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日本与欧洲炼铁技术流派的比较

日本与欧洲炼铁技术流派的比较

    从历史的角度来看钢铁冶炼技术,可以分为一般结构用钢的普通钢和以工具钢为代表的特殊钢两大类别。前者是大批量生产的,后者不是。另外,近代发展起来的还有机械结构用钢、轴承钢、不锈钢等,这些钢的冶炼技术处于上述两者之间。由于需要量的增大,由后者向前者变化着,近代钢的发展是从两者又派生出来一些别的类别。
    从历史角度看,上述的后者更古老。太古时是从工具开始的,铁是取代石器作为工具而起源的,最初是用熟铁做工具的,那个时代还不曾区分特殊钢与普通钢。不久冶炼温度提高,能生产钢及生铁,才开始有所区分。
    能够生产生铁以后,也掌握了生铁的高温加热脱碳、锻打,以便使之成为更有用的铁及钢的工艺。而且了解到利用此方法比直接炼钢法更易批量生产,这样就发展增大炉容量。在西欧经历了增高铁片炉的高度而改进至高炉,在日本是加长了横向尺寸而成为长方形炉体,两者的变化均是在中世时期。从此阶段开始,日本与西欧冶炼技术的分歧开始明朗起来。东莞市弘超模具科技秒速赛车专业致力于模具钢材应用研究,提供模具失效分析及模具寿命解决方案“一站式”服务,专业销售进口最具性价比模具钢材(日本大同模具钢、瑞典一胜百模具钢、瑞典乌德霍姆工具钢UDDEHOLM、日本日立模具钢HITACHI METALS、日本不二越高速钢、美国熔炉斯伯粉末冶金工具钢、德国葛利兹模具钢Groditz等)以及国产新型热挤压模具钢HD热锻模具钢GR红冲模具钢HCH2011铜合金压铸专用模具钢Y4冷挤压模具钢LD基体钢65Nb、无磁模具钢、火焰钢CH-1空冷钢Cr5Mo1V、透气钢等。
    在西欧,由于高炉生产的生铁锻打脱碳后生成的钢或铁的质量不佳,所以熟铁的使用仍然长期持续着。同时为了得到优质钢进行了种种改良,熟铁经过渗碳方法生成坩埚钢。19世纪末,又进入了电炉炼钢的现代特殊钢冶炼时代。另一方面,高炉生铁经冶锻精炼、又经精炼炉,再由搅炼法炼钢发展至19世纪中叶使用转炉法、平炉法冶炼,完成了大批量生产钢铁的工艺技术建设,真正成为铁器时代。
    在日本,17世纪末使用天平风箱批量生产生铁(矿砂冶炼法),同时以冶锻方式生产熟铁。但未能像西欧那般形成大规模工业生产,而是保留着手工业方式,因此在进入明治时代以后,由于欧美钢的输入在价格上无法与之竞争,所以很快便衰退了。在钢的冶炼方面,最早是使用直接炼钢法,从18世纪至19世纪才确立了近世的矿砂冶炼法,但同样保留着手工业方式。由于在做刀具方面质量尤佳,所以一直存在到大正末期。了解更多相关资讯,敬请关注东莞弘超模具钢材专业网站www.kkkyj.com。最具性价比的进口模具钢,高品质的国产新型,尽在东莞弘超模具钢材网站。
    日本与西欧在钢铁冶炼技术发展方面的差别是有原因的,简述如下:
    第一个原因是原料的不同,日本是使用铁矿砂的,需要预先说明的是,下述议论只不过主要是本作者的推论而已。
    在炼铁技术传入初期,日本也是使用铁矿石,但立即开始了矿砂冶炼,而且向全国推广,矿石冶炼只限在局部地区,在10世纪以后几乎是见不到了。本人推测,在外界炼铁技术传入之前,也即在弥生时代的开始,日本已有了原始的矿砂冶炼技术。估计日本铁加工开始于弥生时代中期至后期的前半期,炉的形式与世界及西欧一样是炉床炉。目前已发掘出弥生时代的种种冶炼炉,可以认为曾经是用同样的炉炼铁的。公元6世纪前后,由朝鲜半岛传入炼铁新技术以后,按学到的矿石炼铁法炼铁,不久就只是把原料改换成了传统的矿砂,使用矿砂不需粉碎工序,采取容易,还原也易进行。
    使用矿砂冶炼,炉子高度在1m左右正好合适(若再增加高度则气体流通不好),只是搭棚开起作业有些困难。此后由于需要批量生产,在横向加大变成长方形的箱形炉。
    在西欧由于使用矿石,高炉需要高度,而且由于有传统的石文化,炉壁用砖瓦,也易于建造高些的高炉。风箱用水车作动力不致使炉内气体不通畅,这样生铁的批量生产问题通过采用高炉而顺利发展。西欧各国在争夺霸权和争夺殖民地的战争中,对大炮、炮弹等武器的需求增加,对钢铁生产也越发重视,从而加速了其发展兴盛的过程。
    第二个原因是自然条件的不同。
    日本有炼铁必要的原料资源。矿砂产区在世界上并不多,而且日本矿砂杂质少,是上好的炼铁原料。木材也颇丰富,采伐后20~30年又能复原,窑土作为很好的炉体材料也在各地均有。有了如此的自然条件,所以对于传统的技术无须大幅度变更。
    在西欧,含磷矿石多,后来为脱磷很费周折(因为炼铁要求铁矿石必须十分优质)。木材砍伐后枯竭,必须以煤代替木材。木材丰富的北欧、奥地利、西班牙就和日本一样,一直将传统炼铁炉保持至近代。西欧的炉体材料是用砖瓦建造竖形炉,还由于不能像日本那样用窑土作渣料,又需开发造渣剂。从炼铁业所需的各种原料,来考虑近代炼铁技术的发展是比较合适的。
    第三个原因是技术和技能的问题。
    在日本炼铁技术以及其他手艺有家族单传的传统,由于是秘传形式,有关方面的著作几乎未见留存,因此传播发展受到地区、人员的限制,未能脱离开技能传授的范围。而且,似乎掌握技能者地位也不高,知识阶层并未参与,因此合理的发展进步也迟了一些。16世纪以后,西洋文明通过长崎的窗口传入,但炼铁技术的情报几乎没有传入,似乎有些令人难于理解。也许在炼铁技术方面的落后是由于与荷兰为敌,也许是当时的幕府对于技术的不关心所致。
    在西欧其实也有技术秘传问题,但是在中世时期有修道院的指导,文艺复兴以后有Biringuccio等技术人员写出了冶金学的名著。使冶炼从技能转变为技术。17~18世纪时,在专制主义国家体制下,为了武器生产,国家对冶炼业大力支援,以后与机械工业相结合,炼铁业在18世纪达到工业生产的水平。
    总之,在幕末时期,由于传统风箱炼铁方法的知识基础,使欧美式炼铁技术的传入取得成功。这一点必须在此一提。

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