能把这种稳定的化合物从钢中除去。贝塞麦只能选用含磷低于0.05%(质量分数)的矿石炼成铁后再炼钢。

除磷的问题后来却由英国一位法院的书记员托马斯(S.G.Thomas,1850~1885)经试验后解决了,在1878年获得成功。

托马斯虽然是一位法庭书记员,却热爱化学。他利用业余时间进伦敦大学伯克培克(Birkbeck)学院进修化学课程,并通过英国皇家矿业学院冶金学和化学的考试。他在得知贝塞麦炼钢中需要解决除磷的问题后,用各种化学物质,包括氧化镁和石灰等进行试验,在他的表弟吉尔克里斯特(P.C.Gilchrist)协助下,在布莱纳封(Blaenavon)的炼钢厂用一个转炉进行试验,他的表弟正是这个炼钢厂的化学师。他们两人在1877~1878年进行了9个月的试验,证明经焙烧过的白云石用石灰黏结作为转炉衬里能满意地除去磷,而且还同时生产出宝贵的磷肥,后人为纪念他,至今把这种磷肥称为托马斯磷肥。

白云石是含有碳酸镁、碳酸钙的岩石,焙烧后生成氧化镁、氧化钙等,能与磷的氧化物化合生成镁和钙的磷酸盐,是很好的磷肥。

1883年托马斯获得贝塞麦奖章,可惜因患肺结核病,35岁即逝世。贝塞麦发明创造的转炉炼钢法在得到托马斯等人的改进后一直沿用至今。现今使用的转炉可以绕水平轴旋转,便于加料和卸料。炉底有气孔,从气孔鼓入空气。用它炼一炉钢约需十几分钟,容量从一吨到数十吨不等。

随着工业的发展,在生产建设和日常生活中出现了大量的废钢、废铁。这些废料在转炉中不能利用,于是在出现转炉炼钢的同时,出现了平炉炼钢。

在转炉炼钢中,使金属保持液态所需的热量是由化学反应所产生的热提供的,但在平炉炼钢中,化学反应产生的热量不足以使金属保持熔融状态,所以必须由外部热源供应热量。

1856年,德国人西门子·弗雷德里克(Frederick Siemens)利用热再生原理创建一种交流换热炉。这是在燃烧炉两侧各建一蓄热格子砖室,从燃烧炉中出来的炽热的燃烧废气通过一边的格子砖室,将热量传给格子砖,随后将燃烧用的空气通过被加热的砖室,提高温度后进入燃烧室燃烧,从而提高了炉温。每隔一定时间,交换空气和废气的流动方向,使两边的蓄热室交替使用。这种炉子最初被用来烧制玻璃,后来被用来炼钢,这就是平炉。

最初,在平炉中燃烧固体燃料。1861年西门子·弗雷德里克的兄弟西门子·威廉(William Siemens,1823~1883)创造一种煤气发生炉,生产发生炉煤气。这是将定量的空气和少量水蒸气通过燃烧的煤或赤热的焦炭,使之生成的二氧化碳尽可能转变成可燃的一氧化碳。水蒸气与碳反应后生成可燃的一氧化碳和氢气。

西门子·威廉是一位工程师,在德国接受正规的技术教育后来到英国;西门子·弗雷德里克在德国得累斯顿(Dresden)经营电气公司,也曾到英国。他们兄弟二人认为英国鼓励工程技术人员和发明创造者,在英国申请专利比较方便。他们于1866年在英国伯明翰(Birmingham)共同建立西门子钢厂,利用平炉进行炼钢。

西门子兄弟共四人,都是出色的发明家。威廉是老二,弗雷德里克是老三。老大西门子·维勒(Werner Siemens,1816~1892)是一位电化学家,发明发电机原理,创建德国西门子公司。最小的弟弟西门子·卡尔(Carl Siemens)在俄罗斯创办企业。这样,维勒被称为“柏林的西门子”;威廉被称为“伦敦的西门子”;弗里德里克被称为“德累斯顿的西门子”;卡尔被称为“俄罗斯的西门子”。

