¿Qué es la tecnología metalúrgica?
1. Fundición de bronce
Se puede decir que la cerámica de bronce desde las dinastías Shang y Zhou hasta el período de los Reinos Combatientes, considerada un símbolo de la antigua civilización china, se fabricó utilizando tecnología de fundición en un sentido. Aunque China comenzó a fundir bronce unos mil años más tarde que Occidente, lo alcanzó por detrás y su nivel de fundición pronto superó al de Occidente.
Desde el ding cuadrado de Simuwu de 875 kilogramos, el exquisito plato Zenghou Yizun, la gran campana suixiana, hasta un gran número de vasijas rituales, utensilios cotidianos, carruajes y caballos, armas, herramientas de producción, etc., Se puede ver que en ese momento China dominaba la tecnología de fundición mediante la utilización integral de fundición en barro, fundición dividida, método de cera perdida, soldadura fuerte y fuerte, y es líder mundial en tecnología de fundición y fundición. "Kaogongji" registra: "El oro tiene seis qi. Su oro y estaño se dividen en seis partes, lo que se llama Qi de Zhongding. Su oro y estaño se dividen en cinco partes, que es el hacha Qi Jin. Su oro y estaño Se dividen en cuatro partes, que es el Qi de Geji. Un tercio es oro y estaño, que se llama Qi de la Gran Espada. El segundo es el Qi de oro y estaño, que es mitad oro y mitad. Estaño. Se llama espejo. Un resumen científico empírico de las proporciones de aleación. Esto muestra que en ese momento China se había dado cuenta de la relación entre la composición de la aleación y las propiedades y usos del bronce, y había controlado cuantitativamente la proporción de cobre y estaño para obtener aleaciones de bronce con diferentes propiedades y adecuadas para diferentes usos.
"Hua Wang Gongji" también registra: "Al fundir oro, el oro y el estaño se agotan, seguidos por el amarillo y el blanco; la energía amarilla y blanca se agota, seguida por el azul y el blanco; el azul y el La energía blanca se agota, seguida de la verde, y luego se puede fundir". Esto muestra que en ese momento, el conocimiento de juzgar si el bronce se fundió a un nivel puro ya se dominaba basándose en el color de la llama. Este era el Origen del método de identificación de llama en la química posterior. De aquí proviene el dicho "perfecto en la carrera".
Otro logro importante en la fundición de cobre es la hidrometalurgia del cobre, también conocida como método del cobre biliar. Este es un método descubierto por los alquimistas para fundir cobre mediante la reacción de sustitución de iones de cobre por hierro. El flujo del proceso consiste en disolver sulfato de cobre o carbonato de cobre (anteriormente conocido como Zeng Qing, vitriolo biliar, cálculo biliar, etc.). ) haga agua biliar en agua y luego arroje el bloque de hierro en la solución. Debido a que el hierro es químicamente más reactivo que el cobre, los iones de hierro desplazan al cobre. Esta es la hidrometalurgia más antigua del mundo y este método se ha utilizado para la producción de cobre a gran escala en la dinastía Song.
2. Fundición de hierro fundido
Aunque la fundición de hierro a granel en China comenzó en el siglo VI a. C., unos 900 años más tarde que en Occidente, la tecnología para fundir hierro fundido. es anterior al de Europa en 2000. La invención del hierro fundido apareció en China en el siglo V a.C. y en Europa en el siglo XV d.C. Debido a que el rendimiento del hierro fundido es mucho mayor que el del hierro en trozos, la verdadera Edad del Hierro no comenzó hasta después del nacimiento del hierro fundido. La historia del desarrollo social muestra que la aparición del hierro fundido es un símbolo importante de la mejora de la productividad social y el progreso social. A China sólo le llevó alrededor de un siglo inventar el hierro fundido a partir de hierro en trozos, mientras que a Occidente le llevó casi 3.000 años. La antigua tecnología china de fabricación de hierro se desarrolló tan rápidamente que fue única en el mundo. Bernard, el famoso historiador de la ciencia británico, dijo que ésta es la única excepción en la historia de la fabricación de hierro en el mundo.
