欧洲炼铁技术的进步-向高炉发展的过程

    由古代至中世纪欧洲所用的炼铁炉是两种很不相同的炉子，一是bowl炉和dome炉为代表的炉床炉，另一种就是筒形炉（竖形炉），两者均是炼铁用炉。炉床炉称为莱恩炉或ruppenfeuer炉，竖形炉又称之为铁片炉或沃尔夫炉。
    莱恩炉在欧洲各地使用，以科尔西勘锻冶及卡塔兰锻冶最有名。科尔西勘锻冶用埃尔巴岛的辉铁矿，首先将矿石焙烧、烧结、还原、粉碎，在蹄形炉内炼制成还原铁，这种科尔西勘的莱恩法20世纪初还有些地方存留着（图1）。

图1  科尔西勘冶炼法炉子
    卡塔兰锻冶的发源地是加泰罗尼亚比利牛斯山脉，由巴斯克人的炼铁匠传入相邻的法国各地。炼铁炉是四方形的炉床，中间装有垂直的隔板，在风口的相反方向是装料口，以隔板分开，风口一侧装入木炭与粉矿，另一侧装填铁矿石。将中间隔板拔出时，还原气氛的火焰向矿石方向吹去，在木炭和粉矿一侧喷水、冶炼6h可得到150kg铁，所得铁的收得率是30%。卡塔兰冶炼法在阿里埃日县1840年还有49个地方在生产，产量为6000t铁。由矿石直接炼铁的低筒型炉，20世纪初在瑞典好像保持着原貌，称为农夫炉而留存着(图2)。这样的炉子是北欧的芬兰、瑞典、挪威等国自古使用的，也称之为奥斯蒙炉，在芬兰至今仍留存着，与现代的高炉共存。

  图2  瑞典的农夫炉
    瑞典有关炼铁技术的起源有着各种说法，7世纪时曾被称为铁的母国。原料是用沼铁矿，炉体形状下面的浇口杯是四方形，上面是圆形。筒形炉体，高1.0668m(3.5ft)、上部直径0.7620m(2.5ft)。两个脚踏风箱送风，升温燃料不是木炭，而是柴，柴在炉内炭化，在粉碎的矿石周边堆积，炼制生铁。14世纪以来，奥斯蒙铁由德国商人在吕贝克等地冶锻加工，从这里再输出。了解更多的有关世界著名钢厂（瑞典乌德霍姆UDDEHOLM工具钢、日本大同模具钢、德国葛利兹模具钢、美国熔炉斯伯粉末工具钢、日本不二越高速钢、日立模具钢等）的最新产品动态资讯，敬请关注东莞市弘超模具科技有限公司模具钢材专业网站www.hongchao-dg.cn。
    铁片炉是否是在没有筒形炉的地区由古老的炼铁炉发展起来的呢？此点尚不明确，在罗马等地筒形炉与铁片炉两者均有。铁片炉后来成为高炉发展的原形炉，是欧洲产业革命具有原动力作用的炉型（图3）。

图3  Agricola的铁片炉
    铁片炉在德国大规模开采铁矿的地区使用，炉体高度增加，产量也增大。这样的地区从奥地利中部直到南斯拉夫最西部的Noricum，这个地区是以出产优质铁矿而知名的，罗马帝国末期的日耳曼民族大迁移之前，由凯尔特人操作炼铁业。以后斯拉夫及各日耳曼种族为争夺这个地区的统治权反复争斗，结果在788年由Frankish Kingdom的领袖统治了Noricum地区，这里便由Frankish人管辖。在Noricum生产的铁，除了制作武器，还制造犁以及牛马的蹄铁等。在建立起欧洲中世封建社会经济基础的同时，村村兴起锻冶工业，制造蹄铁等，走向工业化大量生产。Noricum以后成为施蒂里亚和克恩滕那样欧洲知名的炼铁业中心。图4为罗马帝国的军团和铁产地，见题图(+军团，○中的数字是军团编号；----Populonia帝国的版图（最大时）；▲铁产地)。
    10世纪以后，欧洲各地炼铁业兴盛，中世纪在欧洲的炼铁业发展中，修道院起了不小的作用，修道士们提倡热爱劳动，又有知识，对于利用机械提高劳动生产率都有贡献。
    施蒂里亚及克恩滕的铁片炉，是从炉顶交替装入铁矿石和木炭，下部的风口用风箱吹入空气，18h作业后炉底生成铁块(土钢，300kg)，从炉体下部取出。
    在诞生了高炉以后铁片炉仍留存至19世纪中叶，最早铁片炉的高度在3.05m(1Oft)以下，以后发展到5.79~7.32m(19~24ft)。16世纪的标准高度是3.3m。萨克森人亚格雷柯拉的名著“De re metallica”中对中世纪的炼铁技术有详尽描述。作者推测铁片炉的炉底一定有除湿的空洞（风箱炼铁炉形状像小船那样的部件）。
    把铁片炉的作业条件做些改变，也即降低风口使之缓缓倾斜，矿石的装入量少些，不断的排渣，进行冶炼，浇注铁块时也不中断作业，连续地送风，这种炉子称为Blauofen，这种炉子与铁片炉高度相同，可作为铁片炉用，也可作为高炉使用。
    在克恩滕地区，16世纪的铁片炉发展转向高炉，建立只有冶制生铁用的筒形炉，这种炉有封闭的炉胸，称为Flossofen。高度为3.66~4.27m( 12~14ft)。有风口1个，炉腹直径0.91m(3ft)，炉床直径0.46m(18in)，炉子用耐火的花岗岩做成，此种炉子不久以后增加高度，向高炉发展。

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