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日本與歐洲煉鐵技術流派的比較

日本與歐洲煉鐵技術流派的比較

    從歷史的角度來看鋼鐵冶煉技術,可以分為一般結構用鋼的普通鋼和以工具鋼為代表的特殊鋼兩大類別。前者是大批量生產的,后者不是。另外,近代發展起來的還有機械結構用鋼、軸承鋼、不銹鋼等,這些鋼的冶煉技術處于上述兩者之間。由于需要量的增大,由后者向前者變化著,近代鋼的發展是從兩者又派生出來一些別的類別。
    從歷史角度看,上述的后者更古老。太古時是從工具開始的,鐵是取代石器作為工具而起源的,最初是用熟鐵做工具的,那個時代還不曾區分特殊鋼與普通鋼。不久冶煉溫度提高,能生產鋼及生鐵,才開始有所區分。
    能夠生產生鐵以后,也掌握了生鐵的高溫加熱脫碳、鍛打,以便使之成為更有用的鐵及鋼的工藝。而且了解到利用此方法比直接煉鋼法更易批量生產,這樣就發展增大爐容量。在西歐經歷了增高鐵片爐的高度而改進至高爐,在日本是加長了橫向尺寸而成為長方形爐體,兩者的變化均是在中世時期。從此階段開始,日本與西歐冶煉技術的分歧開始明朗起來。東莞市弘超模具科技有限公司專業致力于模具鋼材應用研究,提供模具失效分析及模具壽命解決方案“一站式”服務,專業銷售進口最具性價比模具鋼材(日本大同模具鋼、瑞典一勝百模具鋼、瑞典烏德霍姆工具鋼UDDEHOLM、日本日立模具鋼HITACHI METALS、日本不二越高速鋼、美國熔爐斯伯粉末冶金工具鋼、德國葛利茲模具鋼Groditz等)以及國產新型熱擠壓模具鋼HD熱鍛模具鋼GR紅沖模具鋼HCH2011銅合金壓鑄專用模具鋼Y4冷擠壓模具鋼LD基體鋼65Nb、無磁模具鋼、火焰鋼CH-1空冷鋼Cr5Mo1V、透氣鋼等。
    在西歐,由于高爐生產的生鐵鍛打脫碳后生成的鋼或鐵的質量不佳,所以熟鐵的使用仍然長期持續著。同時為了得到優質鋼進行了種種改良,熟鐵經過滲碳方法生成坩堝鋼。19世紀末,又進入了電爐煉鋼的現代特殊鋼冶煉時代。另一方面,高爐生鐵經冶鍛精煉、又經精煉爐,再由攪煉法煉鋼發展至19世紀中葉使用轉爐法、平爐法冶煉,完成了大批量生產鋼鐵的工藝技術建設,真正成為鐵器時代。
    在日本,17世紀末使用天平風箱批量生產生鐵(礦砂冶煉法),同時以冶鍛方式生產熟鐵。但未能像西歐那般形成大規模工業生產,而是保留著手工業方式,因此在進入明治時代以后,由于歐美鋼的輸入在價格上無法與之競爭,所以很快便衰退了。在鋼的冶煉方面,最早是使用直接煉鋼法,從18世紀至19世紀才確立了近世的礦砂冶煉法,但同樣保留著手工業方式。由于在做刀具方面質量尤佳,所以一直存在到大正末期。了解更多相關資訊,敬請關注東莞弘超模具鋼材專業網站www.kkkyj.com。最具性價比的進口模具鋼,高品質的國產新型,盡在東莞弘超模具鋼材網站。
    日本與西歐在鋼鐵冶煉技術發展方面的差別是有原因的,簡述如下:
    第一個原因是原料的不同,日本是使用鐵礦砂的,需要預先說明的是,下述議論只不過主要是本作者的推論而已。
    在煉鐵技術傳入初期,日本也是使用鐵礦石,但立即開始了礦砂冶煉,而且向全國推廣,礦石冶煉只限在局部地區,在10世紀以后幾乎是見不到了。本人推測,在外界煉鐵技術傳入之前,也即在彌生時代的開始,日本已有了原始的礦砂冶煉技術。估計日本鐵加工開始于彌生時代中期至后期的前半期,爐的形式與世界及西歐一樣是爐床爐。目前已發掘出彌生時代的種種冶煉爐,可以認為曾經是用同樣的爐煉鐵的。公元6世紀前后,由朝鮮半島傳入煉鐵新技術以后,按學到的礦石煉鐵法煉鐵,不久就只是把原料改換成了傳統的礦砂,使用礦砂不需粉碎工序,采取容易,還原也易進行。
    使用礦砂冶煉,爐子高度在1m左右正好合適(若再增加高度則氣體流通不好),只是搭棚開起作業有些困難。此后由于需要批量生產,在橫向加大變成長方形的箱形爐。
    在西歐由于使用礦石,高爐需要高度,而且由于有傳統的石文化,爐壁用磚瓦,也易于建造高些的高爐。風箱用水車作動力不致使爐內氣體不通暢,這樣生鐵的批量生產問題通過采用高爐而順利發展。西歐各國在爭奪霸權和爭奪殖民地的戰爭中,對大炮、炮彈等武器的需求增加,對鋼鐵生產也越發重視,從而加速了其發展興盛的過程。
    第二個原因是自然條件的不同。
    日本有煉鐵必要的原料資源。礦砂產區在世界上并不多,而且日本礦砂雜質少,是上好的煉鐵原料。木材也頗豐富,采伐后20~30年又能復原,窯土作為很好的爐體材料也在各地均有。有了如此的自然條件,所以對于傳統的技術無須大幅度變更。
    在西歐,含磷礦石多,后來為脫磷很費周折(因為煉鐵要求鐵礦石必須十分優質)。木材砍伐后枯竭,必須以煤代替木材。木材豐富的北歐、奧地利、西班牙就和日本一樣,一直將傳統煉鐵爐保持至近代。西歐的爐體材料是用磚瓦建造豎形爐,還由于不能像日本那樣用窯土作渣料,又需開發造渣劑。從煉鐵業所需的各種原料,來考慮近代煉鐵技術的發展是比較合適的。
    第三個原因是技術和技能的問題。
    在日本煉鐵技術以及其他手藝有家族單傳的傳統,由于是秘傳形式,有關方面的著作幾乎未見留存,因此傳播發展受到地區、人員的限制,未能脫離開技能傳授的范圍。而且,似乎掌握技能者地位也不高,知識階層并未參與,因此合理的發展進步也遲了一些。16世紀以后,西洋文明通過長崎的窗口傳入,但煉鐵技術的情報幾乎沒有傳入,似乎有些令人難于理解。也許在煉鐵技術方面的落后是由于與荷蘭為敵,也許是當時的幕府對于技術的不關心所致。
    在西歐其實也有技術秘傳問題,但是在中世時期有修道院的指導,文藝復興以后有Biringuccio等技術人員寫出了冶金學的名著。使冶煉從技能轉變為技術。17~18世紀時,在專制主義國家體制下,為了武器生產,國家對冶煉業大力支援,以后與機械工業相結合,煉鐵業在18世紀達到工業生產的水平。
    總之,在幕末時期,由于傳統風箱煉鐵方法的知識基礎,使歐美式煉鐵技術的傳入取得成功。這一點必須在此一提。

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