Debido a que el arrabio contiene un alto contenido de carbono, es duro y quebradizo, no resistente al impacto y se daña fácilmente. Para mejorar el rendimiento del arrabio, China inventó una serie de tecnologías de procesamiento de arrabio en la antigüedad:
Entre ellas, la primera fue la tecnología de ablandamiento de hierro fundido que surgió durante el Período de los Reinos Combatientes. Esta tecnología se puede dividir en dos categorías: una es descarburar el arrabio en una atmósfera oxidante para convertirlo en hierro dúctil de núcleo blanco y la otra es grafitizar el arrabio en una atmósfera oxidante neutra o débil para convertirlo en negro; núcleo de hierro dúctil. En Occidente, la tecnología de producción de hierro dúctil con núcleo blanco fue descrita por primera vez por los franceses en 1722, y el hierro dúctil con núcleo negro apareció en los Estados Unidos en 1831. En la dinastía Han, se lograron nuevos avances en el ablandamiento del hierro fundido y se formó un proceso de producción de descarburación del hierro fundido que se puede utilizar para producir directamente varios aceros de bajo, medio y alto carbono mediante tratamiento térmico. Desde entonces, China se ha convertido en el principal productor de acero del mundo. Con el desarrollo del transporte y el comercio entre China y países extranjeros, sus productos también se envían a países vecinos, Asia Central, Asia Occidental y Arabia.
Otra tecnología destacada de procesamiento de arrabio es la voladura de acero, que era el método principal para convertir el arrabio en acero o hierro forjado en la antigua China y se inventó a finales de la dinastía Han Occidental. El método consiste en calentar arrabio hasta un estado líquido o semilíquido y agitarlo continuamente para que el carbono y las impurezas del arrabio se oxiden continuamente, obteniendo así acero o hierro forjado. Los sitios de fundición de hierro en Tieshenggou en el condado de Gong, Henan y Wafangzhuang en Nanyang proporcionan evidencia física de la aplicación de la tecnología de voladura de acero en la dinastía Han. El "Taiping Jing" escrito en la dinastía Han del Este también decía: "Si tienes prisa, pide a los artesanos que golpeen la piedra para encontrar el hierro en el interior y quemenlo para hacer agua. Si dejas que los buenos trabajadores lo forjen". , se convertirá en Mo Ye." "Mo Ye" es el nombre de una espada antigua. Aunque este párrafo es abreviado, no es difícil ver que describe el proceso de obtención de arrabio a partir de la fundición del mineral y luego decocción del arrabio para obtener productos terminados. El proceso de fritura de acero es sencillo de operar, las materias primas están fácilmente disponibles y se puede producir de forma continua y eficiente a gran escala. El acero o hierro forjado obtenido es de alta calidad y tiene gran importancia para la producción de acero antiguo y el desarrollo social de mi país. No fue hasta mediados del siglo XVIII que los británicos en Europa inventaron una tecnología similar.
La principal tecnología de fabricación de acero en la antigua China eran los "cien aceros". Desde que Liu Kun, de la dinastía Jin Occidental, escribió el conocido poema "¿Por qué tenemos que refinar el acero y convertirlo en dedos suaves?", "Cien refinamientos hacen acero" y "Cien refinamientos hacen acero" se han convertido en modismos comunes. . La fabricación de acero comenzó a principios de la dinastía Han Occidental fundiendo una gran cantidad de acero carburado, y luego continuó aumentando el número de piezas forjadas para formar un conjunto de tecnologías de procesamiento. En la época de la dinastía Han del Este y los Tres Reinos, el proceso de fabricación de acero se había vuelto bastante maduro. Citar a "Moye" en el "Taiping Jing" es un retrato vívido. Cao Cao una vez ordenó a los ingenieros que fabricaran "cien tipos de armas afiladas". "Dian Lun Ming Jian" de Cao Pi dijo: "Elija buen oro (refiriéndose al hierro) y ordene a otros países que trabajen duro para refinarlo. En cuanto a las cien espadas. ". Liu Bei ordenó una vez: "Puyuan fabricó cinco mil cuchillos, todos conectados en serie, y se tallaron setenta y dos guillotinas en las hojas". "Notas sobre la ropa en los tiempos antiguos y modernos" también decía: "El emperador Wu tenía tres espadas, una era Bai Shen, la otra era Green Calf y la tercera era Que Jing. Esta tecnología se ha heredado y desarrollado continuamente en generaciones posteriores". .
