Re: [問題] 18世紀英國的冶鐵才超越漢朝？

[NKN (99%是眼鏡與吐槽)]

※ 引述《MidoriG (いいよ、恋よ！)》之銘言：
: 在知乎看到一篇文章，裡面說到18世紀英國才使用漢朝就普及的炒鋼法
: 在那之前中國的冶鐵工藝都是完爆歐洲的，這種說法對嗎？

先講點煉鐵（或說煉鋼）基本原理。
鋼鐵業，自然界中的鐵礦挖出來後都要煉鐵，
1.通過高爐燃燒變成生鐵
2.再進一步燒製成鋼材(或者廢鐵回收重新燒製成鋼材)
3.再送到鐵匠鋪或鐵工廠去打鐵成實用器具

煉鐵的問題主要是原始鐵礦中雜質太多。
於是要從鐵礦中煉鐵，要高溫燃燒去除雜質，又以減少碳含量最為重要。
碳素太多，鐵會變得太硬太脆，打成實用鐵器容易折斷或崩裂。

（另外跟一般人印象相反，現代鋼鐵業中雜質降低後的鐵被稱為鋼，
接近純鐵的鋼反而是較軟的，打造成實用鐵器過程中還要經過熱處理進行再硬化。
熱處理很複雜不太多說，但把高溫的鐵放進水或油中冷卻那個淬火過程就是
熱處理一環）


中鋼紀錄片　鋼鐵生產流程
https://youtu.be/-0Lytz6LTuM


或者用不太精確但簡單點的說法，就是用高溫把鐵礦中的雜質燒掉。

炒鋼法就是中國人發現了要從生鐵煉成鋼材的處理過程中，
進行攪拌增加空氣混入可以增加燃燒效率，
可讓雜質含量降低，產生更好的鋼材。


http://ohmura-study.net/402.html
http://ohmura-study.net/image/40207.jpg
炒鋼法圖解


在歐洲確實煉鐵法長期沒有什麼改進，西方人也曾有記載說清朝軍隊
的兵器使用的鋼材，比西方的軍隊武器的鋼材更好。
(但是要注意這鋼材差異沒有顯著影響用鐵製武器殺人的效率)

但到了十九世紀歐洲人陸續發明了反射爐跟轉爐，製鋼效率大幅度提升，
炒鋼法就完全被超越了。

這個過程其實在亞洲最早建立現代鋼鐵工業的日本身上可以看到痕跡。
日本在明治維新前後時嘗試引進歐洲技術建立現代鋼鐵業，最早建立的是反射爐。

韮山反射爐
https://youtu.be/sR9teDjiVeM


但反射爐很快被轉爐淘汰，這些早期反射爐就只作為遺產保存。
現代鋼鐵業就都是用轉爐了。

現代轉爐的原理是透過吹入氧氣來增加爐內的燃燒效率，好產生足以將鐵
融化的高溫。然後傾倒轉出就可以送入產線。
具體流程還是請看上面中鋼紀錄片。
https://www.tobata-s.com/img/products/furnace-02.png


炒鋼法在19世紀以前確實是蠻先進的，但還是強調，這鋼材好壞差異
沒有顯著的影響戰爭效率。

鐵礦來源跟煉鐵技術差異的影響在日本的煉鐵史上有些蹤跡。
日本不像北歐有好鐵礦(自古北歐多神劍)，
連普通鐵礦都很少，生鐵來源甚至大多只能用鐵砂，
而且沒有得到中國的炒鋼法，只能自己搞所謂的Tatara製鐵法。

下面這個是現代作為文化保存復原的Tatara製鐵法，
Tatara製鐵的紀載不明確，是不是真是這樣有點爭議，
但可以看得出來是很辛苦的
https://youtu.be/yvJGmLuhwzs

但是不論是中國的炒鋼還是日本的Tatara，在現代轉爐的
神奇威力之前都是過去遺物了。

現代文明大量使用鋼鐵，都是發明了轉爐高速大量煉鋼法才能成立的。
軍事史上的戰艦戰車等等也都要靠轉爐煉鋼。


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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 203.217.124.40 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Warfare/M.1626080041.A.A38.html
推 mikamikan: 其實光這樣的內容就打了姨粉們一記大耳光了
修正一些錯字
※ 編輯: NKN (203.217.124.40 臺灣), 07/12/2021 17:08:33
推 MidoriG: 謝謝，所以冶鐵技術進步與否跟武器發展沒有太大關係嗎？
→ MidoriG: 因為在我印象裡火器跟大炮在明朝之後都是歐洲舶來更先進
→ MidoriG: 我以為是中國的冶鐵技術不佳導致的
→ MidoriG: 另外文中說到日本，日本不會炒鋼，但為什麼宋朝會稱讚日
→ MidoriG: 本寶刀呢？藍玉好像也被搜出萬把日本刀當證據來著
下面也有人說了，打造武器不只看鋼材好壞還要看設計跟打造工藝。
比如一塊板片彈簧，在一般手中只是一塊鐵板，在鐵匠手中可以打成實用開山刀。
https://youtu.be/I4m9-6_rPUE

