冶金
冶金定义

冶金定义冶金就是从矿石中提取金属或金属化合物,用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。
冶金的技术主要包括火法冶金、湿法冶金以及电冶金,同时冶金在我国具有悠久的发展历史,从石器时代到随后的青铜器时代,再到近代钢铁冶炼的大规模发展。
人类发展的历史就融合了冶金的发展。
随着物理化学在冶金中成功应用,冶金从工艺走向科学,于是有了大学里的冶金工程专业。
起源从古代陶术中发展而来。
首先是冶铜,铜的熔点相对较低,随着陶术的发展,陶术需要的温度越来越高,达到铜的熔点温度,而在陶术制作过程中,在一些有铜矿的地方制作陶术,铜自然成了附生物质而被发现。
古人也慢慢掌握铜的冶炼方法。
冶金分类火法冶金火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。
矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化,生成另一种形态的化合物或单质,分别富集在气体、液体或固体产物中,达到所要捉取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。
实现火法冶金过程所需热能,通常是依靠燃料燃烧来供给,也有依靠过程中的化学反应来供给的,比如,硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热;金属热还原过程也是自热进行的。
冶金炉火法冶金包括:干燥、焙解、焙烧、熔炼,精炼,蒸馏等过程湿法冶金湿法冶金是在溶液中进行的冶金过程。
湿法冶金温度不高,一般低于!,现代湿法冶金中的高温高压过程,温度也不过$左右,极个别情况温度可达%。
湿法冶金包括:浸出、净化、制备金属等过程。
1、浸出用适当的溶剂处理矿石或精矿,使要提取的金属成某种离子(阳离子或络阴离子)形态进入溶液,而脉石及其它杂质则不溶解,这样的过程叫浸出。
浸出后经沉清和过滤,得到含金属(离子)的浸出液和由脉石矿物绢成的不溶残渣(浸出渣)。
对某些难浸出的矿石或精矿,在浸出前常常需要进行预备处理,使被提取的金属转变为易于浸出的某种化合物或盐类。
例如,转变为可溶性的硫酸盐而进行的硫酸化焙烧等,都是常用的预备处理方法。
1、净化在浸出过程中,常常有部分金属或非金属杂质与被提取金属一道进入溶液,从溶液中除去这些杂质的过程叫做净化。
冶金

火法冶金:高温下经熔炼从矿石中提炼出较纯金属的过程。
火法冶金的主要工艺:1干燥:去除水,2培烧:改变成份为所需要的3煅烧:盐类在空气中加热分解除H2O,CO2。
4:烧结,球团5:熔炼(炼铁)6:精炼(炼钢)高炉主要产品:1生铁:成分Fe-C,C(2.5~4.5%),Si,Mn,P,S杂质。
用途:炼钢,铸造,合金,2炉渣:成分,脉石,焦C灰分,熔剂,CaO,SiO2,MgO,用途:水渣,渣棉。
产量:150~300Kg/t。
3煤气:成分,CO,CO2,H2,N2,用途:燃料。
产量:2000~3000m3。
4炉坐:成分:CaO,C,Fe,用途:烧结原料,产量:10~100Kg/t.。
熔剂作用:1:与脉石作用形成液相炉渣,焦炭灰分。
2:去除有害杂质。
熔剂分类:1:碱性熔剂,目的:降低脉石熔点,石灰石,白云石。
2:酸性熔剂:石英石,含酸性脉石的贫铁矿。
3:中性熔剂:高铝质熔剂。
焦炭作用:1,还原剂:CO.2,发热剂:70%~80%.3:料柱骨架:4:生铁渗碳。
烧结料层:1:烧结矿层:液相凝固,矿物析晶2:燃烧层(垂直烧结速度)燃烧反应,产生液相。
3:预热层分解固相反应形成少量液相,氧化还原反应。
4:干燥层:去除游离水。
5:过滤层:露点温度。
烧结设备:带式抽风烧结机,点火,破碎,筛分,冷却,炉内状况:1:块状带:固相反应,气固反应,分解反应,水分蒸发,挥发。
