古代認識鐵始於鐵隕石 稱天空落下的「天鐵」(圖)


小天体撞击地球2(16:9)
古代認識鐵始於鐵隕石 稱天空落下的「天鐵」(圖片來源:Adobe stock)

鐵鋼在人們的生活中無處不在,無論工業、製造業或是日常生活它都是不可缺少的重要材料,鋼產量甚至是綜合國力的標誌之一。而人類最早發現的帶有神秘色彩、是從天空落下來「上天賜與」的隕石

上古人類對的認識和記載

鐵礦石是地殼主要組成成分之一,鐵在自然界中分布極為廣泛,但天然單質狀態的鐵在地球上非常稀少,而且它容易氧化生鏽,加上熔點又比銅高得多,就使得鐵比銅難於熔煉。

人類最早發現的鐵是從天空落下來的隕石,隕石中含鐵的百分比很高,是鐵和鎳、鈷等金屬的混合物,鐵被視為一種帶有神秘色彩的珍貴金屬。

古代兩河流域的蘇美爾人把鐵稱為「天上的銅」,公元前2000年赫梯人的楔形文字有一段文獻、記載了當時的金屬產地,特別強調說鐵是採自天上的。同一時期的埃及紙草書也記錄了天上落下石塊和鐵塊,埃及人建造金字塔時就應用了隕鐵,還將其稱為「天鐵」。

古希臘大詩人荷馬在《伊利亞特》中記載,在一次競技會上曾把一塊粗糙的鐵作為獎品贈給優勝者。那時希臘還處於青銅時代,這塊粗糙的鐵很可能就是隕鐵。古代阿拉伯人曾說過:「鐵是出產在天上。」

中國史書記載了700多次隕石降落,其中公元前368年(秦獻公十七年)、公元1064年(北宋治平元年)、公元1321年(元至治元年)、公元1350年(元至正十年)記錄了鐵隕石。古老文明很早就認識到了隕石來自天外,並已經會使用隕鐵了。

鐵曾與黃金同價

公元前1290年,埃及國王致信赫梯國王要求提供一些鐵,赫梯國王回信答應給他提供一把劍,但要求用黃金來交換,可見當時鐵是一種非常貴重的金屬。赫梯國王把鐵視為專利,不許外傳,以至在一段時間裏,鐵的產量極少,貴如黃金,其價格竟是黃銅的60倍。鐵器只被當作珍貴禮品在一些國家的宮廷裡傳送。而赫梯人打擊敵人最有效的武器是戰車,在戰場上,他們驅趕披著鐵甲的馬拉戰車衝鋒陷陣,所向披靡。

古代中國鐵器應用始於春秋時代

戰國中期以後,鐵器已取代銅器成為主要的生產工具。《管子.海王篇》說「一女必有一針、一刀」「耕者必有一耒、一耜、一銚」。鐵器得到普遍應用。

在公元前4世紀,伊比利亞半島就出產了像利刃彎刀這種鋼兵器,而古羅馬軍隊則在用諾裡庫姆出產的鋼兵器。

中國人在春秋晚期戰國時代就懂得用淬火來硬化鐵器。煉鋼在中國已有2500多年的歷史。《史記.禮書》和《苟子.議兵篇》中談到,楚國的宛(今河南省南陽)出產的兵器刃鋒像「蜂刺」一樣厲害。

西漢時興起了大規模的「百煉鋼」,增加了反覆加熱鍛打的次數,使夾雜物減少、細化和均勻化增強。「百煉成鋼」「千錘百煉」成語由此而來。

兩晉南北朝時期出現了以灌鋼為主的煉鋼技術。明代延續了這種灌鋼的冶煉方法,中國的鋼鐵技術在宋代已達到了年產上萬噸的水平。日本從中國的吳越之地學會了手工鋼的鍛鐵技術,從此開始了出口手工鋼的歷史。

轉爐煉鋼令世界進入鋼鐵時代

現代煉鋼法卻源於1856年英國人貝塞麥發明的酸性底吹轉爐煉鋼法。貝塞麥是個有趣的人,20歲發明郵票印刷的新方法,後來投入煉鋼法研究,成為一名冶金學家。他發現,將融化的生鐵放進轉爐內吹入高壓空氣,便可燃燒掉生鐵所含的硅、錳、磷、碳而煉成鋼。他首創了這種大量產鋼的方法,此後這一先進方法使世界進入鋼鐵時代。

1879年英國人托馬斯發明瞭鹼性空氣底吹轉爐煉鋼法,成功解決了冶煉高磷生鐵的問題。

20世紀80年代中後期,西歐、日、美等相繼開發成功了頂底復吹氧氣轉爐煉鋼方法。氧氣由頂部氧槍供入,同時由爐底噴口吹入氬、氮等氣體對熔池進行攪拌。目前世界上較大容量的轉爐,大多數採用了頂底復吹轉爐煉鋼工藝。

責任編輯:任鳳鳴

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