日本刀技術厲害的地方，是日本刀匠在缺好鐵的狀況仍然發明了
很多方法來提升刀劍的品質，而且對造型工藝有獨道發展，打出來的
刀劍有實用而且美觀。
現代歐美手工刀界也是這樣很重視美觀，拚量產早已贏不過機械，
但實用兼美觀就是藝術了。

比如下面這北歐小刀Puuko，同樣用來切水果可能性價比不見得比超商水果刀高到哪邊去。
但好看的程度就差多了。
https://youtu.be/BLnqr6IGVgs

→ kuma660224: 宋明煉鐵技術本身沒有輸
→ kuma660224: 但你看到日本寶刀西洋盔甲都不是靠鑄的
→ kuma660224: 是靠專業工匠聚落對鍛造淬火等加工製程
→ kuma660224: 客戶是賣外銷的或本國貴族親兵
※ 編輯: NKN (203.217.124.40 臺灣), 07/12/2021 17:19:11
推 gary76: 瑞典的皮炮都沒有影響皮炮射出炮彈的強度啊，對於火器來
→ gary76: 說，金屬材質主要影響使用壽命和膛壓
推 gary76: 日本刀是鍛打出來的，但大規模生產肯定是泥范鐵范倒鐵水
→ gary76: 鑄造
→ ja23072008: 宋代開始因木材缺乏，引進煤炭冶鐵，但中國煤礦硫雜
→ ja23072008: 質高，滲入鋼鐵造成製品缺陷。根本問題解決要到20世
→ ja23072008: 紀中蘇斷絕關係後才自己慢慢摸出來。
推 gary76: 其實南宋開始還是變回去用木炭了，煤礦不是在金國占領區就
→ gary76: 是距離冶煉中心太遠，成本數量都很難跟木炭競爭
推 ja23072008: 這就是另一回事，明清華南冶鐵技術評價比中原好，就是
→ ja23072008: 因為“倒退”回去用木炭，而當地供應無虞。
推 ZirconC: 原來北歐有好鐵礦，原本以為北歐是靠沼澤鐵
推 gary76: 瑞典能爆炮兵和優質步槍就是因為有好鐵礦
→ gary76: 中國煤炭也是含硫量高，沒技術去硫反而會影響冶煉品質
→ kuma660224: 那時候中原靠動員大兵力比較有用
→ kuma660224: 裝備鐵質的差異有效較小
→ gary76: 但是南宋時期廣東有使用焦炭冶煉的遺蹟，所以也很難說廣東
→ gary76: 是只用木炭
→ kuma660224: 戰爭常常是打規模 打消耗
→ gary76: 所以瑞典人才開發出皮炮這種神器東西
→ gary76: 無視耐用性，重視生產性和輕便性
→ kuma660224: 除非威力差距開始拉大到打不穿防具
推 detonator: 炒鋼用那支棒子是什麼做的這麼耐熱？
→ gary76: 熔點不是到那個溫度就會變成流體啊
推 evanchen99: "北歐"的「神劍」Ulfberht一來有高機率起源於萊茵河流
→ evanchen99: 域，二來原料也有證據表明是進口自大馬士革地區；但
→ evanchen99: 成品的硫磷含量（壞雜質），卻比真。大馬士革刀低許多
→ evanchen99: 說到底，有所謂神劍傳世與當地鋼材好壞並沒有直接關系
→ evanchen99: 。
→ evanchen99: 畢竟維京時代的東西有更強的傳奇色彩，主要被記述的
→ evanchen99: 方式是帶有神秘成分的史詩、再加上北歐人以武器陪葬
→ evanchen99: 的傳統更容易留下鐵製武器，種種因素加起來很容易被過
→ evanchen99: 於神話
推 goodrain: 鋼與鐵定義不是這樣分的吧，在鋼是鐵添加特定元素的結果
→ goodrain: 鋼是合金 古代的幾乎都是鐵xd
推 gary76: 鋼和鐵的分別就是在於含碳量的不同，現代鋼的定義都是這
→ gary76: 樣，要不也不會有高碳鋼，合金鋼這些稱呼出現
→ kuma660224: 古代鐵也是含一堆元素  不純
推 Oswyn: 古代先從氧化物煉鐵（還原），再把鐵（高碳）除碳為鋼
→ Oswyn: 用什麼工藝來除碳，除到多少碳含量造成各種鋼的品質差異
→ Oswyn: 生鐵為什麼稱為生，因為是還原完碳含量很高。之後再煉變熟
→ Oswyn: 後成為低碳的熟鐵。熟鐵再滲碳成鋼是因為知識與技術的不足