阐述人工冶铁的起源与发展

2025-03-24 23:00:36

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回答（1）：

东西方的冶铁技术是循着不同的途径发展的。
如果说西方早期的铁器文化是一种锻铁的文化，那么中国早期的铁器文化是一种以铸铁为主的文化。
已知中国最早的铁器是河北出土的商代铁刃。后确认为是用含镍较高的陨铁锻成。另外有同时代的北京平谷的陨铁刃，河南商末的铜兵铁刃。这些说明，原始民族早期使用天然铁是具普遍性。
我国许多地区都有丰富的铁矿藏。特别是在中原地区，源远流长的古代青铜技术的故乡，也是中国古代冶铁工艺的摇篮。
在公元前6世纪前后，中国就发明了生铁冶炼技术。尤其是在春秋战国时期，块炼铁和生铁冶炼两种工艺，几乎是同时产生，这两种方法在我国历史上曾长期平行发展，在不同情况下发挥各自的作用。块炼铁的方法即“固体还原法”。从江苏六合县程桥东周墓出土的铁条，就是块炼铁的产物。
在春秋末期和战国初期，以块炼铁为材料，在反复锻打块炼铁的实践中，人们又总结出块炼铁渗碳成钢的经验。
因块炼铁质柔不坚，渗碳块炼钢又太坚硬，人们又发明了炼钢的淬火工艺，进一步提高了块炼钢的机械性能。在河北易县武阳台村的燕下都遗址出土的79件铁器，大部分就是经过淬火处理的。
块炼铁的炉温大约1000℃左右，离纯铁的熔点（1534℃）相差甚远。生铁的冶铸工艺与块炼法的差异在于，它的炉温达到1100－1200℃。在这种炉温下，通过被还原生成的固态铁吸收碳，降低其熔点，从而得到液态的生铁，液态生铁可以直接浇铸成器。江苏东周墓出土的铁丸，洛阳出土的铁锛、铁铲等，都是那个时期的生铁器物。生铁的早期发明，是中国对世界冶金技术的杰出贡献。
欧洲一些国家，虽很早出现块炼铁，但出现生铁则是公元十三世纪末到十四世纪初。铁器的较多使用，标志着新一代社会生产力的形成，春秋战国之交中国已进入铁器时代。人们日常用语“陶治”“就范”“范围”“模范”等也是由冶铸技术转变而来的，取得普遍意义，在中国文学中表现铁匠形象也甚多。
从战国到西汉，生熟铁并用平行发展。早期的铸铁都是白口铁，铸造性能较好。但碳是以化合碳的形式存在于铁中，导致生铁脆硬，不耐碰击。那么中国早期冶铁匠师就面临双重难题，一是如欧洲古代铁匠那样使柔软的块铁变硬，另外是设法使脆硬的白口铁变软。因此，在战国早期，人们就创造了白口铁柔化术。
即通过长时间加热，将白口铁中的碳化铁分解为铁和石墨，消除大块的渗碳体，这对提高铁的柔性起了良好作用，而欧洲的铸铁柔化术是在17世纪下期才出现的。战国中期以后，铁器已取代铜器成为主要的生产工具。《管子。海王篇》说：“一女必有一针、一刀”“耕者必有一耒、一（耒＋吕）、一铫”。“不尔而成者者，天下无有。”正是铁器的普遍应用，才极大推动社会生产发展，使奴隶制向封建制转变，造就了战国时期经济繁荣，百家争鸣的昌盛局面。邯郸等地以冶铁致富，并设有专门管理炼铁的“铁官”，专门经营炼铁的“铁商”。