Además, en 1981, el erudito chino Guan Hongye y otros estudiaron 513 herramientas de hierro desenterradas durante las dinastías Han y Wei, lo que demuestra que China había inventado el hierro dúctil en la dinastía Han hace más de 2.000 años, mucho antes. País desarrollado de Europa. En la actualidad, las conclusiones de las investigaciones de los académicos chinos han sido reconocidas por la comunidad académica internacional.
La tecnología de vaciado de acero fundada en las dinastías Wei, Jin, Sur y Norte es una invención original en la historia de la metalurgia china. Tao Hongjing dijo: "El hierro y el acero se mezclan para formar una hoz", y la madre de Northern Qi, Huai, escuchó que: "El cuchillo de hierro fundido se fabrica quemando esencia de arrabio con un collar suave y se volverá fuerte después de varias noches". , que es la tecnología de vertido. El proceso de verter acero es más o menos así: mezcle arrabio fundido con hierro forjado, y el carbono del arrabio se difundirá en el hierro forjado y tenderá a distribuirse uniformemente, lo que puede eliminar algunas impurezas y formar acero de alta calidad. Después de la dinastía Song, la tecnología de vertido de acero continuó mejorando, reduciendo el número de vertidos y refinamientos, o incluso refinándolos a la vez. Shen Kuo dijo en el tercer volumen de "Meng Qian's Bi Tan": "Los llamados forjadores de hierro en el mundo usan hierro dulce para doblar una placa, sellarla con barro porque el arrabio está atrapado en ella y forjarla. Se llama 'Tuan Gang', también conocido como Tuan Gang. Se llama 'acero vertido'" y se dice que "la segunda o tercera fundición hace que el arrabio se autococine y quede como hierro dulce", lo que refleja la reducción. en el número de vertidos. Entre ellos, el propósito de doblar hierro dulce es aumentar la superficie de contacto entre el hierro en bruto y el forjado, mejorar la eficiencia del vertido de acero y promover una distribución más uniforme del sellado del lodo de carbono que puede promover la escoria, eliminar impurezas y desempeñar un papel protector; role. En la dinastía Ming, la tecnología de vaciado de acero se desarrolló aún más. Según el registro del volumen 14 de "Tiangong Wu Kai", el hierro flexible se cambió por una delgada lámina de hierro forjado, lo que aumentó aún más la superficie de contacto del hierro en bruto y forjado y aceleró el proceso de "mezclar hierro en bruto y forjado para fabricar acero". ". El sello de lodo también cambió a una impresión mixta de lodo y pasto. El acero vertido, también conocido como "acero de limpieza" y "acero de Suzhou", sigue siendo muy popular desde la dinastía Qing hasta los tiempos modernos. Antes de la invención de la fabricación de acero con crisol, el colado de acero era la tecnología de fabricación de acero más avanzada.
Además del cobre y el hierro, los metales fundidos y utilizados en la antigua China incluían oro, plata, mercurio, plomo, estaño y zinc. Entre ellos, la fundición de zinc fue el primer invento en China. En los bronces anteriores a Qin, China había añadido zinc como mineral asociado a las aleaciones de cobre. Desde la dinastía Han hasta la dinastía Yuan, la "calamina" de óxido de zinc se añadió conscientemente a los hornos de fusión de cobre para producir latón de aleación de cobre con zinc como principal elemento de aleación. En la dinastía Ming se inició la extracción a gran escala de zinc a partir de calamina. Desde el siglo XVI, el zinc procedente de China se ha introducido continuamente en Europa. Europa no comenzó a fundir zinc hasta el siglo XVII, y el proceso de fundición de zinc también se originó en China.