2:软熔带:直接还原反应,初渣形成。
3:滴落区:液态铁浇与焦C与Fe反应4:燃烧带:焦C熔烧。
5:渣铁区:渣铁反应。
炉渣的形成与脱作用:1:渣铁分离,具备良好的流动性。
2:脱S 3:保护炉衬。
炉渣冶炼设备:1:高炉本体,2:原燃料系统。
铁矿石的分类:磁铁矿(Fe3O4)黑色金属光泽,硬,致密难还原。
赤铁矿(Fe2O3)红色,软,较易还原。
褐铁矿(nFe2O3mH2O)黄褐色,质软,疏松,易还原。
菱铁矿(Fe2O3)灰黄色,易碎,焙烧后疏松多孔。
高炉冶炼的设备:1:高炉本体。
冶金基础知识

冶金基础知识冶金就是从矿石中提取金属或金属化合物,用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。
那么你对冶金了解多少呢?以下是由店铺整理关于冶金知识的内容,希望大家喜欢!冶金的主要技术火法冶金火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。
矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化,生成另一种形态的化合物或单质,分别富集在气体、液体或固体产物中,达到所要提取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。
实现火法冶金过程所需热能,通常是依靠燃料燃烧来供给,也有依靠过程中的化学反应来供给的,比如,硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热;金属热还原过程也是自热进行的。
火法冶金包括:干燥、焙解、焙烧、熔炼,精炼,蒸馏等过程。
湿法冶金湿法冶金是在溶液中进行的冶金过程。
湿法冶金温度不高,一般低于100℃,现代湿法冶金中的高温高压过程,温度也不过200℃左右,极个别情况温度可达300℃。
湿法冶金包括:浸出、净化、制备金属等过程。
1、浸出用适当的溶剂处理矿石或精矿,使要提取的金属成某种离子(阳离子或络阴离子)形态进入溶液,而脉石及其它杂质则不溶解,这样的过程叫浸出。
浸出后经沉清和过滤,得到含金属(离子)的浸出液和由脉石矿物绢成的不溶残渣(浸出渣)。
对某些难浸出的矿石或精矿,在浸出前常常需要进行预备处理,使被提取的金属转变为易于浸出的某种化合物或盐类。
例如,转变为可溶性的硫酸盐而进行的硫酸化焙烧等,都是常用的预备处理方法。
1、净化在浸出过程中,常常有部分金属或非金属杂质与被提取金属一道进入溶液,从溶液中除去这些杂质的过程叫做净化。
2、制备金属用置换、还原、电积等方法从净化液中将金属提取出来的过程。
电冶金电冶金是利用电能提取金属的方法。
根据利用电能效应的不同,电冶金又分为电热冶金和电化冶金。
1、电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。
在电热冶金的过程中,按其物理化学变化的实质来说,与火法冶金过程差别不大,两者的主要区别只饲冶炼时热能来源不同。
冶金工业行业概述

冶金工艺分类与基本原理
工艺优化与效率提升
工艺优化是冶金工业的重要课题。通过模拟、实验和数据分析,优化参数、降低成本、提 高质量是关键目标。自动化和智能化技术的引入也有望提升工艺效率。
材料创新与可持续性
冶金工艺的创新不仅改进了传统材料性能,还推动了可持续性发展。新型材料如高强度钢 、轻合金、纳米材料,有望满足未来社会对高性能和低环境影响的需求。冶金工业在实现 可持续性目标中发挥着关键作用。
数字化与自动化
数字化和自动化技术在冶金工具中的应用愈加广泛。智能控制系统、传感器技术、自动 化生产线等使得冶金工艺更为精确和高效。数据驱动的决策和预测维护也成为现代冶金 的重要组成部分。
古代冶金技术的崛起
