钢铁的历史
4000多年前:最初的钢铁
钢是世界上重要的基础应用材料之一,从基础设施和运输,到储存食物的锡铁罐,已经渗透到人类生活的方方面面。4000多年前,古埃及人和美索不达米亚人发现陨铁并利用这个“神的礼物”来作为装饰。2000多年之后,人类才开始用开采的铁矿石来生产铁。
冶炼铁的历史早起源于公元前1800年的印度。公元前约1500年,安纳托利亚的赫梯人开始冶炼铁。公元前约1200年,赫梯王国灭亡,各部落带着他们的炼铁知识分散到欧洲和亚洲,从此“铁器时代”开始。
公元前三世纪:古老的工艺
铁器时代的工匠们并不知道钢铁冶炼的化学过程,冶炼过程十分神秘,结果也依赖于铁匠的技术。技术比较高超的是南印度的铁匠们。早在公元前3世纪,他们用木炭加热坩埚熔炼熟铁,冶炼出“乌兹钢”,时至今日这种材料仍以其质量而闻名。
战争是钢铁发展的推动力
战争是早期钢铁发展的推动力,各国的军队需要强大耐用的兵器和盔甲。包含宝剑、斧头、锯子和凿子在内的的很多器具使用钢铁材料制成后变得更加耐用和高效。
12世纪:高炉炼钢工艺
在12世纪,高炉炼钢等工艺已经在亚洲开始出现。那个时代的大部分炼钢工人已学会用渗碳工艺生产钢铁,即通过长时间加热在锻铁棒表层渗入碳粉以增加合金中的碳含量。这个工艺可能需要持续数天或者数周。尽管钢的需求日益增加,但炼钢仍然是一个缓慢、耗时并且昂贵的工艺过程。到15世纪,钢铁已经在全世界广泛应用。
1740年:坩埚制铁工艺提高了产量
在1740年,一位神秘并且极富创造力的英国青年,本杰明•亨斯曼(Benjamin Huntsman),向英格兰北部的刀剪商透露了新的坩埚制铁工艺。应用粘土埚,也就是坩埚,使棒材的熔炼温度足够高,达到渗碳工艺的要求,同时能够将生产出的钢水铸造成均匀、高质量的铸锭,相对过去,该工艺提高了产量。尽管亨斯曼的发明还未实现低成本、高产量地生产高品质钢的目标,仍需要后人继续努力。但正是他的技术推动英国谢菲尔德成为19到20世纪最大的炼钢中心之一。
18世纪:工业革命带动技术革命
随着工业革命的推进,钢铁的应用范围不断扩大。蒸汽泵和焦炭的供应使得铁成为建筑材料的新宠,而钢则为动力机械时代提供了坚固的工具。亨利·科特的轧制薄板技术,更是拉开了钢铁工业的新篇章。伦敦金属交易所(LME)的兴起,标志着有色金属交易的繁荣。
金属材料对于贸易和运输业发展至关重要,铁路,造船业都要求更高质量的金属件。造船业的供应商—亨利•科特开发了两种具有里程碑意义的生产技术来满足造船需求,并分别在1783和1784年获得专利。第一项技术是通过搅拌搅炼炉内的熔融生铁水提高铁的质量,这种工艺通过减少碳含量,以提高金属韧性并减少脆性。第二项技术是获得最终产品前的金属轧制,相对传统的锤打工艺,轧制后的金属更有韧性并且强度提高。
18世纪末,钢铁的种子随着工业化的浪潮播撒到世界各地。北美、日本等地的拓荒者带着先进的工艺和技术,推动了大规模工业化生产。钢铁不仅在建筑和运输业中扮演了关键角色,还极大地推动了农业机械化。钢制的犁车和蒸汽驱动的设备,让农业面貌焕然一新,开启了机械化时代。
19世纪:钢管与焊接的出现
1815年,威廉•默多克(William Murdock)用废弃的步枪枪膛连接成管网,为伦敦的照明系统输送煤气。他的创举开启了钢管时代,如今钢管已成为现代社会建造油、汽和水运输系统等基础设施的基本材料。人们对钢管密封性越来越高的要求也推动了焊接技术发展,同时也开发出具有良好焊接性、耐高温、强度高的新型钢种。焊接技术的进步,为钢管的广泛应用提供了坚实保障。
钢管和焊接技术的出现,不仅改变了能源输送的方式,也为现代工业和建筑业的发展奠定了基础。它们的结合,使得油、汽和水的运输系统更加安全、高效,极大地推动了社会的进步。
19世纪80年代:迈向工业化生产
19世纪80年代,钢铁工业迎来了革命性的发展。新技术的涌现使得大规模生产成为可能,钢铁生产从缓慢且昂贵的手工过程转变为连续、高效的工业化生产。这不仅提升了钢材的品质和稳定性,也使得钢铁迅速取代铁,广泛应用于铁路、建筑结构等各个领域。随着钢铁生产的革新,巨大的动力涡轮和发电机得以制造,水和蒸汽被用来为工业化提供进一步的动力。这不仅推动了工业化的进程,也标志着电力时代的来临,为现代工业社会的形成奠定了基础。
20世纪:钢铁时代的到来
20世纪初,炼钢业成为重要的产业,科学的进步揭开了钢的神秘面纱。1901年,约翰·皮尔蓬·摩根买下安德鲁·卡内基的钢铁公司,组建了美国钢铁公司,推动了钢铁工业的进一步发展。1912年,克虏伯公司的两位德国工程师发明了不锈钢,合金钢的应用也越来越广泛,钢铁工业迎来了黄金时代。
20世纪60年代:战争之后进入家电时代
在经历了二战期间的经济衰退之后,贸易和工业开始复苏。那些曾为生产坦克和战舰提供钢材的企业开始转向满足家用汽车和电器的消费需求。人口膨胀期恰好也是房地产兴旺的时期。越来越多的人口流向城市,建筑变得更加宽敞高大,而主梁和钢筋混凝土都需要大量钢材。到20世纪60年代,家庭中越来越多地使用家用电器,包括冰箱、冷冻机、洗衣机、烘干机等。此外,还有起源于1955年的钢制集装箱,为船舶、公路、铁路运输提供了强大、安全的方法。
不锈钢的发展历史


