鋼起源于什么時(shí)候?

【專家解說】：西周時(shí)期 我國(guó)冶鐵術(shù)大約發(fā)明于西周時(shí)期，比歐洲晚，可是它一經(jīng)發(fā)明，不久就出現(xiàn)了生鐵，后來者居上，使我國(guó)成為世界上最早發(fā)明并使用生鐵的國(guó)家。 1964年，江蘇六合程橋鎮(zhèn)出土一件春秋晚期的鐵塊，經(jīng)鑒定是白口生鐵。這是到現(xiàn)在為止我國(guó)出土并且經(jīng)過科學(xué)分析的最早生鐵實(shí)物。戰(zhàn)國(guó)中晚期，鐵器在我國(guó)農(nóng)業(yè)、手工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了主導(dǎo)地位。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前出土的戰(zhàn)國(guó)鐵質(zhì)生產(chǎn)工具大約十六種左右，其中多數(shù)是生鐵和它的柔化處理件，塊煉鐵處于輔助地位。這表明這時(shí)我國(guó)生鐵生產(chǎn)已經(jīng)有了比較大的發(fā)展。 我國(guó)生鐵技術(shù)發(fā)明比較早的原因是多方面的，我們以為在技術(shù)上至少應(yīng)包括以下幾點(diǎn):一是我國(guó)冶銅術(shù)中很早就使用了比較強(qiáng)的鼓風(fēng)裝置。二是很早就對(duì)冶煉用的原料進(jìn)行了比較好的選擇和處理。三是很早就發(fā)明了比較高大的冶煉豎爐。一般認(rèn)為，我國(guó)生鐵技術(shù)的發(fā)明和發(fā)展同青銅技術(shù)有密切的關(guān)系。 說起冶金，學(xué)過化學(xué)的人可以說無人不知無人不曉。冶金就是冶煉金屬，古代的冶金是用焙燒、熔煉的方法，把礦石中的金屬提取出來。例如，煉鐵就是將含鐵的礦石(鐵礦石)和木炭或焦炭混合，在高溫下使氧化鐵還原成鐵。很明顯，冶金實(shí)質(zhì)上是一種化學(xué)反應(yīng)。古人雖然不太了解這種變化的實(shí)質(zhì)，但他們?cè)趯?shí)踐中已經(jīng)初步掌握了這種方法，他們?cè)谝苯疬^程中實(shí)際上是在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的操作。從這個(gè)意義上說，古代從事冶金的人是化學(xué)工藝家，或者說是化學(xué)手藝人，而冶金本身則是原始的化學(xué)工藝。 冶金人的武器是什么呢?我們已經(jīng)知道，冶金需要高溫，這就需要有能夠達(dá)到很高溫度的冶金爐，而要獲得高溫，非有鼓風(fēng)設(shè)備不可。這就是說，冶金人的主要武器是冶金鼓風(fēng)爐。 以我國(guó)來說，在公元前6世紀(jì)，就有了冶鐵術(shù)的記載，到漢代冶鐵術(shù)已有很大發(fā)展。熔化鐵需要高溫，由此推測(cè)，當(dāng)時(shí)可能已經(jīng)有了冶鐵鼓風(fēng)爐。鼓風(fēng)爐，重要的是鼓風(fēng)設(shè)備。最初的鼓風(fēng)設(shè)備是個(gè)特制的大皮橐，用力壓皮橐，空氣從中壓出，通過竹管吹到煉鐵爐中。 由于煉鐵爐需要不斷吹進(jìn)大量空氣，而人力鼓風(fēng)太費(fèi)力了。大約在公元初年，南陽(yáng)太守杜詩(shī)，實(shí)地總結(jié)了煉鐵工人的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)明了“水排”，也就是水力鼓風(fēng)設(shè)備。后世的許多總結(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)書，都講到“水排”。水排的原理，簡(jiǎn)單地說，就是利用水流推動(dòng)一個(gè)裝有葉板的大輪子，把水力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)大輪子轉(zhuǎn)動(dòng)通過一系列機(jī)械裝置帶動(dòng)上面的輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)鼓風(fēng)設(shè)備鼓風(fēng)。我國(guó)著名農(nóng)學(xué)家徐光啟的《農(nóng)政全書》一書中，有“水排”的圖形，見下圖所示: 皮橐是一種很原始的鼓風(fēng)設(shè)備。隨著實(shí)踐的發(fā)展，鼓風(fēng)設(shè)備不斷進(jìn)步，從皮橐發(fā)展為“木扇”，這種“木扇”已經(jīng)是簡(jiǎn)單的風(fēng)箱了，它通過木制的箱蓋板的開閉鼓風(fēng)(見上圖)。用木制設(shè)備比用皮，材料比較容易得到。進(jìn)一步發(fā)展，便是風(fēng)箱了。風(fēng)箱發(fā)明的年代已不能確切知道。1637年，在宋應(yīng)星的名著《天工開物》一書中，已經(jīng)畫出了風(fēng)箱圖，從圖中所見，這種風(fēng)箱已經(jīng)和現(xiàn)代手工業(yè)工人用的手風(fēng)箱的形式一樣了。詳見下圖。 圖中表示:風(fēng)箱與冶金爐相接，風(fēng)箱向爐內(nèi)鼓風(fēng)，提高溫度，熔化的金屬流入土槽中。 風(fēng)箱的制造原理很簡(jiǎn)單(見下圖):做一個(gè)長(zhǎng)方形木箱，箱內(nèi)裝一個(gè)可以推拉的大活塞，拉手露在箱外便于推拉;箱的兩端有通風(fēng)口，各裝上一個(gè)只能向內(nèi)開閉的活門，(圖中2、3)，在箱的下部或側(cè)部裝一個(gè)通氣管，通氣管的側(cè)面有一個(gè)吹風(fēng)口，通氣管兩端各有只能向下或向上開閉的活門(圖中4、5)。活塞向前推，活塞后面空氣變得稀薄，箱外空氣推開活門2進(jìn)入箱內(nèi)，與此同時(shí)，活塞前的空氣被壓縮，推開活門4進(jìn)入通氣管由吹風(fēng)口吹出?；钊蚝罄諝鈮洪_活門3進(jìn)入箱內(nèi)，箱內(nèi)空氣推開活門5進(jìn)入通氣管由吹風(fēng)口吹出?？傊钊煌埔焕?，箱內(nèi)空氣均能壓送出去。用風(fēng)箱鼓風(fēng)，使冶金爐內(nèi)空氣量加大，也就是送氧氣量加大，可以使火越燒越旺。 單有爐子還不行，有了爐子還得有燃料。爐子只是一種能量轉(zhuǎn)化裝置，例如，燒煤的爐子，是通過煤的燃燒提供熱能的，爐子本身僅僅是供作煤燃燒的設(shè)備。這就是說，煤爐的能量來源是煤，而不是爐子，如果沒有煤只有爐子，是不能取暖也不能燒水做飯的。居家過日子的人都知道，買了爐子還要買煤，就是這個(gè)道理。煤是燃料，也叫能源，能源(或說燃料)是能夠產(chǎn)生能量的資源，它是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是煉鐵的重要手段。中國(guó)古代煉鐵，起初使用木炭，后來發(fā)現(xiàn)了煤(稱為石炭)，逐步用煤炭代替了木炭。西漢時(shí)，有的書中已有了開采煤炭和利用煤炭煉鐵的正式記載。這說明，煤炭也是冶金人的重要武器之一。