耐火材料-耐火砖的发展史
战国今后，因为冶铁技能的前进，社会经济制度的革新，社会上关于铁器需求量的添加，铁矿的挖掘，铁的锻炼和铸造成为联系国计民生的重要手工业，因此，冶铁业开端开展起来。在战国时代开发的铁矿现已不少，战国时代的作品《山海经·五藏山经》所载产铁之山就有37处，记录属南阳的就有“帝?NF9A5?之山 ‘其阴多铁’”，约在今河南省泌阳县和南阳县之间;另一处即“兔床之山，‘其阳多铁’”，约在今嵩县和南阳县之间。战国时代各国都有冶铁手工业，其间韩、楚两国的冶铁手工业最为兴旺，出名的冶铁手工业地址也最多，其时的南阳现已成为战国时代出名的冶铁中心。《荀子·议兵篇》记载：“宛钜铁(钅也)，惨如蜂虿。”至秦汉时期，铁器和冶铁技能在广阔区域现已得到了广泛的传达和运用。从考古中发现，西汉初年铁制耕具和东西已替代了铜、骨、石、木器，到西汉中期，跟着冶铁技能的开展，锻铁东西增多，铁武器也逐步占有了首要地位，直至东汉，首要的武器悉数为钢铁所制，然后完成了武器和出产东西的铁器化进程。?西汉初年，冶铁业可听任商人运营。魏国的孔氏原运营冶铁业，秦灭魏后，被强行迁到南阳，靠冶铁成为巨富。西汉武帝时，武帝委任南阳的大冶铁商孔仅为“大农丞，领盐、铁事”，管理全国的盐铁业，南阳成为全国建立铁官的手工业基地之一。在南阳瓦房庄开掘的汉代冶铁遗址中，就曾发现西汉时期的冶铁遗物(熔炉基、耐火砖、鼓风管、铸造用的模具及铁器，包含铁犁铧、铁耧铧、铁锸、锛、斧等)。至东汉，南阳的冶铁业在西汉基础上，冶铁作坊数量增多，规划空前扩展，技能显著进步。建国后在南阳附近发现的冶铁遗址就有：南阳市北关瓦房庄铸铁作坊遗址，桐柏张陂村的大张陂冶铁遗址，桐柏县铁炉村遗址，南召县太山庙、草店冶铁遗址，方城县赵河村冶铁遗址，镇平县安国城铁范、铁铸件遗址，西峡县白石尖冶铁石等。1959～1960年南阳市北关瓦房庄开掘的汉代冶铁遗址，首要遗址面积达2800m?2，发现了很多的冶铁遗址和遗物，其间熔炉9座，炒钢炉8座，锻炉1座。发现在其时的出产条件下冶铁过程中运用了热鼓风炉，这是我国前期运用的节省热能的熔炉。铸造运用的模和范近40种。由文物考古开掘的遗物可见，在其时南阳现已成为全国的冶铸中心。
二、 冶铁技能、工艺的开展
冶铁技能在秦汉时期得到进一步的开展。高炉炼铁已成为一种经济而有用的炼铁办法。高炉炼铁从上边装料，下部鼓风，构成炉料下降和煤气上升的相对运动。燃料发生的高温煤气穿过料层上升，把热量传给炉料，其间所含一氧化碳一起对氧化铁起复原效果。这样燃料的热能和化学能一起得到比较充沛的运用，基层的炉料被逐步复原以致熔化，上层的炉料便从炉顶缓缓下降，燃料被预热而能到达更高的燃烧温度。这确是一种比较合理的锻炼办法，因此具有强大的生命力而长时刻撒播。其锻炼水平的开展表现在以下几个方面：
榜首，高炉炼铁中的筑炉技能到达了较高的水平。有的用含三氧化硅较高的黄色或红色耐火粘土烧成的长方形或弧形的耐火砖砌筑。南阳瓦房庄遗址出土的耐火砖，在不同部位耐火砖所用的资料、厚度、形状均不相同。有的用直径0.3～0.5cm的白色石英砂粒并掺有少数的细砂。有的用草拌泥、黄粘土及很多的石英砂混合而成，所用石英砂不只有天然的，并且还有通过加工破碎的。这些耐火砖耐火强度到达1463℃～1469℃之间，这显然是耐火土中掺入了含有二氧化硅适当高的砂石的成果。这种含二氧化硅适当高的酸性耐火资料，从我国古代高炉所出大都是酸性炉渣来看，是适宜的。
第二，高炉炼铁所用质料大部分已进行了加工。锻炼工人从长时刻的实践经验中发现，炉料的粒度规整能够削减对煤气的阻力。因此，在锻炼之前，就要对质料进行加工，在桐柏县张畈村遗址中，曾挖出数以千吨计的矿石粉末，说明其时已十分注意对矿石的加工。