古代冶金是冶金工业的基石,起源于公元前4500年的美索不达米亚地区。最早的冶金 活动包括黄铜和青铜的制造,这标志着人类首次成功合金化金属。在公元前1200年, 古埃及和美索不达米亚文明发展出高级的金属冶炼技术,如铁的生产,铸造和精炼。这 个时期还见证了冶金技术的扩散,尤其是在地中海地区。
关键原材料与资源利用
数字化和自动化的影响
数字化和自动化技术在冶金工业中的应用日益广泛,对资源利用产生了深远影响。通过传 感器和数据分析,企业可以实时监测生产过程,优化能源消耗和原材料利用。自动化系统 能够提高生产效率,减少人为错误,降低资源浪费。此外,人工智能和机器学习的应用, 可以预测生产需求,优化供应链管理,进一步提高资源的利用效率。
资源利用的可持续性
资源利用的可持续性是冶金工业面临的重要挑战之一。随着原材料的需求不断增长,必须 采取措施来减少浪费和提高资源的效率利用。循环经济概念在冶金工业中得到广泛应用, 通过回收和再利用废料和废渣来减少资源浪费。此外,绿色冶金技术的发展,如气候友好 的冶炼过程和清洁能源的采用,有助于减少环境影响,实现资源的可持续利用。
冶金基础知识

冶金基础知识冶金是研究金属及其合金的物理和化学性质以及冶炼技术的科学。
作为一门古老而重要的学科,冶金在人类文明的发展中起到了至关重要的作用。
本文将介绍冶金的基础知识,包括冶金的历史、冶金的分类、冶金的工艺和冶金的应用。
一、冶金的历史冶金起源于人类远古时期的火器制作。
当时,人们掌握了制作火种、烧制陶器和冶炼金属等技术,极大地改善了生活条件。
随着时代的发展,人类对冶金的认识不断增强,各个文明古国都有自己的冶金工艺。
古埃及、古中国、古印度和古巴比伦等文明古国都能够独立进行铜、铁等金属的冶炼和加工。
二、冶金的分类根据冶炼的金属种类以及工艺方法的不同,冶金可以分为黑色冶金、有色冶金和特种冶金等几个大类。
1. 黑色冶金黑色冶金是指冶炼铁、钢和铁合金等黑色金属的过程。
黑色冶金主要包括铁矿的选矿、炼铁和炼钢等工艺。
其中,炼铁是从铁矿石中提取铁的过程,炼钢则是将铁与其他元素进行合金化的过程。
2. 有色冶金有色冶金是指冶炼铜、铝、镁、锌等有色金属的过程。
有色冶金的工艺主要包括选矿、熔炼和电解等。
选矿是从矿石中提取有用金属的过程,熔炼是将选矿得到的金属矿石进行加热分离和精炼的过程,电解则是利用电解法从金属离子中得到纯金属的过程。
3. 特种冶金特种冶金是指冶炼稀有金属及其合金的过程,如钨、钛、锍、铌等。
由于这些金属在自然界中含量较少,冶炼和提取过程相对复杂。
特种冶金通常包括冶金矿山的开采、选矿、萃取和精炼等环节。
三、冶金的工艺冶金的工艺是指冶金过程中的关键步骤和方法,包括矿石的选矿、冶炼和精炼等环节。
1. 选矿选矿是将含有金属矿石中富集的有用成分分离出来的过程。
矿石中的有用成分和废石往往存在着密切的物理和化学性质差异,通过物理和化学方法进行分离。
常用的选矿方法有磁选、重选、浮选和电选等。
2. 冶炼冶炼是将矿石中的金属含量提取出来,并将其转化为金属的过程。
通常通过高温加热和还原剂的作用,将金属氧化物还原为金属。
冶炼的方法不同,可以采用高温熔炼、火法炼炉、电解和化学还原等。
冶金学科的演变与发展-概述说明以及解释

冶金学科的演变与发展-概述说明以及解释1.引言1.1 概述冶金学科作为一门研究金属材料的学科,起源于人类发展初期对金属的认识和利用。
随着时间的推移,冶金学科得以不断发展和演变,形成了如今的冶金学体系。
冶金学的发展与进步在人类历史的长河中扮演着重要的角色,它不仅推动了社会经济的发展,还为其他学科的发展提供了坚实的基础。
冶金学科的概念囊括了金属材料的提取、制备与加工等方面的知识。
其核心研究内容主要包括金属材料的物理性质、化学性质、热力学性质以及在工程实践中的应用等。
通过对金属材料的深入研究和探索,冶金学科不断为人类社会的发展和进步做出了突出贡献。
