stringtranslate.com

Черная металлургия

Кривая плавка в средние века .

Черная металлургия — это металлургия железа и его сплавов . Самые ранние сохранившиеся доисторические железные артефакты, датируемые 4-м тысячелетием до н. э. в Египте , [1] были изготовлены из метеоритного железо-никелевого сплава . [2] Неизвестно, когда и где началась выплавка железа из руд , но к концу 2-го тысячелетия до н. э. железо производилось из железных руд в регионе от Греции до Индии, [3] [4] [5] [6] [7] [8] [ нужна страница ] Использование кованого железа (обработанного железа) было известно к 1-му тысячелетию до н. э., и его распространение определило железный век . В средневековый период кузнецы в Европе нашли способ производства кованого железа из чугуна , в этом контексте известного как чугун , с использованием кузнечных горнов . Все эти процессы требовали древесного угля в качестве топлива .

К IV веку до н. э. южная Индия начала экспортировать сталь вутц , с содержанием углерода между чугуном и кованым железом, в древний Китай, Африку, на Ближний Восток и в Европу. [ требуется ссылка ] Археологические свидетельства о чугуне появляются в Китае в V веке до н. э. [9] Новые методы его производства путем науглероживания прутков железа в процессе цементации были изобретены в XVII веке. Во время промышленной революции появились новые методы производства пруткового железа путем замены кокса на древесный уголь, и они позже были применены для производства стали , открыв новую эру значительно возросшего использования железа и стали, которую некоторые современники описывали как новый «железный век». [10]

В конце 1850-х годов Генри Бессемер изобрел новый сталелитейный процесс , который включал в себя продувку воздуха через расплавленный чугун для сжигания углерода и, таким образом, получения мягкой стали. Этот и другие сталелитейные процессы 19-го века и более поздних выплавок вытеснили кованое железо . Сегодня кованое железо больше не производится в промышленных масштабах, будучи вытесненным функционально эквивалентной мягкой или низкоуглеродистой сталью. [11] : 145 

Метеоритное железо

Метеорит Уилламетт , шестой по величине в мире, представляет собой железо-никелевый метеорит .
Железные метеориты в основном состоят из сплавов никеля и железа. Металл, взятый из этих метеоритов, известен как метеоритное железо и был одним из самых ранних источников пригодного для использования железа, доступных людям.

Железо было извлечено из железоникелевых сплавов , которые составляют около 6% всех метеоритов, падающих на Землю . Этот источник часто можно определить с уверенностью из-за уникальных кристаллических особенностей ( видманштеттовых узоров ) этого материала, которые сохраняются, когда металл обрабатывается в холодном состоянии или при низкой температуре. К таким артефактам относятся, например, бусина 5 -го тысячелетия до н. э., найденная в Иране [2] , а также наконечники копий и украшения из Древнего Египта и Шумера около 4000 г. до н. э. [12]

Эти ранние применения, по-видимому, были в основном церемониальными или декоративными. Метеорное железо очень редкое, и этот металл, вероятно, был очень дорогим, возможно, дороже золота . Известно, что ранние хетты обменивали железо (метеорное или выплавленное) на серебро по ставке, в 40 раз превышающей вес железа, с Ассирией в первых веках второго тысячелетия до нашей эры . [13]

Метеорное железо также использовалось в качестве орудий труда в Арктике , когда народ Туле из Гренландии начал изготавливать гарпуны , ножи, улусы и другие острые орудия труда из кусков метеорита Кейп-Йорк . Обычно кусочки металла размером с горошину ковались в холодном состоянии в диски и прикреплялись к костяной рукоятке. [2] Эти артефакты также использовались в качестве товаров для торговли с другими народами Арктики: орудия труда, изготовленные из метеорита Кейп-Йорк, были найдены в археологических раскопках на расстоянии более 1000 миль (1600 км). Когда американский полярный исследователь Роберт Пири отправил самый большой кусок метеорита в Американский музей естественной истории в Нью-Йорке в 1897 году, он все еще весил более 33  тонн . Другим примером позднего использования метеоритного железа является тесло, датируемое примерно 1000 годом нашей эры, найденное в Швеции . [2]

Самородное железо

Самородное железо в металлическом состоянии встречается редко в виде небольших включений в некоторых базальтовых породах. Помимо метеоритного железа, люди Туле из Гренландии использовали самородное железо из региона Диско . [2]

Выплавка железа и железный век

Выплавка железа — извлечение пригодного к использованию металла из окисленных железных руд — сложнее, чем выплавка олова и меди . В то время как эти металлы и их сплавы можно подвергать холодной обработке или плавить в относительно простых печах (например, в печах для гончарного дела ) и отливать в формы, выплавленное железо требует горячей обработки и может плавиться только в специально сконструированных печах. Железо является распространенной примесью в медных рудах, и железная руда иногда использовалась в качестве флюса , поэтому неудивительно, что люди освоили технологию выплавки железа только после нескольких тысячелетий бронзовой металлургии . [12]

Место и время открытия выплавки железа неизвестны, отчасти из-за трудности различения металла, извлеченного из руд, содержащих никель, от подвергнутого горячей обработке метеоритного железа. [2] Археологические свидетельства, по-видимому, указывают на территорию Ближнего Востока, в бронзовом веке в 3-м тысячелетии до н. э. Однако артефакты из кованого железа оставались редкостью до 12-го века до н. э.

Железный век традиционно определяется повсеместной заменой бронзового оружия и инструментов на железные и стальные. [14] Этот переход происходил в разное время в разных местах по мере распространения технологий. Месопотамия полностью вошла в железный век к 900 г. до н. э. Хотя Египет производил железные артефакты, бронза оставалась доминирующей до его завоевания Ассирией в 663 г. до н. э. Железный век начался в Индии около 1200 г. до н. э., в Центральной Европе около 800 г. до н. э. и в Китае около 300 г. до н. э. [15] [16] Около 500 г. до н. э. нубийцы , которые узнали от ассирийцев об использовании железа и были изгнаны из Египта, стали крупными производителями и экспортерами железа. [17]

Древний Ближний Восток

Районы добычи на древнем Ближнем Востоке . Цвета ячеек: мышьяк - коричневый, медь - красный (важные рудники Аравы , Тимны и Фейнана отсутствуют на карте), олово - серый, железо - красновато-коричневый, золото - желтый, серебро - белый и свинец - черный. Желтая область обозначает мышьяковую бронзу , а серая область обозначает оловянную бронзу .