除了高炉炼铁外，在西汉时期还发现有坩埚炼铁技能。南阳市北关瓦房庄遗址中，就发现坩埚炼炉17座，其间3座较无缺，都近似长方形。其间一座长3.6米，宽 1.82米，深度残存0.82米。炉的修建办法是，就地面挖出长方坑，留下炉门，周壁通过夯打后再涂薄泥一层。炉顶用弧形的耐火砖砌成，砖的巨细不同，砖的内面敷有一层厚约1厘米的耐火泥，泥的外表还留有很薄的灰白色岩浆，砖的反面涂有较厚(约5厘米)的草拌泥。有一部分是用土坯和草拌泥券成。炉由门、池、窑膛、烟囱四部分组成。门在炉的最前端，当是用来装炉和通风的，左右两壁都经火烧，已成砖灰色。池在门内，周壁也烧成砖灰色，池底留有厚约1厘米的细砂，当是用作燃烧时的“风窝”的。炉膛为长方形，周壁糊有草拌泥，火烧较轻，当是盛放成行摆放的坩埚和木柴、木炭等燃料的，炉的后部设有3个烟囱，当是排出炉烟用的。有的炉内填满木柴灰，有的炉底堆有很多烧土块和砖瓦碎片。发现坩埚3件，都是椭圆形的圜底陶罐，罐外敷有草拌泥厚约3～4厘米，泥的内部烧成红砖色，外表则成亮光的深黑色，并存有一层灰白色亮光岩浆。另在一坩埚的内壁还粘有铁渣的碎块。从炼炉的结构以及撒播到后世的坩埚炼铁法，能够推知其时的炼铁办法是：先用碎块矿石和木炭以及助溶剂混合配好，装入坩埚，装炉前，先在炉底铺上一层适当数量的砖瓦碎片，使炉底通风;并留出许多“火口”放进易燃物，以便燃烧，接着就铺上一层木炭，在木炭上装置成行坩埚;然后在这层坩埚之上再铺上一层木炭，在木炭上再装置成行坩埚，待炉装满，便能够从“火口”燃烧，并加以鼓风，使坩埚中矿石复原溶化成生铁。?第三，鼓风技能的开展。高炉炼铁和冶铁技能的开展，与鼓风技能的改善是分不开的。我国古代炼铁高炉是用皮制的“橐”作为鼓风器的。跟着时刻的推移以及经验的堆集，人们逐步改变了鼓风的办法。在大型的锻炼炉中不止有一个鼓风器，而是添加鼓风器和鼓风管，使得炉中燃料充沛燃烧，进步炉子的温度，加速锻炼的进程。
在瓦房庄的冶铁遗址中，有很多的鼓风管出土，其间有一部分带有弯头的陶制鼓风管，粗端内径约 100mm，细端内径为50mm，长约400mm。因为陶胎鼓风管下测泥层被烧琉，经测定，其烧琉温度当为1250℃～1280℃之间。从此温度及挖掘出的什物可判别，汉代南阳冶铁炉装有热鼓风装置(《南阳汉代冶铁》，中州古籍出版社，1995年12月，第23页。)。这种装置运用炉口余热把风管内凉风变成热风鼓进熔炉，既进步了熔炉温度，又缩短了锻炼时刻，进步了铁水质量。就鼓风动力而言，呈现了“人排”鼓风动力，畜力鼓风，如“马排”、“牛排”等。东汉建武七年(31)，杜诗任南阳太守，发明了用水力鼓风的“水排”，并进行了推行。运用水排鼓风，铸造耕具，比用人力鼓风要“用力少，见功多”，并取得杰出的效果。如今开掘的桐柏县张畈村的冶铁遗址距矿山较远，而是建在河流旁，很可能就是运用“水排”来鼓风的原因。水排的发明和运用，不只进步了鼓风才能，并且大大降低了本钱，因此长时刻被冶铁工业所沿袭。像这样以水为动力的鼓风机械，欧州在1100多年后才呈现。?
鼓风技能的改善，促进了冶铁技能的开展。除了冶铸生铁技能的快速开展之外，还发明了铸铁柔化工艺，呈现了灰口铸铁及球墨铸铁。在南阳市北关瓦房庄汉代冶铁遗址出土的铁器中，经剖析查验，能够看到汉代的耕具首要选用可锻铸铁。在其间查验的12件耕具中，有9件是可锻铸铁，2件是铸铁脱碳钢，1件是白口铁。这表明在铸铁中现已选用了柔化技能。从质量上看，其时的铸铁柔化技能已适当安稳。在瓦房庄冶铁遗址的东汉地层中出土的135号铁钁，它的石墨安排虽不是出自铸态，而是在高温退火时构成的，但形状规矩挨近球状，边际也很润滑，然后进步了工件的机械功能。
炒钢、铸铁脱碳钢及铸造技能
为了习惯社会对钢铁制品的需求，到西汉后期已发明了“炒钢”技能。这种技能把生铁加热到熔化或根本熔化的状态下加以炒炼，使铁脱碳成钢或熟铁。?
