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傳統坩堝煉鐵產品與工藝過程研究
劉培峰; 潛偉; 李延祥 南京信息工程大學科學技術史研究院; 南京210044; 北京科技大學科技史與文化遺產研究院; 北京100083
關鍵詞：坩堝煉鐵 實驗分析 反應過程
摘要：為解開山西傳統坩堝鐵的品質之謎,文章結合科學實驗和前人成果綜合分析了坩堝鐵的組織、成分,并從冶鐵原理的角度分析了反應過程及產品形成原因。山西傳統坩堝鐵含碳量不穩定:一步法坩堝鐵的碳含量在1.3%~2.46%,部分屬于鋼,部分屬于鐵;兩步法中第二步可以使產品的碳含量增加。除此之外,與豎爐生鐵相比較,坩堝鐵雜質較多,硫含量較高。成分的不穩定是由坩堝冶煉的反應過程可控性差這一特點決定的:由于是外部加熱,坩堝內的還原溫度較低;相對封閉的坩堝內,以H2和CO為主要還原性氣體,反應過程具有非連續性的特點;以煤為還原劑,故硫含量相對較高。從產品成分特征和反應原理看,坩堝煉鐵屬于古代的非高爐煉鐵技術,與現代該類技術具有相同的應用背景。
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