Один из самых ранних артефактов из выплавленного железа, кинжал с железным лезвием, найденный в хаттской гробнице в Анатолии , датируется 2500 годом до нашей эры. [18] Около 1500 года до нашей эры в Месопотамии , Анатолии и Египте появилось все больше неметеоритных предметов из выплавленного железа . [2] В гробнице египетского правителя Тутанхамона , умершего в 1323 году до нашей эры, было найдено девятнадцать предметов из метеоритного железа , в том числе железный кинжал с золотой рукояткой, Глаз Гора , подставка для головы мумии и шестнадцать моделей инструментов ремесленника. [19] Древнеегипетский меч с именем фараона Мернептаха, а также боевой топор с железным лезвием и украшенным золотом бронзовым древком были найдены при раскопках Угарита . [18]

Хотя железные предметы, датируемые бронзовым веком, были найдены по всему Восточному Средиземноморью, бронзовые изделия, по-видимому, преобладали в этот период. [20] По мере распространения технологий железо пришло на смену бронзе в качестве доминирующего металла, используемого для изготовления инструментов и оружия по всему Восточному Средиземноморью ( Левант , Кипр , Греция , Крит , Анатолия и Египет). [14]

Первоначально железо выплавлялось в кричах , печах, где мехи использовались для прокачки воздуха через кучу железной руды и горящий древесный уголь . Окись углерода, выделяемая углем, восстанавливала оксид железа из руды до металлического железа. Однако кричах было недостаточно жарко, чтобы расплавить железо, поэтому металл собирался на дне печи в виде губчатой ​​массы, или крицы . Затем рабочие многократно били и складывали ее, чтобы вытеснить расплавленный шлак . Этот трудоемкий, отнимающий много времени процесс производил кованое железо , ковкий, но довольно мягкий сплав. [21]

Одновременно с переходом от бронзы к железу было открыто науглероживание — процесс добавления углерода к кованому железу. Хотя железная крица содержала некоторое количество углерода, последующая горячая обработка окисляла большую его часть. Кузнецы на Ближнем Востоке обнаружили, что кованое железо можно превратить в гораздо более твёрдый продукт, нагрев готовую деталь в слое древесного угля, а затем закалив её в воде или масле. Эта процедура превратила внешние слои детали в сталь , сплав железа и карбидов железа , с внутренним ядром из менее хрупкого железа.

Теории происхождения выплавки железа

Развитие выплавки железа традиционно приписывалось хеттам Анатолии позднего бронзового века . [22] Считалось, что они сохраняли монополию на обработку железа, и что их империя была основана на этом преимуществе. Согласно этой теории, древние морские народы , которые вторглись в Восточное Средиземноморье и разрушили империю хеттов в конце позднего бронзового века, были ответственны за распространение знаний в этом регионе. Эта теория больше не поддерживается в основном русле науки, [22] поскольку нет археологических свидетельств предполагаемой монополии хеттов. Хотя есть некоторые железные предметы из Анатолии бронзового века, их количество сопоставимо с железными предметами, найденными в Египте и других местах того же периода времени, и только небольшое количество этих предметов было оружием. [20]

Более поздняя теория утверждает, что развитие железной технологии было обусловлено нарушением торговых путей меди и олова из -за распада империй в конце позднего бронзового века. [22] Эти металлы, особенно олово, не были широко доступны, и металлургам приходилось перевозить их на большие расстояния, тогда как железные руды были широко доступны. Однако никакие известные археологические свидетельства не указывают на нехватку бронзы или олова в раннем железном веке. [23] Бронзовые предметы оставались в изобилии, и эти предметы имеют тот же процент олова, что и предметы позднего бронзового века.

индийский субконтинент

Железный столб Дели

История черной металлургии на индийском субконтиненте началась во 2-м тысячелетии до н. э. Археологические раскопки на равнинах Ганга дали железные орудия, датируемые 1800 и 1200 годами до н. э. [24] К началу 13-го века до н. э. выплавка железа практиковалась в больших масштабах в Индии. [24] В Южной Индии (современный Майсур ) железо использовалось в 12-11 веках до н. э. [4] Технология металлургии железа развивалась в политически стабильный период Маурьев [25] и в период мирных поселений в 1-м тысячелетии до н. э. [4]

Железные артефакты, такие как шипы , ножи , кинжалы , наконечники стрел , миски , ложки , кастрюли , топоры , долота , щипцы , дверная фурнитура и т. д., датируемые периодом с 600 по 200 г. до н. э., были обнаружены на нескольких археологических раскопках в Индии. [15] Греческий историк Геродот написал первый западный отчет об использовании железа в Индии. [15] Индийские мифологические тексты, Упанишады , также содержат упоминания о ткачестве, гончарном деле и металлургии. [26] Римляне высоко ценили превосходство стали из Индии во времена империи Гуптов . [ 27]

Кинжал и его ножны, Индия, XVII–XVIII вв. Клинок: дамасская сталь , инкрустированная золотом; рукоять: нефрит; ножны: сталь с гравировкой, чеканкой и позолотой.

Возможно, уже в 500 г. до н. э., хотя, безусловно, к 200 г. н. э., высококачественная сталь производилась в южной Индии с помощью тигельной техники . В этой системе высокочистое кованое железо, древесный уголь и стекло смешивались в тигле и нагревались до тех пор, пока железо не расплавлялось и не поглощало углерод. [28] Железная цепь использовалась в индийских подвесных мостах еще в 4 веке. [29]

Сталь вутц производилась в Индии и Шри-Ланке примерно с 300 г. до н. э. [28] Сталь вутц славится со времен античности своей прочностью и способностью сохранять остроту. Говорят, что когда царь Порус попросил Александра выбрать подарок, он выбрал тридцать фунтов стали вместо золота или серебра . [27] Сталь вутц изначально представляла собой сложный сплав с железом в качестве основного компонента вместе с различными микроэлементами . Недавние исследования показали, что ее качества могли быть обусловлены образованием углеродных нанотрубок в металле. [30] По словам Уилла Дюранта , технология перешла к персам , а от них к арабам , которые распространили ее по всему Ближнему Востоку. [27] В 16 веке голландцы перенесли технологию из Южной Индии в Европу, где она производилась массово. [31]

Сталь производилась на Шри-Ланке с 300 г. до н. э. [28] в печах, продуваемых муссонными ветрами . Печи были вырыты в гребнях холмов, а ветер отводился в вентиляционные отверстия по длинным траншеям. Такое расположение создавало зону высокого давления у входа и зону низкого давления в верхней части печи. Считается, что поток допускал более высокие температуры, чем печи с мехами, что приводило к получению железа лучшего качества. [32] [33] [34] Сталь, произведенная на Шри-Ланке, широко продавалась в регионе и в исламском мире .

Одной из самых выдающихся металлургических редкостей в мире является железная колонна, расположенная в комплексе Кутб в Дели . Колонна сделана из кованого железа (98% Fe ), имеет высоту почти семь метров и весит более шести тонн. [35] Колонна была возведена Чандрагуптой II Викрамадитьей и выдержала 1600 лет воздействия проливных дождей с относительно небольшой коррозией .

Китай

Очистка железной руды для получения кованого железа из чугуна. На правой иллюстрации показаны люди, работающие в доменной печи ( энциклопедия Tiangong Kaiwu , 1637)

Историки спорят о том, распространялась ли когда-либо обработка железа на основе крицы в Китае с Ближнего Востока. Одна из теорий предполагает, что металлургия была завезена через Центральную Азию. [36] В 2008 году два железных фрагмента были раскопаны на месте Могу в Ганьсу . Они были датированы 14 веком до н. э., принадлежа к периоду культуры Сива , что предполагает независимое китайское происхождение. Один из фрагментов был сделан из крицы, а не из метеоритного железа. [37] [38]

Самые ранние железные артефакты, изготовленные в Китае из криц, датируются концом IX века до н. э. [39] Чугун использовался в Древнем Китае для ведения войны, в сельском хозяйстве и архитектуре. [9] Около 500 г. до н. э. металлисты в южном государстве У достигли температуры 1130 °C. При этой температуре железо соединяется с 4,3% углерода и плавится. Жидкое железо можно отливать в формы , что гораздо менее трудоемко, чем индивидуальная ковка каждого куска железа из крицы.