差不多在同一个时期,法国冶金学家马丁(P.Martin,1824~1915)和他的兄弟(B.Martin)同样利用热再生原理,建立平炉,在法国锡雷(Sireuil)建厂生产。他们生产的钢在1867年巴黎博览会上展出获金质奖章。马丁在1915年获英国钢铁学会授予的贝塞麦奖章。

D. 不锈钢是怎么发明出来的

1912年,英国冶金学家亨利·布里尔利受英国政府军工部兵工厂的委托,研究改进步枪枪膛易磨损而引起射击不准的缺点。这个任务非他莫属。他的思路是,在普通钢铁中加入另外一种金属,以此来增加钢的硬度,使之成为一种不易磨损的适于制造枪管的合金钢。他试着将铬掺入钢中冶炼,但结果却不能如愿以偿,冶炼得到的合金仍不耐磨,他大失所望,他只好心灰意冷地把它们扔入垃圾堆中。

许多试验失败后的合金堆在那里,垃圾越堆越多。那些废钢铁日晒雨淋,日子一久,全都生锈了,连地上也留有褐色的锈迹。大家一边清除垃圾,一边为还没有制出硬度较高的钢而苦恼不已。忽然间,布里尔利发现,垃圾堆中有几块金属在闪闪发光,这在一堆锈铁中特别耀眼。仔细一看,正是那几块原来扔掉的合金。大家争先恐后地拿过来看:样子就像普通的钢嘛,可为什么它偏偏不一样呢?他很奇怪,为什么其他的金属都生锈了,只有这几块金属没有生锈呢?它们的成分组成一定有什么特别的地方。因为丢弃的东西都是乱放的,没有编码登记,他们只好将这块“奇钢”进行仔细分析,结果是:碳占0.24%,铬占12.8%,其余为铁。这就是著名的不锈钢。真是有心栽花花不开,无心插柳柳成荫,不锈钢就是这样被布里尔利发明出来了。

不锈钢是一类能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称,任何一种不锈钢都不能抵抗各种介质的腐蚀。能抵抗何种介质腐蚀,由不锈钢中的组成部分决定。常用的不锈钢有铁铬镍不锈钢和铬不锈钢两种,但具体因含量不同又可分为很多种。那种是否被磁铁吸引而鉴别不锈钢的方法是靠不住的。1915年,布里尔利取得了这一发明的美国专利,并生产出了世界上第一把不锈钢刀具;1916年他又取得了这一发明的英国专利;他还与莫斯勒合办了一个生产不锈钢餐刀的工厂,这种餐具很受欢迎,轰动欧洲,后来又传遍全世界。从此,布里尔利被尊称为“不锈钢之父”。至今各类不锈钢的产品已广泛用于各个领域。

其实,布里尔利并不是不锈钢的惟一发明者。在20世纪初,法国居耶和波鲁兹已经发现铁中掺有铬后的金属可抗腐蚀,但他不知道能用这种合金来做什么,没有加以利用。1912年,美国赫莫斯也产出不锈钢制品,同时,德国舒特劳斯和毛勒发明了铁铬镍不锈钢,这和布里尔利不锈钢中金属的种类是一致的,也是至今使用最广泛的一种不锈钢。但是由于他们都没有作更深入的研究和阐述,更没有申请专利,因而与荣誉和巨大的经济利益失之交臂,令人遗憾。

E. 钢铁是怎么炼成的要详细过程

炼铁:

输料系统把烧结矿(由烧结厂烧成的)、焦碳、石灰石等原料输入到高炉顶的布料系统,由布料系统均匀的按一定比例布入炉内。热风系统将风吹进高炉,焦碳燃烧形成一定的高温(1150--1200度)化学气氛,烧结矿中铁的氧化物在这种温度和环境下发生还原反应。

矿石中的氧一部分形成二氧化碳,一部分变成一氧化碳,还有一些杂质气体被高温排走,进入除尘净化系统和高炉燃气回收系统,无用的二氧化碳被排走,一氧化碳被回收再利用。矿石中的铁被还原后在高温下行成液态铁水。