西汉，在块炼渗碳的基础上兴起了“百炼钢”技术。它的特点是增加了反复加热锻打的次数，这样既可加工成型，又使夹杂物减少、细化和均匀化，大大提高了钢的质量。如河北满城一号西汉墓土的刘胜佩剑、钢剑和错金宝刀，就是“百炼钢“的产物。”百炼成钢“”千锤百炼“成语由此而来。西汉中期，又出现了炒钢，即将生铁炒到成为半液体半固体状态，并进行搅拌，利用铁矿物或空气中的氧进行脱碳，借以达到需要的含碳量，再反复热锻，打成钢制品。这省去了烦难的渗碳工序，又使钢的组织更加均匀。山东苍山县东汉墓出土的炼环首钢刀，就是用炒钢锻打而成的。炒钢的发明，也打破了先前生铁不能转为熟铁的界限，使原先各行其是的两个工艺系统得以沟通，成为统一的钢铁冶炼技术体系。这是继生铁冶铸之后，中国古代钢铁技术史上又一重大事件。
从古铁器分析中，中国科学工作者，陆续发现了汉魏时期的球状石墨的铸铁工具多件，引起了国内外学术界的重视，而球墨铸铁是现代科技的产物，是1949年由英美学者发明的。经测定，西汉时期的石墨性状铸铁不逊于现代球墨铸铁的同类材料，这是冶铸史上一件很有意义的事。西晋南北朝时，新的灌钢技术出现。它是将生铁炒成熟铁，然后同生铁一起加热，由于生铁的熔点低，易于熔化，待生铁熔化后，它便“灌”入熟铁中，使熟铁增碳而得到钢。这种方法比生产炒钢容易掌握，也使钢铁技术较为完备，成为南北朝以后的主要方法。
在汉代，钢铁业的发展通过多方面展现。如炉型有了扩大，用石灰石作熔剂，风口也从一个发展到了多个，鼓风设备从以前的人力鼓风，畜力鼓风到创造了水力鼓风的“水排”。这项发明比欧洲早一千二百多年。从唐代到明代，是古代钢铁技术全面发展和定型的时期。唐宋时期实现了农具从铸制改为锻制这一具有重大意义的历史性转变。以生铁冶炼──生铁炒炼熟铁── 生、熟铁合炼成钢为主干的钢铁工业体系趋于定型。到了明代，采用了“生铁淋口”法锻制生产工具。这种方法的原理是和灌相同的。这在宋应星的《天工开物》中有记载。
另外，《天工开物》还描述了冶炼史上的半连续性系统，即把炼铁炉流出的铁水，直接流进炒铁炉里炒成熟铁，从而减少了再熔化的过程。这时，人们不仅懂得了炼焦，还用焦炭进行了冶炼。明代中叶到清末，传统钢铁技术继续缓慢发展，生铁年产量达数十万吨。炼铁竖炉高9米，佛山炼铁厂还采用装料机械（机车）代人力加料。总之，在18世纪中叶工业革命之前，中国冶铁工业的生产规模和技术水平与当时的英法等国相比并不逊色，各领风骚。中国的封建制度发展到明代已进入衰亡阶段，极端腐败的专制主义政治，庞大的官僚机构和腐朽的上层建筑，严重束缚了生产的发展。明末矿税之害迫使各阶层人民群起反抗，阶级矛盾异常尖锐。继起的清政府是镇压了农民起义和抗清斗争之后建立起来的，满汉地主阶级联合专政的专制政府。康熙、雍正和乾隆三朝号称盛世历时134年（公元 1661－1795年）。
但正在此时，西方爆发了工业革命，其工业、科技、军事实力却以封建制度无法想象的速度发展起来，在很短时期就把中国抛在后面。
而清政府恰从雍正时代起顽固地实行闭关自守政策，自封天朝大国，对世界范围的重大变化茫然无知，更谈不上采取措迎头赶上。
在随后的帝国主义侵略和清廷卖国行径的内外夹攻下，旧有的手工业和传统技术随之衰落，濒于破产和失传，曾经独树一帜的中国冶炼工业也黯然失色，失去了建立独立的金属工业，使传统工艺发展为现代金属技术的可能性。
纵观五千年的中国冶金技术，它的发生和发展，进退和起落都是和中华民族的发生和发展、兴衰和荣辱息息相关的。