Чугун довольно хрупкий и не подходит для ударных орудий. Его можно обезуглероживать до стали или кованого железа, нагревая его на воздухе в течение нескольких дней. В Китае эти методы обработки железа распространились на север, и к 300 г. до н. э. железо стало материалом выбора по всему Китаю для большинства инструментов и оружия. [9] В массовом захоронении в провинции Хэбэй , датируемом началом 3-го века до н. э., находится несколько солдат, похороненных с их оружием и другим снаряжением. Артефакты, извлеченные из этой могилы, по-разному изготовлены из кованого железа, литого чугуна, ковкого чугуна и закаленной стали, и только несколько, вероятно, декоративных, бронзовых орудий.

Иллюстрация печных мехов, приводимых в действие водяными колесами, из « Нун Шу» , Ван Чжэня , 1313 г. н.э., во времена династии Юань в Китае.

Во времена династии Хань (202 г. до н. э. – 220 г. н. э.) правительство установило государственную монополию на обработку железа, отмененную во второй половине правления династии и вернувшуюся к частному предпринимательству , а также построило ряд крупных доменных печей в провинции Хэнань , каждая из которых могла производить несколько тонн железа в день. К этому времени китайские металлурги открыли, как расплавлять чугун, перемешивая его на открытом воздухе до тех пор, пока он не потеряет свой углерод и его можно будет ковать (ковать). На современном мандаринском диалекте китайского языка этот процесс теперь называется чао , буквально жарка с перемешиванием . Чугун известен как «сырой чугун», в то время как кованое железо известно как «вареное железо». К I веку до н. э. китайские металлурги обнаружили, что кованое железо и литой чугун можно плавить вместе, получая сплав с промежуточным содержанием углерода, то есть сталь. [40] [41] [42]

Согласно легенде, меч Лю Бана , первого императора Хань, был сделан таким образом. Некоторые тексты той эпохи упоминают «гармонизацию твердого и мягкого» в контексте обработки железа; фраза может относиться к этому процессу. Древний город Вань ( Наньян ) с периода Хань и далее был крупным центром черной металлургии. [43] Наряду с их оригинальными методами ковки стали, китайцы также переняли методы производства стали Вутц, идею, импортированную из Индии в Китай к 5 веку нашей эры. [44]

Во времена династии Хань китайцы также первыми применили гидравлическую энергию (т. е. водяное колесо ) для работы мехов доменной печи. Это было зафиксировано в 31 году нашей эры как нововведение китайского инженера-механика и политика Ду Ши , префекта Наньяна. [45] Хотя Ду Ши был первым, кто применил силу воды к мехам в металлургии, первая нарисованная и напечатанная иллюстрация его работы с силой воды появилась в 1313 году нашей эры в тексте эпохи династии Юань под названием Нун Шу . [46]

В XI веке есть свидетельства производства стали в Китае династии Сун с использованием двух технологий: «берганесского» метода, который производил низкокачественную, неоднородную сталь, и предшественника современного процесса Бессемера, который использовал частичную декарбонизацию посредством повторной ковки под холодным дутьем. [47] К XI веку в Китае произошло значительное обезлесение из-за потребностей железоделательной промышленности в древесном угле. [48] Однако к этому времени китайцы научились использовать битуминозный кокс для замены древесного угля, и с этим переключением ресурсов многие акры первоклассных лесных угодий в Китае были спасены. [48]

Железный век Европа

Топор из железа, датируемый шведским железным веком .

Самый ранний предмет из выплавленного железа из Европы — это лезвие ножа из катакомбной культуры на территории современной Украины, датируемое примерно 2500 г. до н. э. [49] На протяжении большей части Среднего и Позднего Бронзового века в Европе железо присутствовало, хотя и в редких случаях. Его использовали для личных украшений и небольших ножей, для ремонта бронзовых изделий и для биметаллических предметов. [50] Ранние находки из выплавленного железа из Центральной Европы включают железный нож или серп из Гановце в Словакии, возможно, датируемый 18 веком до н. э. [51] железное кольцо из Форвольде в Германии, датируемое примерно 15 веком до н. э. [52] и железное долото из Хегермюле в Германии, датируемое примерно 1000 годом до н. э. [53] [54]

Металлургия железа начала практиковаться в Скандинавии в позднем бронзовом веке, по крайней мере, с 9 века до н. э. [55] В 11 веке до н. э. железные мечи заменили бронзовые мечи в Южной Европе, особенно в Греции, а в 10 веке до н. э. железо стало преобладающим металлом в использовании. [56] В Карпатском бассейне наблюдается значительное увеличение находок железа, датируемых с 10 века до н. э., причем некоторые находки, возможно, датируются еще 12 веком до н. э. [57] Железные мечи были найдены в Центральной Европе, датируемыми 10 веком до н. э.; однако железный век начался по-настоящему с гальштатской культуры с 800 года до н. э. [58]

С 500 г. до н. э. в культуре Ла Тен наблюдался значительный рост производства железа, а металлургия железа также стала распространенной в южной Скандинавии. На севере Швеции производство стали началось примерно в 0 г. н. э. в результате миграции охотников-собирателей с востока на запад в районе Северного мыса . [59] [60] Распространение обработки железа в Центральной и Западной Европе связано с кельтской экспансией. Кельтские кузнецы производили сталь примерно с 800 г. до н. э. как часть производства мечей, [61] а доказательства производства высокоуглеродистой стали были найдены в Британии в городище Броксмут примерно после 490 г. до н. э. [62] К I в. до н. э. норикская сталь славилась своим качеством и была востребована римскими военными .