铁水又叫生铁。生铁可分三类:一类是供炼钢用的钢铁(硅SI含量小于1.25%);一类是供浇铸机件和工具的铸造铁(硅含量大于1.25%);还有一类是铁合金(主要是锰铁和硅铁)。

炼钢:

实质上是将铁水(生铁)加温并添加不同的元素,通过吹氧等手段,使铁的含碳量降低到0.2-1.7%的冶炼过程。可炼出多种不同质地的钢。如加锰,就炼出锰钢;加镍、铬、钛就炼出不易生锈的钢。

(5)钢铁是怎么发明的扩展阅读:

铁碳合金分为钢与生铁两大类,钢是含碳量为0.03%~2%的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢,冶炼方便、加工容易、价格低廉,而且在多数情况下能满足使用要求,所以应用十分普遍。按含碳量不同,碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高,碳钢的硬度增加、韧性下降。

合金钢又叫特种钢,在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素,使钢的组织结构和性能发生变化,从而具有一些特殊性能,如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性,等等。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。

合金钢的资源相当丰富,除Cr、Co不足,Mn品位较低外,W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。21世纪初,合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长。

含碳量2%~4.3%的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆,但耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C形态分布,断口呈银白色,质硬而脆,不能进行机械加工,是炼钢的原料,故又称炼钢生铁。

碳以片状石墨形态分布的称灰口铁,断口呈银灰色,易切削,易铸,耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁,其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁,如加入Cr,耐磨性可大幅度提高,在特种条件下有十分重要的应用。

钢铁中碳的来源:炼铁的原料之一是铁矿石,铁矿石主要成份是Fe2O3,没有碳。炼铁的原料之二是焦碳。炼铁过程部分焦碳留在了铁水中,导致铁水中含碳。钢铁的生产 由铁矿石炼生铁。

由生铁作原料炼钢,炼钢的过程主要是除碳的过程.还不能将碳除尽,钢需要有一定量的碳,性能才达到最佳。

按冶炼设备分

⑴转炉钢 用转炉吹炼的钢,可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢;根据炉衬的不同,又分酸性和碱性两种。

⑵平炉钢 用平炉炼制的钢,按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种,一般平炉钢多为碱性。

⑶电炉钢 用电炉炼制的钢,有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。工业上大量生产的,是碱性电弧炉钢。

按钢的品质分

⑴普通钢 钢中含杂质元素较多,含硫量ws一般≤O.05%,含磷量wP≤0.045%,如碳素结构钢、低合金结构钢等。

⑵优质钢 钢中含杂质元素较少,含硫及磷量ws、wp,一般均≤0.04%,如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等。

⑶高级优质钢 钢中含杂质元素极少,含硫量ws一般≤O.03%,含磷量wP≤0.035%,如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面,通常加符号“A”或汉字“高”以便识别。

