重要通知:域名变更为m.bxuu.net请收藏
年）《刀铭》云：“相时yīn阳，制兹利兵，和诸sè剂，考诸浊清；灌襞已数，质象已呈。附反载颖，舒中错形。”此文所述为制作宝刀的全过程。其中的“灌”即灌炼，“襞”原指衣服上的褶裥，在此应指钢铁材料的多层积叠、反复折叠。“灌襞已数”即是多次灌炼。可见东汉末年，人们便用灌钢制作刀剑，其发明年代至迟在东汉晚期。何堂坤：《关于灌钢的几个问题》，《科技史文集》第15辑，上海科技出版社1989年版。
稍后，晋张协《七命》也谈到过与王粲《刀铭》所云相似的工艺：“销逾羊头，镤（鍱）越锻成，乃炼乃铄，万辟千灌；丰隆奋椎，飞廉扇炭。”此“销”，唐李善引许慎说为“生铁也”。鍱，《广雅》释为铤。李善注云：“辟谓叠之，灌谓铸之”。《六臣注文选》卷三五张协《七命》注。所以，此“万辟千灌”便是指多层积叠，多次灌炼，即是灌钢工艺。
此三种cāo作反映了灌钢技术不断发展和人们认识逐渐深化的过程。
（三）灌钢的工艺原理何堂坤：《中国古代炼钢技术初论》，《关于灌钢的几个问题》，分别见《科技史文集》第14辑（1985年）、第15辑（1989年），上海科学技术出版社。
因灌钢以生铁和“熟铁”为原料，有学者认为它是一种利用生铁向熟铁渗碳的工艺，这是一种误解。灌钢冶炼的主要目的并不是调剂含碳量，而是排除夹杂。实际上百炼法和灌炼法都是在炒钢的基础上，为了进一步去除夹杂而发明出来的。依据是：
（1）前面谈到，古代“熟铁”的含碳量是与可锻铁相当的。因灌钢以“熟铁”为原料，灌炼之后，其含碳量便有可能增加，也有可能减少，或者变化不大的。
（2）1938年周志宏先生对chóng qìng北碚金刚碑苏钢作坊的原料和产品都进行了成分分析，结果列如表2—6.
可见其产品含碳量与原料“熟铁”含碳量是一样的。它们之间的主要区别是：成品钢中的硅、锰、磷、硫含量稍较原料“熟铁”为低。这显然是排除了夹杂之故。在其他地方的冶炼实例中，其苏钢产品含碳量也可能存在高于或低于原料“熟铁”含碳量的现象，但这不是灌炼的主要目的。
灌钢是我国古代冶金技术的一项杰出创造，它利用生铁含碳量较高、“熟铁”含氧化夹杂较多的特点，用“熟铁”中的氧来氧化生铁中的硅、锰、碳，造成激烈的“沸腾”，而达到去除夹杂的目的。虽cāo作简单，效果却十分明显，这是人类古代制钢工艺中所获得的最高成就。唐顺之《武编前编》卷五说：“此钢合二铁，两经铸炼之手，复合为一，少沙土粪滓，故凡工炼之为易也。”陈chūn华说“于时渣滓尽去”，都是毫无夸张的评价。约翰？德（JohnDay）在《史前钢铁使用》一书中誉灌钢为“后世平炉方法的先声”，也并不过分。转引自李恒德《中国历史上的钢铁冶金技术》，《自然科学》第1卷第7期，1951年12月。
五、坩埚钢
我国古代坩埚钢的资料目前仅见一例，何堂坤等：《洛阳坩埚附着钢的初步研究》，《自然科学史研究》1985年第1期。但却是十分确凿的。我国汉代曾冶炼过坩埚钢-无疑。
1979年，洛阳市文物工作队在黄河北岸的吉利工区发掘了一批汉墓，其中一座出土了11个坩埚。坩埚皆直筒形，口沿稍稍外卷，底圆，外径一般为14－15厘米，外高35－36厘米，壁厚2厘米。内外壁均有烧流，外表粘有煤块、熔渣等物，内表面较为平滑，有的地方粘有一层薄薄的铁渣。其中一个坩埚内壁的中段粘附一钢块，钢块整体作戟形，表面黄褐sè，长10厘米、宽15厘米、厚0.4厘米。伴出物有五铢钱五枚，分别与《满城汉墓发掘报告》的Ⅱ、Ⅲ型（西汉中期）相当。经坩埚热释光断代试验，距今为1832±147年。故墓葬年代大体定为西汉中晚期至东汉中期。