回答（2）：

　　人工冶铁的起源与发展·

　　世界各地出现人工冶铁的年代早晚不一。当一个地方具备了创造某种冶金技术的地理条件和历史条件时，就有可能使用某种冶金技术。

　　已知人工冶铁最早的制品，是在两河流域北部、靠近土耳其的Chagar Bazar镇所出土的一支匕首柄，其年代是在公元前2700年左右。小亚细亚(今土耳其境内)的赫梯，在公元前2000年出现了铁犁，并且出现了“铁匠”的名字，他们所以很早就发现和使用了铁具，是因为该地区的铁矿石特别多，而铜资源又非常少。小亚细亚东部有一个小国叫乌拉尔国，在公元前1000年就开始了冶炼铁，而且铁的锻造技术已掌握得很好。古埃及在公元前663年～公元前525年的约当二十六王朝也进入了铁器时代。希腊人在著名的“荷马史诗”中多次提到了铁的使用，说明当时希腊人也已经掌握了冶铁技术并使用铁器了。意大利也是古代文明发达较早的国家之一，它在公元前1000年就开始进入铁器时代，到了公元前700年铁器的使用已经很普遍了。四大文明古国之一的印度在公元前四世纪，已普遍应用铁器了。

　　我国的人工冶铁，进入铁器时代在世界上虽然并不是最早的，这一点与青铜的铸冶很相似。但是世界上大部分地区早期使用的炼铁方法，是低温固态还原法，亦称块炼法，而我国炼铁方法有一个很突出的优点，即在发明和使用块炼法的不久，就发明了高温液态还原法来制取生铁。

　　从冶金的技术角度分析，高温液态还原法比低温固态还原法水平高得多，欧洲直到公元14世纪才从中国学会了高温液态还原法进行冶铸。生铁冶铸技术的发明具有重大的历史意义，以后2 000多年的传统钢铁生产，也是以生铁冶铸为基础的，它促进了人类社会的进步，在世界物质文明史上有积极的作用。

　　三、我国人工冶铁技术的发明和发展

　　我们的祖先可能在砌造炼铜炉时，偶尔使用了铁矿石或含铁的铜矿石作为筑炉材料。在炼铜过程中，有时因炉温较高，偶尔可能得到铁或铜铁混合物。特别是青铜时代晚期，造就了一批技术高超的冶铜工匠，他们掌握了较复杂的金属冶炼和制作过程，当他们在炼铜时偶尔发现铁以后，看到了铁的优良特性，便有意识地把铁矿石进行单独熔炼，从而开始了人工冶铁的历史。

　　我国发明和使用铁与铁器起始的确切年代，长期以来一直为学术界研讨的课题，现在还难于做出肯定的结论。基本观点是在春秋中、晚期，到了战国时代有了较大的进步。

回答（3）：

冶铁的起源和发展是人类文明的重要组成部分。据考古学家发现，早在公元前1500年左右，中国东部就已经出现了铁器。而在埃及、中东、印度等地，也有早期铁器的出现。早期冶铁技术主要是采用直接还原的方式将铁矿石还原成金属铁。这种方法需要大量的木炭还原剂，并且需要高温炉炼制，因此熔铁的生产效率非常低。但是，这种简单的冶铁技术最初仍然推动了古代社会的发展和经济活动。到了公元前6世纪左右，古代中国和印度相继发展出了钢铁冶炼技术。这种技术利用冶炼过程中形成的碳和铁的化学反应，将生铁中的碳含量降低到使之转变为钢的标准。钢的出现使得铁能够更广泛地应用于农业、武器、建筑和交通工具等领域。随着时间的推移，冶铁技术不断发展和改进。古代希腊罗马时期，又发明了同轴式冷却器和高炉等新工艺，大幅提高了冶炼效率和产品质量。中世纪的欧洲还出现了水力冶铁和风力冶铁等新型工艺，使得冶铁业得到了更大的发展。到了18世纪，工业革命的到来进一步推动了冶铁技术的发展。化学知识的发展和现代技术的应用，使得冶铁工艺越来越成熟和高效。现在，冶铁产业已经成为现代重要的基础设施产业之一，为人类社会进步做出了巨大的贡献。

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