炒钢法是用生铁炒炼出钢。汉代的方法是用碳粉和生铁包起来进炉烧,待生铁加热到半液态后开炉不停地搅拌。
大量的搅拌使得杂质和碳一起被析出排掉,剩下的就是品质较高的海绵铁。接着按原样锻打、渗碳,即可得到熟铁或钢材。
炒钢和块炼铁出的都是海绵铁,还需要此后继续进行热技术处理。高明的炒钢工匠,可以根据经验,控制炒制时间判断出产品成分,这样可以不经过渗碳而只用锻打得到低碳钢,但很少能得到中碳钢和高碳钢。
就此看来,是否出好钢铁还是看冶铁的最终技能,而块炼铁应该做不到这一点。
因为块炼铁要停止冶炼过程必须拆毁炉具,不能像炒钢那样精确控制炒炼时间。
此外,由于后期出现的熔炼高炉的生产效率极高,半液态下碳的析出速度也高,高炉炒钢的生产效率也大大高于块炼铁。
人类的技术工匠,通过反复热锻来提高钢材的质量,自然也锻造了八面汉剑这种历史名剑系列。
华夏民族在汉朝时期,兵器的制造就已经很成熟与先进,至少冶铁,铸件技术比全世界早600年以上。
灌钢据说是当时只有中国工匠在用。
当时还有一种最小众的钢铁冶炼方法,叫坩锅法,也就是液态半液态炼钢法。
印度和中国都出土过古代炼钢坩锅。有学者认为,大马士革钢就是坩锅钢,出口到中国的当时称为镔铁。
一般为皇室贵族用来打造刀剑等宝剑。
印度的坩锅可以达到1400度左右的冶炼温度,让钢在半液态环境下冶炼,而中国出土的坩锅据说在测试中可以承受1600度以上的高温,足以达到全液态冶炼的标准。
不过中国的坩锅出土数量很少而且只有几个极短的时代,接着就消失了,并不比中世纪的生铁多到哪里去。
西方一直在用一次还原法生产钢铁。罗马人似乎对钢知之甚少,他们的产品以熟铁为主。中世纪钢产品逐渐增多,竖炉逐渐代替了以前的地炉和平炉。
竖炉冶炼的温度仍然在生铁的液化温度以下,所以从原理上说仍然是一种块炼铁。但是竖炉有沉降过程,而且有排渣功能,冶炼质量比以前有很大进步。但是由于竖炉没有出铁口非液态,当然无法自己出来,因此冶炼完毕后必须熄火,再拆开炉体取铁,效率不高。
欧洲从1516世纪才开始用高炉冶炼生铁,之后高炉技术开始突飞猛进,到17世纪主力高炉已经换成了日产16吨的型号,把中国的技术远远的抛到了脑后。
也就是在17世纪,冶金学正式成为一门现代科学。
接着到18世纪现代坩锅炼钢法出现,高品质弹簧钢和切削用超高碳钢都出现了。
同样在18世纪,反射炉炒钢法大量运用与工业生产,撑起了第一次工业。19世纪中期,转炉、平炉、电炉相继问世。
到19世纪末,欧洲的钢产量由几万吨上升到两千万吨,完成了第二次工业革命。
自然,这也是欧洲战争最频繁的历史时期。
本章完