在过去的几千年中,冶金学科经历了从简单的冶炼工艺到现代化冶金科技的演变过程。
其间,人们通过不断尝试和实践,逐渐掌握了金属材料的提取和炼制技术,并应用于农业、制造业、能源等各个领域。
冶金学科的发展不仅满足了社会对于金属材料的需求,也促进了人类社会的进步和发展。
冶金学科的发展对于现代社会的发展至关重要。
金属材料广泛应用于工业制造、建筑、航空航天、电子技术等领域,为这些领域的发展提供了坚实基础。
同时,冶金学科的不断发展也为人类社会面临的各种挑战提供了解决方案。
例如,新材料的开发和应用有助于能源资源的利用效率提升和环境保护。
展望未来,随着科技的不断进步和人类对材料需求的不断增加,冶金学科也面临着许多新的变革和挑战。
研究人员将继续探索和发展新的冶金材料和技术,以满足不断增长的社会需求。
同时,随着数字化和智能化技术的兴起,冶金学科将与其他学科进行深度融合,推动材料科学的进一步发展。
总之,冶金学科的演变与发展是人类社会发展的必然产物。
它提供了丰富的金属材料知识,推动了工业制造和科技进步,同时也为其他学科的发展提供了重要支撑。
随着不断的创新和探索,冶金学科必将为人类社会的可持续发展作出更加突出的贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构部分旨在介绍本文的整体组织架构和内容安排,确保读者能清楚了解接下来的文章内容。
冶金行业主要危险源和安全技术(4篇)
冶金行业主要危险源和安全技术冶金行业是指通过高温加热和冷却等工艺,对金属矿石、金属原料进行冶炼和加工的行业。
在冶金生产过程中存在着许多危险源,比如高温、高压、有毒有害物质等,这些危险源对工作人员的生命安全和身体健康构成一定威胁。
因此,冶金行业需要采取一系列的安全技术和措施来保障生产的安全。
下面将详细介绍冶金行业主要的危险源和安全技术。
一、主要危险源1. 高温:冶金生产过程中常常需要进行高温加热,比如锅炉、炉窑等设备的高温操作。
高温容易引发火灾和爆炸,并对人体造成烫伤等伤害。
2. 高压:冶金过程中需要使用高压气体、高压液体等。
高压容易导致设备泄漏、爆炸等事故,对工作人员造成伤害。
3. 有毒有害物质:冶金生产过程中常使用各种有毒有害物质,比如重金属、毒气等。
这些物质对人体的呼吸道、皮肤等造成伤害,严重的情况下甚至导致中毒。
4. 机械设备:冶金行业使用大量的机械设备,比如起重机、输送带、机床等。
这些机械设备在操作过程中容易发生故障、意外事故,对工作人员构成威胁。
5. 噪声:冶金行业的生产过程中常常会产生很高的噪声,对工作人员造成听力损伤等健康问题。
6. 粉尘:冶金行业的许多工序会产生大量的粉尘,比如砂轮研磨、炉渣破碎等。
这些粉尘对人体的呼吸系统造成危害,严重时会导致尘肺病等疾病。
7. 毒气:冶金行业常使用一些有毒气体,比如氨气、二氧化硫等。
这些气体具有刺激性、腐蚀性,对人体的呼吸系统和皮肤造成伤害。
二、安全技术与措施1. 安全生产教育培训:对于从事冶金行业的员工,需要进行安全生产教育培训,使其具备安全意识和安全技能。
2. 预防火灾、爆炸:在冶金生产过程中,应加强火灾、爆炸的预防措施,比如设置火灾报警器、喷淋系统等,以及防止静电引发的事故。
3. 加强设备维护:及时检修和维护冶金生产过程中使用的设备,确保其正常运转,减少设备故障和事故发生的概率。
4. 个体防护用具:为从事冶金行业的工作人员配备个体防护用具,比如防护眼镜、耳塞、防护服等,以减少事故发生时对工作人员的伤害。
钢铁冶金学知识点总结
钢铁冶金学知识点总结一、钢铁冶金学概述钢铁是一种重要的金属材料,广泛用于建筑、机械、汽车、电子、航空航天等行业,对于国民经济的发展起着至关重要的作用。
钢铁冶金学是研究如何通过冶炼和加工原料来生产各种类型钢铁的学科。
本文将系统地介绍钢铁冶金学的相关知识,涉及原料、冶炼工艺、合金设计、热处理等内容。