Годовой объем производства железа в Римской империи оценивается в 84 750 тонн . [63]

Африка к югу от Сахары

Примеры африканских типов кричных печей

Археометаллургические научные знания и технологическое развитие зародились в многочисленных центрах Африки; центры происхождения были расположены в Западной Африке , Центральной Африке и Восточной Африке ; следовательно, поскольку эти центры происхождения расположены во внутренней Африке, эти археометаллургические разработки, таким образом, являются исконно африканскими технологиями. [64] Развитие металлургии железа произошло в 2631 г. до н. э. - 2458 г. до н. э. в Ледже, в Нигерии, в 2136 г. до н. э. - 1921 г. до н. э. в Обуи, в Центральноафриканской Республике, в 1895 г. до н. э. - 1370 г. до н. э. в Чире Оума 147, в Нигере, и в 1297 г. до н. э. - 1051 г. до н. э. в Декпассанваре, в Того. [64]

Хотя есть некоторая неопределенность, некоторые археологи полагают, что металлургия железа развивалась независимо в странах Африки к югу от Сахары (возможно, в Западной Африке). [65] [66]

Жители Термита, на востоке Нигера , выплавляли железо около 1500 г. до н.э. [67]

В районе гор Аир в Нигере также есть признаки независимой выплавки меди между 2500 и 1500 годами до нашей эры. Процесс не был в развитом состоянии, что указывает на то, что выплавка не была чуждой. Она стала зрелой около 1500 года до нашей эры. [68]

Археологические памятники, содержащие печи для плавки железа и шлак, также были раскопаны в регионе Нсукка на юго-востоке Нигерии, в том, что сейчас является Игболендом : датируемые 2000 г. до н. э. на месте Леджа (Eze-Uzomaka 2009) [69] [66] и 750 г. до н. э. и на месте Опи (Holl 2009). [66] Место Гбабири (в Центральноафриканской Республике) дало доказательства металлургии железа, от восстановительной печи и кузнечной мастерской; с самыми ранними датами 896–773 гг. до н. э. и 907–796 гг. до н. э. соответственно. [70] Аналогичным образом, плавка в печах типа крицы появляется в культуре Нок в центральной Нигерии примерно в 550 г. до н. э. и, возможно, несколькими столетиями ранее. [6] [7] [71] [ сомнительно – обсудить ] [65] [70]

Также имеются данные о том, что углеродистая сталь производилась в Западной Танзании предками народа хайя еще 2300–2000 лет назад (около 300 г. до н. э. или вскоре после этого) с помощью сложного процесса «предварительного нагрева», позволяющего температуре внутри печи достигать 1300–1400 °C. [72] [73] [74] [75] [76] [77]

Обработка железа и меди распространилась на юг по континенту, достигнув Мыса около 200 г. н. э. [6] [7] Широкое использование железа произвело революцию в фермерских общинах, говорящих на языке банту , которые приняли его, вытеснив и поглотив каменные орудия, используя общества охотников-собирателей, с которыми они столкнулись по мере расширения для обработки более обширных территорий саванны . Технологически более совершенные носители языка банту распространились по всей южной Африке и стали богатыми и могущественными, производя железо для инструментов и оружия в больших промышленных количествах. [6] [7]

Самые ранние записи о кричных печах в Восточной Африке относятся к находкам плавленого железа и углерода в Нубии , которые датируются периодом между VII и VI веками до н. э., [78] [79] [80] особенно в Мероэ , где, как известно, находились древние кричные печи, изготавливавшие металлические инструменты для нубийцев и кушитов и производившие излишки для их экономики.

Типичная последовательность операций по производству кричного чугуна, начиная с получения сырья, плавки и ковки.

Средневековый исламский мир

Технология обработки железа получила дальнейшее развитие благодаря нескольким изобретениям в средневековом исламе , во время исламского золотого века . К 11 веку в каждой провинции мусульманского мира работали эти промышленные заводы, от исламской Испании и Северной Африки на западе до Ближнего Востока и Центральной Азии на востоке. [81] Существуют также упоминания о чугуне 10 века , а также археологические свидетельства использования доменных печей в империях Айюбидов и мамлюков с 11 века, что свидетельствует о распространении китайской технологии обработки металла в исламском мире. [82]

Одной из самых известных сталей, производимых на средневековом Ближнем Востоке, была дамасская сталь , используемая для изготовления мечей , и в основном производившаяся в Дамаске , Сирия , в период с 900 по 1750 год. Она производилась с использованием метода тигельной стали , основанного на более ранней индийской стали вутц . Этот процесс был принят на Ближнем Востоке с использованием сталей местного производства. Точный процесс остается неизвестным, но он позволял карбидам выделяться в виде микрочастиц, расположенных в листах или полосах внутри тела клинка. Карбиды намного тверже, чем окружающая низкоуглеродистая сталь, поэтому кузнецы могли изготавливать лезвие, которое резало твердые материалы с помощью осажденных карбидов, в то время как полосы более мягкой стали позволяли мечу в целом оставаться прочным и гибким. Группа исследователей из Технического университета Дрездена , которая использует рентгеновские лучи и электронную микроскопию для изучения дамасской стали , обнаружила наличие цементитных нанопроволок [83] и углеродных нанотрубок . [84] Питер Пауфлер, член дрезденской группы, говорит, что эти наноструктуры придают дамасской стали ее отличительные свойства [85] и являются результатом процесса ковки . [85] [30]

Средневековая и ранняя современная Европа

В течение многих столетий в технологии производства железа в Европе не происходило никаких принципиальных изменений. Европейские металлурги продолжали производить железо в кричах. Однако средневековый период принес два события — использование гидроэнергии в процессе кричах в разных местах (описано выше) и первое европейское производство чугуна.

Энергосберегающие криницы

Когда-то в средневековый период гидроэнергия применялась в процессе кричной плавки. Возможно, это было в цистерцианском аббатстве Клерво еще в 1135 году, но это, безусловно, использовалось в начале 13 века во Франции и Швеции. [86] В Англии первым четким документальным свидетельством этого являются отчеты о кузнице епископа Дарема , недалеко от Бедберна в 1408 году, [87] но это, безусловно, был не первый такой металлургический завод. В районе Фернесс в Англии электрические кричильные печи использовались до начала 18 века, а недалеко от Гарстанга — примерно до 1770 года.

Каталонская кузница была разновидностью кричных печей с электроприводом. Кружечные печи с горячим дутьем использовались в северной части штата Нью-Йорк в середине 19 века.

Доменная печь

Производство чугуна описано в « Популярной энциклопедии », т. VII, опубликованной в 1894 г.

Предпочтительный метод производства железа в Европе до разработки процесса пудлингования в 1783–84 годах. Развитие чугунолитейного производства в Европе отставало, поскольку желаемым продуктом было кованое железо, а промежуточный этап производства чугуна включал дорогостоящую доменную печь и дальнейшее очищение чугуна до чугуна, которое затем требовало трудоемкого и капиталоемкого преобразования в кованое железо. [11]

На протяжении значительной части Средних веков в Западной Европе железо все еще производилось путем обработки железных заготовок в кованое железо. Некоторые из самых ранних отливок железа в Европе имели место в Швеции, в двух местах, Лапфиттане и Винархиттане, между 1150 и 1350 годами. Некоторые ученые предполагают, что эта практика последовала за монголами через Россию в эти места, но нет четких доказательств этой гипотезы, и она, безусловно, не объясняет домонгольское датирование многих из этих центров производства железа. В любом случае, к концу XIV века начал формироваться рынок чугунных изделий, поскольку возник спрос на чугунные пушечные ядра.

Кузница нарядов

Альтернативным методом обезуглероживания чугуна была кузница Finery , которая, по-видимому, была изобретена в районе Намюра в XV веке. К концу того же века этот валлонский процесс распространился в Пэй-де-Брей на восточной границе Нормандии , а затем в Англию, где он стал основным методом изготовления кованого железа к 1600 году. Он был представлен в Швеции Луи де Гиром в начале XVII века и использовался для получения железа из рудных месторождений, которое предпочитали английские сталевары.

