古代中国钢铁冶炼发展史

古代中国钢铁冶炼发展史古代中国钢铁冶炼发展史 ?知识目标? 1. 了解中国钢铁冶炼发展史. 2. 了解古代钢铁冶炼的化学原理和方法. 3. 了解钢铁冶炼对推动社会生产力发展重要作用. ?过程和方法? 通过讲解、图表和多媒体展示等方式了解中国钢铁冶炼发展历程. ?情感、态度、价值观? 通过对中国古代钢铁冶炼发展认识,充分了解我国古代劳动人民聪明才智,增强学生爱国主义情感 ?教学重点?了解古代钢铁冶炼的化学原理和方法. ?教学时数?一学时 ?教学方法?讲解法、图表和多媒体展示法 ?教学过程和设计?: 多媒体展示〗: ...

古代中国钢铁冶炼发展史 ?知识目标? 1. 了解中国钢铁冶炼发展史. 2. 了解古代钢铁冶炼的化学原理和方法. 3. 了解钢铁冶炼对推动社会生产力发展重要作用. ?过程和方法? 通过讲解、图表和多媒体展示等方式了解中国钢铁冶炼发展历程. ?情感、态度、价值观? 通过对中国古代钢铁冶炼发展认识,充分了解我国古代劳动人民聪明才智,增强学生爱国主义情感 ?教学重点?了解古代钢铁冶炼的化学原理和方法. ?教学时数?一学时 ?教学方法?讲解法、图表和多媒体展示法 ?教学过程和设计 ?: 多媒体展示〗: 古代金属冶炼的劳动场景〖〖引入〗春秋时代是我国由奴隶社会向封建社会转变的阶段。促成这一社会变革的物质因素～是社会生产力的发展。劳动工具是社会生产力发展的重要标志。铁制工具的广泛使用～促进了我国由奴隶制向封建制的过渡。〖板书〗一. 春秋战国钢铁的冶炼〖讲解〗春秋时期～铁器已经在农业、手工业生产中使用。农业生产中使用铁锄、铁斧等。铁器坚硬、锋利～胜过木石和青铜工具. 晋国用铁铸刑鼎～铸鼎的铁是作为军赋向民间征收的～可见晋国民间铁已不少. 战国初或稍早已发明铸铁技术～这是我国劳动人民对冶金技术的重大贡献～比外国早一千八百年左右。战国时发明的用柔化退火制造可锻铸件的技术和多管鼓风技术是冶金技术的重要成就～比欧洲早二千年左右。战国时还掌握了块炼铁固态渗碳制钢的方法和淬火技术。 1. 块炼铁的方法也就是“固体还原法”。块炼铁是铁矿石在较低温度下从固体状态被木炭还原的产物～所以质地疏松～还夹杂有许多来自矿石的氧化物～例如氧化亚铁和硅酸盐。这种块炼铁在一定温度下若经过反复锻打～便可将夹杂的氧化物挤出去～机械性能就改善了。 2. 在反复锻打块炼铁的实践中～人们又总结出块炼铁渗碳成钢的经验。 3. 战国早期～人们就创造了白口铸铁柔化处理技术。所谓柔化处理就是将白口铸铁长时间加热～使碳化铁分解为铁和石墨～消除了大块的渗碳体～这对减少脆性、提高韧性可以起良好的作用。处理后的白口铁就变成了展性铸铁。〖板书〗二. 汉代的钢铁冶炼技术〖讲解〗汉代的钢铁冶炼技术～在战国的基础上又有了长足的发展～勤劳的中国人民在这方面又有了不少的创造和发明。汉代铁金属在工业、农业和军事中的作用愈显重要～官府对冶铁业的管理越加严格～汉武帝时任用孔仅为大农丞～将盐、铁、税利的巨业～收归官府经营管理～实行一系列严格措施～使冶铁业得到空前的发展。 1. 西汉时“百炼钢”的技术百炼钢是在战国晚期块炼渗碳钢的基础上直接发展起来的～二者所用原料和渗碳方法都相同～因而钢中都有较多的大块氧化铁-硅酸铁共晶夹杂物存在,但不同的是增多了反复加热锻打的次数。