经化学分析，钢块含碳量为1.21%，属过共析高碳钢。扫描电镜（能谱）成分分析结果为：铁98.637%、磷0.277%、硫0.584%、硅0.117%、铝0.383%.可见其含磷、硫较高。从金相分析看，金属基体为珠光体，晶粒间界上分布着许多网状渗碳体，磷共晶和氧化物。碳分布较为均匀，基本上是等轴晶，未见明显的柱状晶，磷共晶以不规则的星形分布于晶粒间界上。经扫描电镜分析，共晶区含磷9%－12%.不管金属晶粒还是非金属夹杂，均无拉伸和破碎现象，说明钢块冷凝后并未进行过任何压力加工。
经分析，坩埚成分为：SiO243.57%、Al2O337.28%、Fe2O33.46%、K2O0.63%、Na2O0.26%、C13.66%，可见其三氧化铝量和碳量都较高，这显然是有意选择配制的。优点是耐火度较高、热稳定xìng较好。经测定，坩埚耐火度为1580－1610℃。依Fe－C平衡图，并考虑到其他夹杂元素的影响，坩埚附着钢完全熔化的温度约低于1470℃，故坩埚耐火度是能够满足冶炼要求的。这也体现了我国古代耐火材料技术的高超。
关于坩埚附着钢的冶炼工艺，目前尚无更多的资料可寻，我们推测很可能是一种直接冶炼，即以铁矿石为原料，以木炭、煤炭作还原剂和渗碳剂，在坩埚中直接还原渗碳。一般而言，这样冶炼得到的产品应当是生铁，但控制得当，也可以得到钢。据说古印度的坩埚钢便是这样直接冶炼得到的。但古印度坩埚钢多未达到液态，而是一种胶融状的半液态，其出炉产品往往是一种组织和成分极不均匀的固体块。洛阳坩埚钢却是充分熔化了的。在西方，液态坩埚钢在1740年才出现，我国在汉代就炼出了液态坩埚钢，实在难能可贵。
（2）双室式炒炼，或叫反shè炉（倒焰炉）炒炼。基本特点是燃料燃烧与金属熔炼各占一个dú lì的空间。燃料燃烧产生的高温火焰流越过火墙（火道）进入熔炼室，并加热金属，之后从炉门或专门设置的烟囱排出。因其金属不与燃料直接接触，就减少了有害杂质磷、硫进入其中的可能xìng。这种炼钢法的发明时间待考。1935年出版的《中国实业志（湖南省）》第七编说：“湘省邵阳、武冈、新宁、湘潭县之土法炼钢，由来已久。邵阳原名宝庆，所产之钢，称曰‘宝庆大条钢’。邵阳附近之武冈、新宁出品，均集中于邵阳，业中人亦以‘宝庆大条钢’名之。前清初叶，宝庆大条钢，极负盛名，而产之多，首推邵阳南乡。”因宝庆大条钢系倒焰炉所炼，由这段记载看，反shè炉发明年代应在清代初叶以前。今在考古发掘中所见最早的倒焰窑是南京眼香庙发现的明洪武初年所建一排六座琉璃窑。南京博物院：《明代南京聚宝山琉璃窑》，《文物》1960年第2期。1958年，这种倒焰炉炼钢在我国南北许多地方都使用过。河南鲁山的炉子较为简单，两室左右相近，皆筑于地面以下，鼓风从燃烧室下部进入，后从炒炼室顶部进入炒炼室。西安的炉子又另是一个样，炒炼室筑于地面以下，燃烧室筑于地面以上，两室上下叠加，燃烧室底部正对炒炼室中心，
本章未完，请点击【下一页】继续阅读》》