Разновидностью этого была немецкая кузница . Она стала основным методом производства пруткового железа в Швеции.

Процесс цементации

В начале XVII века мастера по металлу в Западной Европе разработали процесс цементации для науглероживания кованого железа . Слитки кованого железа и древесный уголь упаковывались в каменные ящики, затем запечатывались глиной, чтобы постоянно поддерживаться при красном калении в бескислородном состоянии, погруженном в почти чистый углерод (древесный уголь) в течение недели. За это время углерод диффундировал в поверхностные слои железа, образуя цементную сталь или черновую сталь — также известную как закаленная, где части, обернутые железом (лезвие кирки или топора), становились тверже, чем, скажем, головка молотка топора или гнездо вала, которые могли быть изолированы глиной, чтобы уберечь их от источника углерода. Самым ранним местом, где этот процесс использовался в Англии, был Коулбрукдейл с 1619 года, где у сэра Бэзила Брука было две цементационные печи (недавно раскопанные в 2001–2005 годах [88] ). В течение некоторого времени в 1610-х годах он владел патентом на этот процесс, но был вынужден отказаться от него в 1619 году. Вероятно, он использовал железо из Форест-оф-Дин в качестве сырья, но вскоре было обнаружено, что рудное железо было более подходящим. Качество стали можно было улучшить путем кускования , производя так называемую сталь сдвига.

Тигельная сталь

В 1740-х годах Бенджамин Хантсман нашел способ плавки черновой стали, полученной методом цементации, в тиглях. Полученная тигельная сталь , обычно отливаемая в слитках, была более однородной, чем черновая сталь. [11] : 145 

Переход на кокс в Англии

Начало

На ранних этапах выплавки чугуна в качестве источника тепла и восстановителя использовался древесный уголь. К XVIII веку доступность древесины для производства древесного угля ограничивала расширение производства чугуна, так что Англия стала все больше зависеть от значительной части железа, необходимого ее промышленности, от Швеции (с середины XVII века), а затем, примерно с 1725 года, также от России. [ требуется ссылка ] Выплавка с использованием угля (или его производного кокса ) была давно искомой целью. Производство чугуна с использованием кокса, вероятно, было достигнуто Дадом Дадли около 1619 года [89] , а с использованием смешанного топлива, изготовленного из угля и древесины, снова в 1670-х годах. Однако это, вероятно, был только технологический, а не коммерческий успех. Шадрах Фокс, возможно, выплавлял железо с использованием кокса в Коулбрукдейле в Шропшире в 1690-х годах, но только для изготовления пушечных ядер и других чугунных изделий, таких как снаряды. Однако в мирное время после Девятилетней войны спроса на них не было. [90] [91]

Авраам Дарби и его преемники

В 1707 году Авраам Дарби I запатентовал метод изготовления чугунных горшков. Его горшки были тоньше и, следовательно, дешевле, чем у его конкурентов. Нуждаясь в большем количестве чугуна, он арендовал доменную печь в Коулбрукдейле в 1709 году. Там он выплавлял железо с использованием кокса, таким образом, основав первый успешный бизнес в Европе, который делал это. Вся его продукция была из чугуна, хотя его непосредственные преемники пытались (с небольшим коммерческим успехом) очистить его до железа в прутках. [92]

Таким образом, прутковое железо продолжало обычно производиться из древесноугольного чугуна до середины 1750-х годов. В 1755 году Авраам Дарби II (с партнерами) открыл новую коксовую печь в Хорсхее в Шропшире, а за ней последовали другие. Они поставляли коксовый чугун в кузницы традиционного типа для производства пруткового железа . Причина задержки остается спорной. [93]

Новые процессы ковки

Схематический чертеж пудлинговой печи

Только после этого начали разрабатываться экономически выгодные способы преобразования чугуна в прутковое железо. Процесс, известный как заливка и штамповка, был разработан в 1760-х годах и усовершенствован в 1770-х годах, и, по-видимому, был широко принят в Западном Мидленде примерно с 1785 года. Однако он был в значительной степени заменен процессом пудлингования Генри Корта , запатентованным в 1784 году, но, вероятно, примененным для работы с серым чугуном только около 1790 года. Эти процессы позволили значительно расширить производство железа, что составляет промышленную революцию для железной промышленности. [94]

В начале 19 века Холл обнаружил, что добавление оксида железа к шихте пудлинговой печи вызывает бурную реакцию, в ходе которой чугун обезуглероживался , это стало известно как «мокрое пудлингование». Также было обнаружено, что сталь можно производить, останавливая процесс пудлингования до завершения обезуглероживания.

Горячий воздух

Эффективность доменной печи была улучшена за счет перехода на горячее дутье , запатентованное Джеймсом Бомонтом Нильсоном в Шотландии в 1828 году. [89] Это еще больше снизило производственные затраты. В течение нескольких десятилетий практика заключалась в том, чтобы иметь «печь» такого же размера, как и печь рядом с ней, в которую направлялся и сжигался отходящий газ (содержащий CO) из печи. Полученное тепло использовалось для предварительного нагрева воздуха, вдуваемого в печь. [95]

Промышленное сталеплавильное производство

Схематический чертеж бессемеровского преобразователя

За исключением некоторого производства пудлинговой стали , английская сталь продолжала изготавливаться методом цементации, иногда с последующей переплавкой для получения тигельной стали. Это были пакетные процессы, сырьем для которых служило прутковое железо, в частности шведское рудное железо.

Проблема массового производства дешевой стали была решена в 1855 году Генри Бессемером с введением конвертера Бессемера на его сталелитейном заводе в Шеффилде , Англия. (Ранний конвертер все еще можно увидеть в городском музее острова Келхэм ). В процессе Бессемера расплавленный чугун из доменной печи загружался в большой тигель, а затем через расплавленный чугун снизу продували воздух, поджигая растворенный углерод из кокса. По мере сгорания углерода температура плавления смеси повышалась, но тепло от горящего углерода давало дополнительную энергию, необходимую для поддержания смеси в расплавленном состоянии. После того, как содержание углерода в расплаве снижалось до желаемого уровня, тягу воздуха отключали: типичный конвертер Бессемера мог преобразовать 25-тонную партию чугуна в сталь за полчаса.

В 1860-х годах развитие регенеративных печей и более высокотемпературной огнеупорной футеровки позволило выплавлять сталь в открытом горне . Это было медленно и энергозатратно, но позволяло лучше контролировать химический состав продукта и перерабатывать железный лом.

Кислотная огнеупорная футеровка конвертеров Бессемера и ранних мартеновских печей не позволяла удалять фосфор из стали с помощью извести, что продлевало срок службы пудлинговых печей для использования фосфористых железных руд, распространенных в континентальной Европе. Однако в 1870-х годах был разработан процесс Гилкриста-Томаса , а позднее и для мартеновских печей была принята основная футеровка.

