初期矿砂冶炼法的形成-脚踏风箱式炼铁技术在日本的发展

    日本古代矿砂炼铁法有两种，一种是以生产粗钢为目的，另一种是以生产生铁为目的。
日本炼铁业起源于公元6世纪前后，以比较成熟的状态由大陆通过朝鲜半岛传入，炉型近似于箱式，全部使用风箱。日本自古的炼铁法称为“脚踏风箱式炼铁”，这个词汇在日本古书《古事记》等中也有记载。
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    脚踏风箱式炼铁继承了国外传入的技术。在长达1000年的历史中不断改进，形成了独特的日本式炼铁方法，其特征举例如下：
    ⑴、箱型炉为高1m、宽1m、长约3m的长方形箱形炉；
    ⑵、以铁矿砂作为原料，用木炭还原，窑土作造渣剂，由炉壁寿命决定其作业天数，一次作业结束后再筑新炉；
    ⑶、炉的地下构造逐步改良充实，有称为本床、小舟等独特构造的炉床；
    ⑷、冶炼方法有直接冶炼成粗钢的，也有先冶炼生铁，然后再加工成熟铁的日本式间接炼钢法；
    ⑸、风箱不断地改进，直至江户中期以后用天平风箱，到明治为止除用人工作动力外，没有其他动力。
    图1、图2是近世脚踏风箱式炼铁炉的外炉及断面构造。

图1 近世脚踏风箱式冶炼炉的外观

图2 近世脚踏风箱式冶炼炉的断面结构
    冶炼得到生铁还是熟铁由温度及还原气氛决定。随着温度上升还原铁吸收碳的速度增加，由熟铁向钢、生铁变化。在早期炼铁时代，由于温度低，熟铁是主要产品。由于钢的碳含量处于熟铁和生铁的中间，因此形成稳定的生产工艺在技术上反而有难度，操作条件不当时生成近似熟铁的软钢，或反之吸碳过多炼成了生铁。了解更多相关资讯，敬请关注东莞弘超模具钢材专业网站www.hongchao-dg.cn。
    这种方法若把钢作为目的，其实是用作刀具材料，按现代技术进行评述，便是炼制含1%~1.5%C钢的直接炼钢法。将此种材料锻打成碳含量为0.5%~1.2%的刀具。
    上述冶炼方法可能是室町时代（むろまちじだい 1338年－1573年）末期，也即応永至天文年间形成的，此前也有粗钢、生铁的生产，但没有钢的批量生产技术。这个时期，千草钢（播磨）、出羽钢（石見）作为日本刀的原材料很有名。日本的中国地方山地部建设了这种炉子，发展了冶炼技术，中国山地渐渐成为日本的炼铁中心，因为中国山地地区有适于冶炼的丰富的铁矿砂（“中国地方”为日本某地区的名称——译者注）。

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