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鋼鐵推動(dòng)著人類(lèi)文明進(jìn)步之輪。時(shí)至今日，鋼鐵材料已無(wú)處不在。未來(lái)，鋼鐵仍將作為最重要的基礎(chǔ)材料之一，影響著我們的生活。

中國(guó)的鋼鐵技術(shù)從無(wú)到有，經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。現(xiàn)在就請(qǐng)跟著我們了解鋼鐵的歷史吧。

出土河北、河南的鐵刃銅鉞是中國(guó)最早的隕鐵制品。現(xiàn)代科學(xué)化驗(yàn)，雖然當(dāng)時(shí)的人們尚不知人工煉鐵，卻對(duì)鐵的性質(zhì)和鍛打嵌鑄的技術(shù)已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)和掌握。

春秋初期我國(guó)已經(jīng)掌握了人工冶鐵技術(shù)，出土于甘肅靈臺(tái)的秦國(guó)銅柄鐵劍是最好的證明，它也是我國(guó)最早的人工冶鐵制品。

戰(zhàn)國(guó)

中國(guó)在春秋戰(zhàn)國(guó)之交時(shí)，正式進(jìn)入鐵器時(shí)代，標(biāo)志著新一代社會(huì)生產(chǎn)力的形成。此時(shí)鐵器逐漸取代銅器成為主要生產(chǎn)工具，華夏諸國(guó)的生產(chǎn)力也隨之大大提高。

戰(zhàn)國(guó)早期就已出現(xiàn)白口鐵柔化術(shù)，而歐洲的鑄鐵柔化術(shù)是在十七世紀(jì)下期才出現(xiàn)，可見(jiàn)當(dāng)時(shí)中國(guó)冶鐵技術(shù)已經(jīng)領(lǐng)先全球。

三國(guó)

三國(guó)時(shí)期的百煉鋼技術(shù)得到進(jìn)一步。曹操令工匠為他專鑄五把百煉寶刀，經(jīng)三年完成，自留兩把，其它傳給三子；劉備讓名匠浦元造五千把寶刀，上刻“七十二煉”。

在三國(guó)，上好的鎧甲都用“百煉鋼法”鍛造。據(jù)說(shuō)諸葛亮還監(jiān)造過(guò)一種名叫“筒袖鎧”的鐵甲，選料精良，制作考究。這種鎧甲不僅能抵御一般的鋒矢，甚至連“二十五石弩射之不能人”，可見(jiàn)其防護(hù)功能之強(qiáng)。

然而，在隨后的幾千年中，生產(chǎn)的鐵的質(zhì)量將取決于礦石品味，其次是生產(chǎn)方法，歷史上有名的大馬士革刀風(fēng)靡了一段時(shí)間后失傳，有專家分析其原因就是用于冶煉這種鋼的礦石耗盡了。

到了17世紀(jì)，鐵開(kāi)始廣泛使用，歐洲城市化對(duì)鐵的需求越來(lái)越大，到19世紀(jì)，鐵路擴(kuò)張更是加大了鐵的需求，這也為鐵的冶煉技術(shù)發(fā)展奠定了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，更多的資金用于研究提升強(qiáng)度、塑性和生產(chǎn)效率。

鋼鐵史上最重大的突破是在1856年，當(dāng)時(shí)亨利·貝塞默爾（Henry Bessemer）發(fā)明了一種有效的方法來(lái)減少鐵中的碳含量：現(xiàn)代鋼鐵業(yè)誕生了。

貝塞默爾工藝與現(xiàn)代煉鋼

貝塞默爾發(fā)現(xiàn)，將融化的生鐵放進(jìn)轉(zhuǎn)爐內(nèi)，從底部吹入高壓空氣，便可燃燒掉生鐵所含的硅、錳、磷、碳，而煉成鋼。

這是首創(chuàng)大量產(chǎn)鋼的方法，貝塞默爾的煉鋼轉(zhuǎn)爐成了新的鋼鐵之王。而這種煉鋼轉(zhuǎn)爐也以貝塞默爾的名字而命名，此后，歐洲、美洲都引進(jìn)了這一先進(jìn)方法，世界進(jìn)入了鋼鐵時(shí)代。