Наконец, в 1952 году на заводе Voest-Alpine был внедрен основной кислородный процесс ; модификация основного процесса Бессемера, он впрыскивает кислород сверху стали (вместо барботирования воздуха снизу), что снижает количество азота, поглощаемого сталью. Основной кислородный процесс используется на всех современных сталелитейных заводах; последний бессемеровский конвертер в США был выведен из эксплуатации в 1968 году. Кроме того, за последние три десятилетия наблюдается значительный рост бизнеса мини-заводов, где в электродуговой печи плавится только стальной лом . Сначала эти заводы производили только прутковую продукцию, но с тех пор расширились до плоской и тяжелой продукции, которая когда-то была исключительной прерогативой интегрированных сталелитейных заводов.

До этих разработок 19-го века сталь была дорогим товаром и использовалась только для ограниченного числа целей, где требовался особенно твердый или гибкий металл, например, для режущих кромок инструментов и пружин. Широкая доступность недорогой стали способствовала Второй промышленной революции и современному обществу, каким мы его знаем. Мягкая сталь в конечном итоге заменила кованое железо почти для всех целей, и кованое железо больше не производится в коммерческих целях. За небольшими исключениями, легированные стали начали производить только в конце 19-го века. Нержавеющая сталь была разработана накануне Первой мировой войны и не получила широкого распространения до 1920-х годов.

Современная сталелитейная промышленность

Производство стали (в миллионах тонн) по странам в 2007 г.

Сталелитейная промышленность часто считается индикатором экономического прогресса из-за решающей роли, которую играет сталь в инфраструктурном и общем экономическом развитии . [96] В 1980 году в США было более 500 000 сталелитейщиков. К 2000 году число сталелитейщиков сократилось до 224 000. [97]

Экономический бум в Китае и Индии вызвал огромный рост спроса на сталь. В период с 2000 по 2005 год мировой спрос на сталь увеличился на 6%. С 2000 года несколько индийских [98] и китайских сталелитейных компаний стали известны, [ по чьему мнению? ] такие как Tata Steel (которая купила Corus Group в 2007 году), Baosteel Group и Shagang Group . Однако по состоянию на 2017 год ArcelorMittal является крупнейшим в мире производителем стали . [99] В 2005 году Британская геологическая служба заявила, что Китай является крупнейшим производителем стали с примерно одной третью мировой доли; Япония, Россия и США следуют соответственно. [100]

Большие производственные мощности стали приводят к значительному количеству выбросов углекислого газа, связанных с основным производственным маршрутом. В 2019 году было подсчитано, что от 7 до 9% мировых выбросов углекислого газа были вызваны сталелитейной промышленностью. [101] Ожидается, что сокращение этих выбросов будет достигнуто за счет изменения основного производственного маршрута с использованием кокса, большей переработки стали и применения технологии улавливания и хранения углерода или технологии улавливания и утилизации углерода.

В 2008 году сталь начала торговаться как товар на Лондонской бирже металлов . В конце 2008 года сталелитейная промышленность столкнулась с резким спадом, который привел к многочисленным сокращениям. [102]