F. 钢铁是谁发明的

尼古拉·奥斯特洛夫斯基

G. 钢铁是怎样炼成的是在什么情况下创造出来的

作者为祖国奉献一生,病重,无法继续奉献时创造出来的

H. 钢铁是怎样发现的

一、 生产工具的铁器化与冶铁业的发展 战国以后,由于冶铁技术的进步,社会经济制度的变革,社会上对于铁器需要量的增加,铁矿的开采,铁的冶炼和铸造成为关系国计民生的重要手工业,因此,冶铁业开始发展起来。在战国时代开发的铁矿已经不少,战国时代的著作《山海经·五藏山经》所载产铁之山就有37处,记录属南阳的就有“帝 NF9A5 之山 ‘其阴多铁’”,约在今河南省泌阳县和南阳县之间;另一处即“兔床之山,‘其阳多铁’”,约在今嵩县和南阳县之间。战国时代各国都有冶铁手工业,其中韩、楚两国的冶铁手工业最为发达,著名的冶铁手工业地点也最多,当时的南阳已经成为战国时代闻名的冶铁中心。《荀子·议兵篇》记载:“宛钜铁(钅也),惨如蜂虿。”至秦汉时期,铁器和冶铁技术在广大地区已经得到了广泛的传播和使用。从考古中发现,西汉初年铁制农具和工具已取代了铜、骨、石、木器,到西汉中期,随着冶铁技术的发展,锻铁工具增多,铁兵器也逐步占据了主要地位,直至东汉,主要的兵器全部为钢铁所制,从而完成了兵器和生产工具的铁器化进程。 西汉初年,冶铁业可听任商人经营。魏国的孔氏原经营冶铁业,秦灭魏后,被强行迁到南阳,靠冶铁成为巨富。西汉武帝时,武帝任用南阳的大冶铁商孔仅为“大农丞,领盐、铁事”,管理全国的盐铁业,南阳成为全国设立铁官的手工业基地之一。在南阳瓦房庄发掘的汉代冶铁遗址中,就曾发现西汉时期的冶铁遗物(熔炉基、耐火砖、鼓风管、铸造用的模具及铁器,包括铁犁铧、铁耧铧、铁锸、锛、斧等)。至东汉,南阳的冶铁业在西汉基础上,冶铁作坊数量增多,规模空前扩大,技术显著提高。建国后在南阳附近发现的冶铁遗址就有:南阳市北关瓦房庄铸铁作坊遗址,桐柏张陂村的大张陂冶铁遗址,桐柏县铁炉村遗址,南召县太山庙、草店冶铁遗址,方城县赵河村冶铁遗址,镇平县安国城铁范、铁铸件遗址,西峡县白石尖冶铁石等。1959~1960年南阳市北关瓦房庄发掘的汉代冶铁遗址,主要遗址面积达2800m 2,发现了大量的冶铁遗迹和遗物,其中熔炉9座,炒钢炉8座,锻炉1座。发现在当时的生产条件下冶铁过程中使用了热鼓风炉,这是我国早期使用的节约热能的熔炉。铸造使用的模和范近40种。由文物考古发掘的遗物可见,在当时南阳已经成为全国的冶铸中心。

I. 最早的钢铁制造法是那国发明

英国冶金学家贝塞麦发明的酸性转炉炼钢法,1856年8月24日,贝塞麦首先在不列颠科技版协会的一次会议上描述权了他的炼钢法,当时他称之为“不加燃料的炼铁法”。那篇报告在泰晤士报上全文登出。后来全力进行炼钢法的研究,发现将融化的生铁放进转炉内,吹入高压空气,便可燃烧掉生铁所含的硅、锰、磷、碳,而炼成钢。这是首创大量产钢的方法。此后,欧洲、美洲都引进了这一先进方法,世界进入了钢铁时代。

J. 钢何时发明的

钢材的发明比较复杂。有资料说中国人最早发明了现代钢。但是钢其实是以内铁为主料的坚韧性容合金~铁合金,所以也叫钢铁。坚韧性是钢材的功用追求,这才是钢材的本质。所以,只要是以铁为主体材料,增加其它物质形成了坚韧性质的铁合金,都叫钢。只不过,随着科学的进步,现代钢的各种物质比较更加精准而高质量罢了。而华国宋代的钢是最接近现代钢的大批量生产的钢材。如果以这个标准为依据,最早发明钢的国家就说不清楚了。因为早在中国只有少量铁器的西周时期,西亚就产生了类似的铁合金~原始钢材,后来印度、中亚、欧洲都有类似的原始钢材。不过中国发明风力机械后,尤其是汉代发现煤炭燃料后,以生铁反复锻造形成了比较坚韧的铁合金,也是一种典型的原始钢材。中国古代的原始钢并不是最好的~以致西亚传入的镔铁成为新宠,但是产量是最大的。直到宋代发明了焦炭和高炉,才产生了真正意义的大批量生产的近代钢。宋代焦炭和高炉传到西方,产生了西方现代钢的技术体系。
所以,原始钢的发明权,同铁的冶炼技术发明权一样,都是西亚人的。也就是,冶铁术与炼钢术,都是西亚人最早发明的。

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