二、原料1. 铁矿石铁矿石是钢铁冶金的原料,常见的有褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等,其中以赤铁矿和磁铁矿为主要产状。
从原料稀缺角度来看,赤铁矿资源相对较丰富,但使用赤铁矿需要高温还原,而且其资源储量日益减少。
而磁铁矿则容易熔化,且熔点低,深受炼铁企业的喜爱。
2. 焦炭和燃料焦炭是冶金煤炭经高温干馏后得到的一种多孔性炭质燃料,是高炉炼铁的原料之一。
燃料也是冶金中常用的燃烧材料,其中包括煤、焦炭、天然气等。
3. 废金属资源钢铁冶金中还需要利用废钢、废铁等废弃金属资源进行熔炼,以提高资源利用率,降低能源消耗。
三、冶炼工艺1. 高炉冶炼高炉是一种用于生产铁水、生铁或合金铁的设备。
高炉内的冶炼过程较为复杂,主要包括炉料下料→还原→熔融→炉渣→收得铁水等步骤。
2. 炼钢炉冶炼炼钢炉冶炼采用的设备主要有转炉炼钢炉、电弧炉、氧气顶吹炼钢炉和底吹熔融锅炉等,是将生铁或铸铁通过熔化、脱碳、脱磷、分别半湿废气、装料等工艺,生产出合格钢的过程。
4. 电炉冶炼电炉冶炼是利用电能将废钢、废铁、生铁等熔化成合格的熔铁或合金。
其主要特点是能耗低、操作简便、保护环境等。
四、合金设计1. 合金元素合金元素是各种金属或非金属元素的混合物。
在钢材中,合金元素可以显著改变钢的组织和性能。
主要的合金元素有碳(C)、锰(Mn)、钒(V)、铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、钛(Ti)等。
2. 合金设计合金设计即根据钢材的使用要求和生产条件,选取合适的合金元素和比例,调整钢的成分和组织结构,以获得理想的性能和工艺性。
3. 合金设计的原则合金设计应根据具体用途确定设计要求。
冶金行业:冶金工程与炼钢冶炼培训ppt
应急处理措施
火灾应急处理
发生火灾时,应立即报警并使 用灭火器材进行灭火,同时疏
散现场人员。
烫伤和烧伤应急处理
发生烫伤和烧伤时,应立即用 大量清水冲洗伤口,并寻求医 疗救助。
中毒应急处理
发生中毒时,应立即将中毒者 移至通风处,并拨打急救电话 求助。
设备故障应急处理
发生设备故障时,应立即停止 操作,关闭电源,并通知维修
量。
安全防护措施
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02
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04
穿戴防护用品
炼钢工人应穿戴好工作服、安 全帽、防护眼镜、手套等个人
防护用品。
保持安全距离
在操作过程中,应保持与高温 物体和熔融金属的安全距离,
防止烫伤和烧伤。
定期检查设备
对炼钢设备进行定期检查和维 护,确保设备的安全性和可靠
性。
遵守安全规定
严格遵守安全操作规程和安全 规定,避免发生安全事故。
05
炼钢冶炼操作规程 与安全
炼钢冶炼操作规程
炼钢前准备
检查炼钢设备、工具和 安全设施是否完好,确 认炼钢原料的质量和数
量。
熔炼操作
按照规定的熔炼工艺, 控制好熔炼温度和时间
,确保钢水质量。
合金添加
根据需要添加适量的合 金元素,以调整钢的成
分和性能。
浇注操作
控制好浇注温度和速度 ,确保钢锭或钢材的质
冶金工程是材料科学和工程领域的重要分支,其研究成果和技术进步对国民经济 的发展和国防建设具有重要意义。
冶金工程的重要性
冶金工程是国民经济的基础产业之一 ,为各行业提供所需的金属材料,支 撑着机械、建筑、电子、轻工、交通 、航空航天等产业的发展。
冶金工程的发展水平直接影响到国家 的基础设施建设和国防安全,因为许 多重要的工程结构和武器装备都需要 用到高性能的金属材料。
冶金知识
冶金建设知识1.冶金定义:一门研究如何经济地从矿石或精矿和其他原料中提取金属,并经过加工处理使之适用于人类的科学。
可分为采矿、选矿、冶炼、金属加工。