锻打在这里不仅起着加工成型的作用～同时也起着使夹杂物减少、细化和均匀化～晶粒细化的作用～显著地提高了钢的质量。 2. 西汉中期以后～又出现炒钢炒钢是将生铁炒到成为半液体半固体状态～并进行搅拌～利用铁矿粉或空气中的氧～进行脱碳～借以达到需要的含碳量～再反复热锻～打成钢制品～利用这种新工艺炼钢～既省去了烦难的渗碳工序～又能使钢的组织更加均匀～消除了由块炼铁带来的严重影响性能的那种大共晶夹杂物～使质量大大提高。 3. 钢铁业在汉代的大发展～也从炼炉的形状及冶炼设备上反映出来西汉时期炼铁的竖炉就已得到发展～炉型有了扩大。炼铁已用石灰石作为熔剂。为了适应竖炉加大的需要～对鼓风设备也进行了改革。早期开始用皮囊人力鼓风～既笨重又不适用～后来在长期的生产实践中～劳动人民不断总结经验～创造出新～采用畜力代替人力鼓风～出现了马排～但还远远不能满足高炉生产的需要。公元31年～东汉后期南阳太守杜诗总结了南阳冶铁工人的实践经验～创造了水力鼓风的“水排”。利用“水排”鼓风生产钢铁～比用人力、畜力鼓风“用力少～见功多”。我国“水排”的出现比欧洲早一千二百多年。〖板书〗三. 南北朝以后钢铁业的发展〖讲解〗我国古代的钢铁冶炼技术～在封建社会前期的这些重大创造发明～历经南北朝以后得到普遍推广～并且更趋成熟。两晋南北朝时～新的灌钢技术兴起了。这种方法是先将生铁炒成熟铁～然后同生铁一起加热～由于生铁的熔点低～易于熔化～待生铁熔化后～它便“灌”入熟铁中～使熟铁增碳而得到钢。这样～只要配好生熟铁用量的比例～就能比较准确地控制钢中含碳水平～再经过反复锻打～就可以得到质地均匀的钢材。这种方法比较容易掌握～工效提高较大～因此南北朝以后成为主要炼钢方法。 1. 南北朝灌钢的技术南北朝南齐、梁时期的医学家兼炼丹家陶弘景(约452-536年)就较早地记叙说:“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者～生指生铁～鍒指熟铁～这就是灌钢。〖板书〗四.宋、元、明时期钢铁业的发展〖多媒体展示〗南北朝发明的灌钢这一技术～宋、元以来不断发展～成为主要的炼钢方法之一。宋代的沈括在其《梦溪笔谈》中载有:“世间锻铁所谓钢铁者～用柔铁屈盘之～乃以生铁陷其间～泥封炼之～锻令相入～谓之团钢～亦谓之灌钢”。在炼钢炉中把熟铁条屈曲地盘绕着～把生铁块嵌在盘绕着的熟铁条之间～用泥把炉密封起来烧炼～待炼成后再加锻打～这样～“灌钢”就炼成了。利用生铁的含碳量高和熔点低可以在温度较低的时候先熔化～让生铁的铁液灌入四周盘绕的熟铁中～和留存在熟铁内的氧化渣紧密地发生氧化还原作用～既使熟铁中的渣除去～又使所含的碳达到适当的分量～而转变成为品质较纯的钢铁。到了明代～这种灌钢的冶炼方法基本上一样～但操作略有不同。明末宋应星著的《天工开物》(1637年)载:“凡钢铁炼法～用熟铁打成薄片如指头阔～长寸半许～以铁片束包尖(夹)紧～生铁安置其上(原注:广南生铁名堕子钢者～妙甚)～又用破草覆盖其上(原注:粘带泥土者故不速化)～泥涂其底下。〖课堂小结〗我国古代的钢铁冶炼史上每一项发明创造～无一不是劳动人民辛勤劳动的结果～凝结着他们的智慧和血汗的结晶。授课人:谢陈生

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