該方法既快速又廉價(jià)，可以在幾分鐘內(nèi)從鐵中除去碳和硅，但效果太差，除去了太多的碳又殘留了太多的氧。這使得貝塞默爾賠了很多錢(qián)給投資者，直到他找到增加碳含量和去除多余氧氣的方法。

同一時(shí)間，英國(guó)冶金學(xué)家羅伯特·穆什（Robert Mushet）得到一種名為spiegeleisen 的金屬，碳和錳的化合物，錳可以從鐵水中除去氧氣，解決了貝塞默爾的問(wèn)題。

但仍然存在一個(gè)問(wèn)題。貝塞默爾未能找到一種從最終產(chǎn)品中去除磷的方法，磷會(huì)使鋼變脆，這種有害雜質(zhì)會(huì)使鋼鐵變脆。因此，只能使用瑞典和威爾士的無(wú)磷礦石。

1876年，Welshman Sidney Gilchrist Thomas提出了解決方案，在貝塞默爾工藝中添加石灰石。石灰石將磷從生鐵中吸收到爐渣中，從而去除了不需要的元素。

這項(xiàng)創(chuàng)新意味著，世界上任何地方的鐵礦石都可以用來(lái)制造鋼鐵，鋼鐵生產(chǎn)成本開(kāi)始顯著下降。由于新的鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)明，在1867年至1884年間，鋼軌價(jià)格下跌了80％以上，推動(dòng)了世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。

平爐煉鋼

1861年，在轉(zhuǎn)爐煉鋼風(fēng)行的同一時(shí)期，西門(mén)子發(fā)明煤氣發(fā)生爐，用煤氣代替焦炭作燃料。1864年，在西門(mén)子指導(dǎo)下，馬丁改造了爐體，用廢氣預(yù)熱的蓄熱爐將空氣和燃料進(jìn)行預(yù)熱以提高爐溫，將生鐵和廢鋼煉成了優(yōu)質(zhì)鋼。由于其爐體形狀低平，又有一個(gè)比較平展的熔池，故常被稱為“平爐”，亦稱“西門(mén)子—馬丁爐”或“馬丁爐”。

此法冶煉時(shí)間較長(zhǎng)但也有方便了合金添加和鋼水成分測(cè)定，方便控制鋼水成分，而且熔池大，每爐可產(chǎn)上百噸鋼水，故產(chǎn)量高。

此外，它所用原料既可用生鐵、鐵水，也可用廢鋼、鐵屑、熟鐵和礦石，便于廢鋼鐵的回收，加之煉出的鋼均勻，質(zhì)量穩(wěn)定，可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼，從而取代了貝塞默爾工藝成為主流。

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼

二十世紀(jì)60年代，技術(shù)發(fā)展使得空氣氧、氮分離進(jìn)入工業(yè)化，推動(dòng)了堿性氧氣爐的發(fā)展。

一位名叫Robert Durrer的瑞士工程師將純氧氣吹入爐內(nèi)，它可以更有效地從鐵水中去除碳。Durrer 還發(fā)現(xiàn)，從上方向爐內(nèi)吹氧，而不是像貝塞默爾轉(zhuǎn)爐從底部吹入，該方法結(jié)合了貝塞默爾和平爐工藝的優(yōu)點(diǎn)，使得鋼鐵產(chǎn)量又上了一個(gè)臺(tái)階，成本也降了下來(lái)。

氧氣煉鋼的低成本高效率使平爐工廠失去了競(jìng)爭(zhēng)力，隨著60年代氧氣煉鋼的出現(xiàn)，平爐生產(chǎn)退出歷史舞臺(tái)。美國(guó)最后一個(gè)平爐設(shè)施于1992年關(guān)閉，中國(guó)于2001年關(guān)閉。

1960年5月1日， 包鋼平爐投產(chǎn)冶煉第一爐鋼水時(shí)的情景

2001年12月28日上午，我國(guó)最后一座平爐在包鋼光榮退休，這標(biāo)志著中國(guó)冶金行業(yè)結(jié)束了半個(gè)多世紀(jì)的平爐冶煉歷史。包鋼1號(hào)平爐既是包鋼第一座、也是我國(guó)最后一座大型平爐。