2.金属分类:有色金属和黑色金属。
3.黑色金属:铁、铬、锰。
4.冶金方法:火法冶金、湿法冶金、电冶金(电热及电化学)。
5.冶金工艺流程:流程①铁矿石-选矿厂-烧结(球团)厂-炼铁厂(高炉)最终产出铁合金、生铁、副产品(炉尘、炉渣、煤气)备注:富矿可直接送至高炉,贫矿需经选矿厂筛选为精矿粉;烧结及高炉冶炼还需添加辅料矿(石灰石、白云石等)及焦炭等。
流程②废钢、铁矿石及辅料-炼钢厂(电炉、转炉)-(钢水)-连铸成坯-各种型材。
6.冶金建设组成:铁矿开采工程、焦化工程、烧结工程、炼铁工程、炼钢工程、连铸钢工程、板材轧钢工程、管材轧钢工程、型材轧钢工程。
7.焦炭:在高炉冶炼中主要作为发热剂、还原剂和料柱骨架,燃烧产生的CO 及自身的固定碳是铁矿石的还原剂。
8.焦化过程:洗煤、配煤、炼焦及产品处理。
9.焦化产品:焦炭、焦炉煤气10.烧结定义:烧结是粉矿造块的重要方法之一。
例如高炉炼铁前常将贫铁矿经选矿得到的铁精矿、富铁矿经破碎、筛分后得到的粉矿,和熔剂、燃料以及生产中回收的含铁粉料等按适当比例配合,加水制成颗粒状的含铁混合料,平铺在烧结机上,经点火抽风烧结成块,制成烧结矿。
通过烧结可以改善原料的冶金性能。
烧结矿已成为重要的高炉原料,在有色和稀有金属冶金中,常用烧结法来分解矿石。
将金属矿石与石灰、纯碱或其他盐类(如氟硅酸钾、硫酸钠等)混合加热、烧结,使之呈半熔状态,加速分解反应,从而有利于浸出。
又如铝矿石与纯碱、石灰等烧结后,可用稀碱液浸出铝酸钠;锆英石与氟硅酸钾烧结后,可用稀盐酸浸出氟锆酸钾。
11.生铁:含碳量在1.7~4.3%范围内的铁碳合金。
12.炼钢生铁:含硅量在0.6~1.7%范围内的生铁。
13.铸造生铁(灰口铁):含硅量在1.75%以上的生铁,通常占生铁总产量的10%左右。
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中国冶金概况埃及大约在公元前5000年时开始进入青铜时代,公元前1000年左右开始进入铁器时代;美索不达米亚地区大约在公元前7000年时开始利用自然铜,公元前4000年时开始进入青铜时代,公元前1200年左右开始进入铁器时代;爱琴海地区大约在公元前3300年时开始进入青铜时代,公元前1000年左右开始进入铁器时代;印度大约在公元前2500年时开始进入青铜时代,公元前800年左右开始进入铁器时代;而中国是在公元前1500年左右开始进入青铜时代,公元前500年左右开始进入铁器时代的。
在早期的文明国度和地区中,中国使用铜、铁等金属的年代相对说来是较晚的。
但是,由于中国在冶铸技术方面的发明和创新,使中国的冶金业很快就后来居上,跃升于世界的前列,并为中国古代文明的高度发达奠定了坚实的物质基础。
从这里我们可以看到一个技术进步带动生产发展,并进而促进社会文明进步的典型范例。
中国冶金史上的一个最突出的特点,是铸造技术占有重要的地位,以至于铸造既作为成形工艺而存在,又成为冶炼工序中的一个组成部分,达到了“冶”与“铸”密不可分的地步。
因此在古代文献中往往是冶铸并称,并对中国文化产生了深刻的影响。
如常用词汇“模范”、“范围”、“陶冶”、“就范”等,都是由冶铸技术衍生而来的。
这种冶与铸密不可分的冶金传统,是古代世界上其它国家和地区所无法比拟的。
夏王朝时期中国冶金是从新石器时代晚期的采石和烧陶发展起来的。
采石时不断发现各种金属矿石,烧陶窑为金属的冶铸准备了高温炉和在炉内还原条件下冶炼矿石的技术。
在甘肃东乡县林家马家窑文化遗址中发现的距今约5000年的青铜刀,以及在其他一些新石器晚期遗址中相继发现的早期铜器和铜渣等,标志着中国冶金业的诞生。
《左传》等古文献中关于夏代铸九鼎的记载和这时期遗址中出土的青铜器物,说明随着夏王朝的建立,青铜冶铸业有了初步发展。