Смотрите также

Цитаты

  1. ^ Ререн, Т. (2013). «Египетские железные бусины возрастом 5000 лет, изготовленные из кованого метеоритного железа» (PDF) . Журнал археологической науки . 40 (12): 4785–4792. doi : 10.1016/j.jas.2013.06.002 .
  2. ^ abcdefg Photos, E. (1989). «Вопрос метеоритного железа против выплавленного никелевого: археологические свидетельства и экспериментальные результаты». World Archaeology . 20 (3): 403–421. doi :10.1080/00438243.1989.9980081. JSTOR  124562. S2CID  5908149.
  3. ^ Ридерер, Йозеф; Вартке, Ральф-Б.: «Айрон», Канчик, Хуберт; Шнайдер, Хельмут (ред.): Brill's New Pauly , Brill, 2009 г.
  4. ^ abc Early Antiquity Автор: IM Drakonoff. 1991. Издательство Чикагского университета . ISBN 0-226-14465-8 . стр. 372 
  5. ^ Рао, КП (2018). «Железный век в Южной Индии: Телангана и Андхра-Прадеш». В Уэсуги, Акинори (ред.). Железный век в Южной Азии. Исследовательская группа по южноазиатской археологии. ISBN 978-4-9909150-1-8. Получено 12 апреля 2022 г. .
  6. ^ abcd Miller, Duncan E.; van der Merwe, NJ (1994). «Ранняя металлообработка в странах Африки к югу от Сахары: обзор последних исследований». Журнал африканской истории . 35 : 1–36. doi :10.1017/s0021853700025949. S2CID  162330270.
  7. ^ abcd Stuiver, Minze; van der Merwe, NJ (1968). «Радиоуглеродная хронология железного века в Африке к югу от Сахары». Current Anthropology . 9 : 54–58. doi :10.1086/200878. S2CID  145379030.
  8. ^ Вальдбаум (1978).
  9. ^ abc Дональд Б. Вагнер (1993). Железо и сталь в Древнем Китае . Brill. стр. 408. ISBN 978-90-04-09632-5.
  10. ↑ Уильямс, Дэвид (1867), «Железный век [еженедельный журнал]», Iron Age , Нью-Йорк: Дэвид Уильямс, ISSN  0021-1508, LCCN  sc82008005, OCLC  5257259
  11. ^ abc Тайлкот (1992).
  12. ^ ab Tylecote (1992). стр. 3.
  13. ^ Винхоф, Клаас ; Эйдем, Джеспер (2008). Месопотамия: Аннахерунген. Сен-Поль. п. 84. ИСБН 978-3-525-53452-6.
  14. ^ аб Вальдбаум (1978). стр. 56–58.
  15. ^ abc Марко Чеккарелли (2000). Международный симпозиум по истории машин и механизмов: Труды симпозиума HMM . Springer. ISBN 0-7923-6372-8 . стр. 218 
  16. ↑ Уайт, WC: «Бронзовая культура Древнего Китая», стр. 208. Издательство Торонтского университета, 1956.
  17. ^ Коллинз, Роберт О. и Бернс, Джеймс М. История стран Африки к югу от Сахары . Нью-Йорк: Cambridge University Press, стр. 37. ISBN 978-0-521-68708-9 . 
  18. ^ ab Ричард Коуэн, Век железа , Глава 5 в серии эссе по геологии, истории и людям, готовит к курсу Калифорнийского университета в Дэвисе. Онлайн-версия Архивировано 2010-03-14 на Wayback Machine, доступ получен 2010-02-11.
  19. ↑ Гробница Тутанхамона: обнаружена покойным графом Карнарвоном и Говардом Картером, том 3
  20. ^ ab Waldbaum (1978): 23.
  21. ^ Смил, Вацлав (2016). Still the Iron Age . Оксфорд, Англия: Butterworth-Heinemann. С. 2–5. ISBN 978-0128042335.
  22. ^ abc Muhly, James D. «Металлообработка/горное дело в Леванте», стр. 174–183 в Near Eastern Archaeology под ред. Suzanne Richard (2003), стр. 179–180.
  23. ↑ Мухли 2003: 180.
  24. ^ ab Tewari, Rakesh (2003). «Истоки обработки железа в Индии: новые свидетельства из Центральной равнины Ганга и Восточных Виндхьяс» (PDF) . Antiquity . 77 (297): 536–544. CiteSeerX 10.1.1.403.4300 . doi :10.1017/s0003598x00092590. S2CID  14951163. Архивировано (PDF) из оригинала 2016-03-05. 
  25. ^ Дж. Ф. Ричардс и др. (2005). Новая Кембриджская история Индии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-36424-8 . стр. 64 
  26. ^ Патрик Оливель (1998). Упанишады . Oxford University Press. ISBN 0-19-283576-9 . стр. xxix 
  27. ^ abc Уилл Дюрант (), История цивилизации I: Наше восточное наследие
  28. ^ abc G. Juleff (1996). "Древняя технология плавки железа с использованием ветра в Шри-Ланке". Nature . 379 (3): 60–63. Bibcode :1996Natur.379...60J. doi :10.1038/379060a0. S2CID  205026185.
  29. ^ "Подвесной мост – проектирование". britannica.com . Архивировано из оригинала 2007-10-16.
  30. ^ ab Sanderson, Katharine (15.11.2006). "Острейший срез меча из нанотрубок: углеродные нанотехнологии, возможно, дали мечам из Дамаска их остроту". Nature . doi : 10.1038/news061113-11 . S2CID  136774602. Архивировано из оригинала 19.11.2006 . Получено 17.11.2006 .
  31. ^ Рой Портер (2003). Кембриджская история науки . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-57199-5 . С. 684 
  32. ^ Juleff, G. (1996). "Древняя технология плавки железа с использованием ветра в Шри-Ланке". Nature . 379 (3): 60–63. Bibcode :1996Natur.379...60J. doi :10.1038/379060a0. S2CID  205026185.
  33. ^ "ANSYS Fluent Software: CFD Simulation". Архивировано из оригинала 21.02.2009 . Получено 23.01.2009 .
  34. ^ Моделирование потоков воздуха через ветряную печь в Шри-Ланке, представлено в J. Arch. Sci, 2003.
  35. ^ R. Balasubramaniam (2002), Delhi Iron Pillar: New Insights . Aryan Books International, Дели ISBN 81-7305-223-9 . "Обзор: Delhi Iron Pillar: New Insights". Архивировано из оригинала 27-09-2007 . Получено 27-04-2007 .  "Список публикаций по индийской археометаллургии". Архивировано из оригинала 2007-03-12 . Получено 2007-04-27 .
  36. ^ Пиготт, Винсент С. (1999). Археометаллургия азиатского Старого Света . Филадельфия: Музей археологии и антропологии Пенсильванского университета. ISBN 0-924171-34-0 , стр. 8. 
  37. ^ Чэнь, Цзяньли, Мао, Жуйлинь, Ван, Хуэй, Чэнь, Хунхай, Се, Янь, Цянь, Яопэн, 2012. Железные предметы, найденные в могилах культуры Сива в Могоу, Ганьсу, и происхождение технологии производства железа в Китае. Вэньу (Культовые реликвии) 8, 45–53 (на китайском языке)
  38. ^ стр. xl, Исторический словарь древнегреческого военного дела, J, Woronoff & I. Spence
  39. ^ Венгчонг Лам (2014). Все старое снова новое? Переосмысление перехода к производству чугуна на Центральных равнинах Китая . Китайский университет Гонконга. С. 519.
  40. ↑ Needham (1986). Том 4, Часть 3, стр. 197.
  41. ↑ Needham (1986). Том 4, Часть 3, стр. 277.
  42. ^ Needham (1986). Том 4, Часть 3, стр. 563 г
  43. ↑ Needham (1986). Том 4, Часть 3, стр. 86.
  44. ^ Нидхэм (1986). Том 4, Часть 1, стр. 282.
  45. ↑ Needham (1986). Том 4, Часть 2, стр. 370.
  46. ↑ Needham (1986). Том 4, Часть 2, стр. 371.
  47. ^ Хартвелл, Роберт (1966). «Рынки, технологии и структура предприятий в развитии китайской металлургической промышленности одиннадцатого века». Журнал экономической истории . 26 : 53–54. doi :10.1017/S0022050700061842. S2CID  154556274.
  48. ^ ab (2006). 158.
  49. ^ Энтони, Дэвид (2007). Лошадь, колесо и язык . Princeton University Press. стр. 336. ISBN 978-0-691-05887-0. Одним из недооцененных аспектов степной металлургии раннего и среднего бронзового века были эксперименты с железом. … Могила катакомбного периода в Герасимовке на Донце (западная Россия/Украина), вероятно, датируемая около 2500 г. до н. э., содержала нож с рукояткой из мышьяковой бронзы и лезвием из железа. Железо не содержало магнетита или никеля, как можно было бы ожидать от метеоритного железа, поэтому считается, что оно было кованым. Железные предметы были редки, но они были частью экспериментов, проводимых степными кузнецами в раннем и среднем бронзовом веке
  50. ^ "Железный век". Энциклопедия Британника .
  51. ^ Хансен, Свенд (2019). «Городище Телеака и раннего железа в Южной Европе». В Хансене, Свенде; Краузе, Рюдигер (ред.). Крепости бронзового века в Европе. Verlag Dr. Rudolf Habelt GmbH, Бонн. п. 204.