在南阳市方城县赵河村汉代冶铁遗址中也曾发现与巩县铁生沟汉代冶铁遗址中相同的炉型6座。这种炒铁炉容积小，呈缶形，温度能够会集;挖入地下成为地炉，散热少，有利于温度升高;炉下部作“缶底”状，是为了便于装料拌和。此外，在南阳市北关瓦房庄冶铁遗址中也发现几座炒钢炉，形制和构筑办法迥然不同，炉底还有铁块。从这个遗址开掘内容看，南阳瓦房庄的冶铁作坊中，不只铸造铁器，并且还用生铁炒钢或熟铁，以此锻制东西和其他构件。在此遗址中还出土有凿、钁等，当是该作坊克己的凿、钁等。通过考古资料证明，到东汉时期，炒钢技能已很遍及。南阳东郊曾出土一件东汉铁刀，形制较特别，相似炊事用刀，刀身有一道平行于刃部的锻接痕迹，刀宽11?2厘米，长约17厘米，刀背厚约0?5厘米，保存较无缺，是用炒钢锻制而成(河南省博物馆等：《河南汉代冶铁技能初探》，《考古学报》1978年第1期。)。?
西汉后期现已发明了简便的炒钢炉，将生铁炒炼老练铁或钢的技能开展，标志着炼钢技能开展到了一个新的阶段，使得钢材的产值大大进步，这关于其时出产东西的改善，钢制品的推行均具有重要的含义。 ?
古代炼钢以含碳量低的块炼铁或熟铁为质料，选用渗碳的办法炼制成钢(现在依然运用此法) ，一种即以含碳量高的生铁为质料，在固体状态下脱碳制钢。战国时代现已选用了柔化处理工艺，将生铁进行脱碳退火，得到了脱碳不完全的铸铁脱碳钢件(李众：《我国封建社会前期钢铁锻炼技能开展的讨论》，《考古学报》，1975年第2期。)，至汉代依然运用这一工艺。如，南阳瓦房庄冶铁遗址所出土的铁斧，中心是白口安排，表层是钢的成份。相似这样的铁器在其他遗址里也有发现。它们都是用白口铁坯件，在氧化气氛下退火，使外层脱碳，由外至内依次成为纯铁素体、亚共析、共析安排，因为脱碳不完全，内部依然是铁，实践上是一种由钢和铁组成的复合资料。另一种状况是脱碳比较完全，已悉数铲除白口安排，但内层分出部分石墨。如南阳瓦房庄出土的一件铁凿，从外形看是铸件，外表金相剖析是钢的安排，很简单误认为是钢铸件。在汉代其时的技能条件下，没有高于1500℃的高温文相应的耐火资料，是不可能呈现液态铸钢的。南阳瓦房庄出土的另一件铁凿，经查验，基体为过共析钢，内层残留石墨，证明它是经脱碳而成的钢质东西。别的，在南阳瓦房庄冶铁遗址中还有成形的薄铁板出土，这些铁板实践是通过脱碳热处理的已成为含碳较低的钢板，能够锻打成器，实践上是发明了一种新的制钢工艺。这样就扩展了生铁的运用范围，添加了优质钢材的来历，关于钢铁出产有严重的效果。?
铸铁的热处理技能在汉代有很大的开展，并臻于老练。在南阳瓦房庄冶铁遗址中所开掘的9件
耕具，经查验8件为黑心耐性铸铁，质量杰出，有一些与现代黑心耐性铸铁已无大的不同。还有一部分白心耐性铸铁，白心耐性铸铁可制造耐冲击、功能杰出的手工东西，黑心耐性铸铁可制造耐磨的耕具。在铸制的铁器中有一部分铁锸、铁耧铧、铁钁即为白心耐性铸铁。?
从发现的汉代冶铁遗址来看，其时的作坊有以炼铁为主而兼铸铁器的，也有专门铸造铁器的。而最初的铁铸件，是由炼铁炉的铁水直接浇铸。在汉代，呈现了专门的化铁炉，这关于进步熔铁的质量，取得优质铸件，有很大的优点。从南阳瓦房庄遗址看，化铁炉的结构和筑炉资料与炼铁炉有明显的差异，说明其时的炼铁与化铁的分工已很清晰。巩义市兴旺耐火资料厂专业出产各种耐火砖、粘土耐火砖、浇注料、轻质砖、耐磨浇注料、轻质耐火砖、高铝砖、粘土砖、高铝耐火砖及各种耐火资料等，巩义市兴旺耐火资料厂产品首要用于冶金、化工、石油、钢铁、水泥建材等职业。我厂出产的耐火砖质量契合国家标准，也可根据用户要求及设计部门供给的特别要求出产。产品广泛服务于建材、冶金、电力、石化等国民经济基础职业和废物燃烧、余热发电等新式节能环保工业，成为职业归纳竞争力最强的科技先导型企业之一，为职业开展起到了引领和示范效果。
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