商周青铜冶铸的兴盛历年出土的商周青铜工具有锄、铲、 、锛、斧、凿、钻、刀、削、锯等,青铜武器有戈、矛、钺、戟、剑、镞等,礼乐器有鼎、簋、盘、盂、钟等。
青铜工具以超过木石工具的优良性能提高了整个社会生产力,青铜武器则成为维护奴隶制国家的物质力量。
为数众多而花纹精细、造型复杂的青铜礼乐器珍品更显示出青铜业发展的精湛工艺,反映了当时社会文明的水平。
商周青铜冶铸作坊和矿山遗址的发掘,反映了青铜冶铸业发展的广度和深度。
距今约3600年的河南偃师二里头早商遗址,出土有陶范、化铜炉残壁和铜渣。
郑州商代前期都城周围的作坊遗址,仅南关外一处铸铜遗址面积就有1000平方米以上,出土大量陶范、大块炼渣、熔铜炉壁。
安阳殷墟在今苗圃北地和孝民屯都发现有较大规模的铸铜作坊遗址,面积在1万平方米以上,残留有1.2 米长的大陶范。
湖北盘龙城商代遗址出土各种熔炉多座,江西清江吴城商代遗址出土石范,说明在商代,不仅黄河两岸而且长江两岸青铜冶铸业也有较大发展。
洛阳北郊西周青铜冶铸遗址面积达 9万~12万平方米。
在试掘的 200平方米中出土了很多铜生产工具、上万块陶范、大量炉壁残块和大块炼渣。
山西侯马发掘出东周时晋国铸铜遗址,河南新郑发现有韩国铸铜遗址多处。
这些遗址所反映的铸铜业在规模上、技术上、产品上都有新的发展。
商周青铜冶铸技术的发展,可以概括为以下几点:①铸造出世界罕见的青铜文物。
如商代精美的四羊尊、重875 公斤的司母戊青铜鼎及东周曾侯乙墓出土的音调准确的大型成套编钟等。
②掌握了先进的古代铸造技术。
铸造工艺有范铸法、分铸法、镶铸法、失蜡法等;制范材料有石范、泥范、陶范、铁范;铸造型范结构有单面范、双面范、复合范、叠铸范等。
③总结了最早的青铜合金配比和性能、用途关系的规律,即《考工记》所载的“六齐”。
④不同于世界其他地区的“纯铜-砷铜-青铜”发展历程,至今尚未发现中国有砷铜阶段。
与青铜冶铸一起兴起的是锡、铅的开采与利用。
金、银工艺也有相应的发展。
东周时青铜表面加工的鎏、贴、错等技术已甚精致,并用金铸造货币。
东周时出现鉴别青铜剑质量的相剑术,实际是一种靠肉眼观察鉴定金属质量的金相学。
东周、秦汉到南北朝时期冶铁业的发展冶铁业起于春秋时期。
甘肃灵台、江苏六合、湖南长沙等地区都有春秋时期的小件铁器物出土。
早期的铁是以矿石直接还原得到的含碳量很低、性能较软的铁。
春秋末期,炼铁炉温提高,得到含碳3.5%以上的生铁,可以在较低温度(1200℃)熔化、铸造,并通过加热退火,消除脆性,得到韧性铸铁器件。
这一发明早于欧洲约2000年。
战国中期,铁在农具、手工工具、兵器上大规模应用,冶铁业中心逐渐形成。
山东临淄齐国故都冶铁遗址有四处,其中最大的一处面积40余万平方米。
河北易县燕下都城址内有冶铁遗址三处,总面积达30万平方米。
河北兴隆燕国铸铁遗址出土铁范共48付,87件。
铁范的应用提高了铸铁的生产率,促进了产品规范化和批量生产。
其他如赵国的邯郸、楚国的宛(今河南南阳)都是当时重要的冶铁中心。
秦汉时期,冶铁业成为最重要的手工业。
秦灭六国后,迁冶铁业者赵人卓氏、齐人程郑入蜀,使临邛(今四川邛崃)发展为又一个冶铁业中心。
公元前 119年,汉武帝实行冶铁官营,在全国设铁官49处,每个铁官下属一至几个作坊。
已经发掘的汉代冶铁或铸铁遗址有20多处,多数建在有铁官的地区。
这些作坊中,一种以冶铁为主(一般设在矿山附近),另一种以铸铁为主(设在城市郊区),少数是冶铸兼作。
南阳瓦房庄遗址是一个大型铸造作坊,面积12万平方米,有熔炉17座。
郑州古荥河有一冶铸兼作的作坊遗址,有椭圆形炼炉二座,有效容积40~50平方米,停炉后留下的积铁块重20吨以上,还有各种铸范、风管、炼渣等遗物,反映出冶铁生产的巨大规模。
与东周比,秦汉铁器具有品种多、质量好、数量大、分布广的特点,铁器遍及兵器、工具和生活用具各个方面;材料质量有块炼铁、各种不同硬度的钢和铸铁等;制作工艺采用铸、锻、柔化、渗碳、淬火等技术。
尤其是出现了用生铁反复加热锻打和淬火的百炼钢工艺,使钢的质量达到较高的水平。
遍及中原的各种秦汉铁器的出土,表明铁农具和手工工具已经普遍取代铜、骨、木、石器。
铁器的使用也迅速扩展到广东、广西、云南、新疆、辽宁等边远地区。
秦汉用黄金为货币,金产量有较大增长。
魏晋南北朝时期冶金业最大的特点是:形成了中国古代钢铁生产技术的独特体系和某些产品的规范化、系列化。
广泛使用的灌钢是一种生产工艺简便、产品质量优良的重要制钢方法。
北齐綦毋怀文造宿铁刀的精湛工艺,特别是淬火热处理技术,使古代钢铁技术体系更为完善。
河南渑池出土的近2000件铁器中,有455件六角轴承是具有17种规格的系列产品;1101件V形铧是互换性很好的成套组装犁铧的组成部分。
这些产品反映当时使用钢铁器物所达到的普遍程度。
唐宋元时期冶金业的繁荣这一时期冶金业的繁荣可以从采冶地区的扩大、产量的提高、生产品种增加和大型铸件等方面反映出来。
《新唐书·食货志》载唐前期有坑冶168处,计银冶58处,铜冶96处,铁山5处,锡山2处,铅山4处。
实际民间采铁决不限于五山,零星记载产铁地点不下百余处。
宋代冶金业有重大发展。
北宋初各路主管矿冶的机构监、冶、场、务有201处,到北宋中期增至 271处。
利国监(今江苏徐州东北)是当时最大产铁中心,有36冶,冶各百余人。
莱芜监(今山东莱芜东南)有铁冶18所,冶工1800余人。
磁州(今河北磁县)亦有冶铁中心,并以产钢出名。
宋代已较广泛用煤炼铁,又推广了用胆水从铁中提取铜的技术。
铜冶也扩大规模。
广东岭水铜场有10万人从事开采。
元代较大的冶铁中心有44处。
綦阳铁冶有冶户2764户;燕南燕北17处铁冶用工 3万余人。
据官方记载:唐元和初每年采铁207万斤,宋皇佑年间官府每年得铁724万斤,元至元十三年(1276)课铁1600万斤。
这些数字虽不能确切反映全国产量,但可说明冶铁量有明显的提高。
誉。
明清时期冶金业的发展这一时期金、铜、铁、锡、铅、锌的生产规模和产量都比唐宋时期有所增长,并生产白铜(铜镍锌合金)。
银两逐步成为主要货币,银产量亦有增长。
公元1404年左右,明代永乐年间铸造的大铜钟(现保存在北京西直门外觉生寺),是世界上著名的大钟之一。
铜钟高7米,重四十多吨,铸造精美,表现出明代劳动人民铸造技术上的高度成就。
公元十五世纪,明代中叶我国已大量生产金属锌。
宋应星的《天工开物·五金》中有关于密封加热冶炼"倭铅"(即锌)方法的记载。
明代的钱币"永乐通宝"(公元1403-1424年)有的含锌高达99%。
欧洲到十八世纪才开始冶炼锌。
宋应星的《天工开物》记载了我国古代冶金技术的许多成就,如冶炼生铁和熟铁(低碳钢)的连续生产工艺,退火、正火、淬火、化学热处理等钢铁热处理工艺和固体渗碳工艺等。
明初规定各省的铁产额为1847万斤,高于历史上记载的水平。
洪武六年(1373)在江西、湖广、山东、广东、陕西、山西等省置冶铁所13处,后增设长沙、茶陵 2处,永乐时又在四川龙州、湖广武昌、直隶遵化、辽东三卫里置冶铁所。
其中著名的是遵化铁厂,明武宗正德六年(1511)时年产生铁48.6万斤,钢27万斤。
明后期,冶铁已用活塞式风箱,并在世界上最早使用焦炭。
锌的冶炼臻于完善,可能已使用硫化铜炼铜。
清代冶金续有发展。
云南铜矿规模宏大,开30余厂,乾隆时年产逾1000万斤。
广东铁厂林立,用瓶型大容积高炉,日产铁最高可达6000斤。
广东佛山镇以铸锅、炒铁、制铁线铁丝等闻名,产品畅销国内外。
陕西南部为新兴冶铁区,设厂于深山老林,亦用大型高炉,并就近制作铁器。
炼钢方面,在灌钢基础上发展为苏钢,质量提高。
明清以来,冶金业的规模远远超过前代,并发展了铸造、锻造、有色金属生产和加工技术,向欧洲出口白铜、锌这些当时还是独特的产品。
不过,清代冶金业与欧洲崛起的资本主义近代冶金工业相比,已日见落后。
这是中国封建制度长期延续、阻碍生产力发展的结果。