  52. ^ Тернбулл, Энн (1984). От бронзы к железу: появление железа в позднем бронзовом веке в Британии (PhD). Эдинбургский университет. стр. 24. S2CID  164098953.
  53. ^ «Жизнь и вера в бронзовом веке: поясной диск из Хегермюле». Новый музей .
  54. ^ "Der Depotfund von Heegermühle bei Eberswalde" . askanier-welten.de .
  55. ^ Лунд, Джули; Мельхейм, Лене (2011). «Орел и решка – разум и тело: переосмысление клада Вестби позднего бронзового века». Европейский журнал археологии . 14 (3): 441–464. Технология обработки железа практиковалась в скандинавском регионе по крайней мере с девятого века до нашей эры (Hjärthner-Holdar 1993; Serning 1984)
  56. ^ Хансен, Свенд (2019). «Городище Телеака и раннего железа в Южной Европе». В Хансене, Свенде; Краузе, Рюдигер (ред.). Крепости бронзового века в Европе. Verlag Dr. Rudolf Habelt GmbH, Бонн. стр. 204–206.
  57. ^ Хансен, Свенд (2019). «Городище Телеака и раннего железа в Южной Европе». В Хансене, Свенде; Краузе, Рюдигер (ред.). Крепости бронзового века в Европе. Verlag Dr. Rudolf Habelt GmbH, Бонн. п. 214.
  58. ^ Хансен, Свенд (2019). «Городище Телеака и раннего железа в Южной Европе». В Хансене, Свенде; Краузе, Рюдигер (ред.). Крепости бронзового века в Европе. Verlag Dr. Rudolf Habelt GmbH, Бонн. п. 211.
  59. ^ Gjordes stål и norr samtidigt som i romarriket – nuvantas historien skrivas om: SVT
  60. ^ Третье предложение: Så avancerad var ståltillverkningen и Norr за 2 000 или седан; СВТ
  61. ^ Уэллс, Питер (1995). «Ресурсы и промышленность». В Грин, Миранда (ред.). Кельтский мир. Routledge. стр. 218. ISBN 9781135632434.
  62. ^ "Форт Броксмут в Восточном Лотиане демонстрирует острие стали". BBC News . 15 января 2014 г.
  63. ^ Крэддок, Пол Т. (2008): «Горное дело и металлургия», в: Олесон, Джон Питер (ред.): Оксфордский справочник по технике и технологиям в классическом мире , Oxford University Press, ISBN 978-0-19-518731-1 , стр. 108 
  64. ^ ab Бандама, Форман; Бабалола, Абидеми Бабатунде (13 сентября 2023 г.). «Наука, а не черная магия: производство металла и стекла в Африке». African Archaeological Review . 40 (3): 531–543. doi : 10.1007/s10437-023-09545-6 . ISSN  0263-0338. OCLC  10004759980. S2CID  261858183.
  65. ^ Аб Эггерт (2014). стр. 51–59.
  66. ^ abc Holl, Augustin FC (6 ноября 2009 г.). «Ранняя западноафриканская металлургия: новые данные и старая ортодоксальность». Журнал мировой доистории . 22 (4): 415–438. doi :10.1007/s10963-009-9030-6. S2CID  161611760.
  67. ^ Железо в Африке: Возвращаясь к истории. Архивировано 25 октября 2008 г. в Wayback Machine – ЮНЕСКО (2002 г.)
  68. ^ Эрет, Кристофер (2002). Цивилизации Африки . Шарлоттсвилль: Университет Вирджинии, стр. 136, 137 ISBN 0-8139-2085-X . 
  69. ^ Эз-Узомака, Памела. «Железо и его влияние на доисторическое место Лейя». Академия.edu . Университет Нигерии, Нсукка, Нигерия . Проверено 12 декабря 2014 г.
  70. ^ Аб Эггерт (2014). стр. 53–54.
  71. ^ Тайлкот (1975) (см. ниже)
  72. ^ Шмидт, Питер; Эвери, Дональд (1978). «Комплексная выплавка железа и доисторическая культура в Танзании». Science . 201 (4361): 1085–1089. Bibcode :1978Sci...201.1085S. doi :10.1126/science.201.4361.1085. JSTOR  1746308. PMID  17830304. S2CID  37926350.
  73. ^ Шмидт, Питер; Эвери, Дональд (1983). «Еще больше доказательств передовой доисторической технологии обработки железа в Африке». Журнал полевой археологии . 10 (4): 421–434. doi :10.1179/009346983791504228.
  74. ^ Шмидт, Питер (1978). Историческая археология: структурный подход в африканской культуре . Вестпорт, Коннектикут: Greenwood Press.
  75. ^ Эвери, Дональд; Шмидт, Питер (1996). «Предварительный нагрев: практика или иллюзия». Культура и технология африканского производства железа . Гейнсвилл: Издательство Флоридского университета. С. 267–276.
  76. ^ Шмидт, Питер (2019). «Наука в Африке: история изобретательности и изобретения в африканской технологии производства железа». В Worger, W; Ambler, C; Achebe, N (ред.). Спутник африканской истории . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley Blackwell. стр. 267–288.
  77. ^ Чайлдс, С. Терри (1996). «Технологическая история и культура в западной Танзании». В Шмидт, П. (ред.). Культура и технология африканского производства железа . Гейнсвилл, Флорида: Издательство Университета Флориды.
  78. ^ Коллинз, Роберт О.; Бернс, Джеймс М. (2007). История стран Африки к югу от Сахары. Cambridge University Press. ISBN 978-0521867467– через Google Книги.
  79. ^ Эдвардс, Дэвид Н. (2004). Прошлое Нубии: Археология Судана. Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-0203482766– через Google Книги.
  80. ^ Humphris J, Charlton MF, Keen J, Sauder L, Alshishani F (июнь 2018 г.). «Выплавка железа в Судане: экспериментальная археология в королевском городе Мероэ». Журнал полевой археологии . 43 (5): 399–416. doi : 10.1080/00934690.2018.1479085 .
  81. ↑ Лукас 2005, стр. 10–11, 27.
  82. ^ RL Miller (октябрь 1988 г.). «Ахмад Й. Аль-Хассан и Дональд Р. Хилл, «Исламская технология: иллюстрированная история». История медицины . 32 (4): 466–467. doi : 10.1017/s0025727300048602 .
  83. ^ Kochmann, W.; Reibold M.; Goldberg R.; Hauffe W.; Levin AA; Meyer DC; Stephan T.; Müller H.; Belger A.; Paufler P. (2004). «Нанопроволоки в древней дамасской стали». Журнал сплавов и соединений . 372 (1–2): L15–L19. doi :10.1016/j.jallcom.2003.10.005. ISSN  0925-8388.
    Левин, А.А.; Мейер Д.К.; Рейбольд М.; Кохманн В.; Пэтцке Н.; Пауфлер П. (2005). «Микроструктура подлинной дамасской сабли» (PDF) . Crystal Research and Technology . 40 (9): 905–916. doi :10.1002/crat.200410456. S2CID  96560374. Архивировано (PDF) из оригинала 2007-08-09.
  84. ^ Reibold, M.; Levin AA; Kochmann W.; Pätzke N.; Meyer DC (16 ноября 2006 г.). "Материалы: углеродные нанотрубки в древней дамасской сабле". Nature . 444 (7117): 286. Bibcode :2006Natur.444..286R. doi : 10.1038/444286a . PMID  17108950. S2CID  4431079.
  85. ^ ab "Острота и прочность легендарных мечей обусловлены нанотрубками, говорится в исследовании". news.nationalgeographic.com . Архивировано из оригинала 28.01.2016.
  86. ^ Лукас 2005, стр. 19.
  87. ^ Тайлекот (1992). стр. 76.
  88. ^ Белфорд и Росс, Статья: Английское сталеплавильное производство в семнадцатом веке: раскопки двух цементационных печей в Коулбрукдейле. Архивировано 10 мая 2018 г. в Wayback Machine , Academia.edu, accessdate=30 марта 2017 г.
  89. ^ ab Howe, Henry Marion (1911). "Железо и сталь"  . В Chisholm, Hugh (ред.). Encyclopaedia Britannica . Том 14 (11-е изд.). Cambridge University Press. стр. 803.
  90. ^ Кинг, П. У. (2002). «Вклад Дада Дадли в металлургию». Историческая металлургия . 36 (1): 43–53.
  91. ^ King, PW (2001). «Сэр Клемент Клерк и внедрение угля в металлургии». Trans. Newcomen Soc . 73 (1): 33–52. doi :10.1179/tns.2001.002. S2CID  112533187.
  92. ^ А. Райстрик, Династия литейщиков железа (1953; 1989); Н. Кокс, «Воображение и инновации промышленного пионера: первый Авраам Дарби» Обзор промышленной археологии 12(2) (1990), 127–144.
  93. ^ А. Рейстрик, Династия ; К. К. Хайд, Технологические изменения и британская железная промышленность 1700–1870 (Принстон, 1977), 37–41; П. У. Кинг, «Торговля железом в Англии и Уэльсе 1500–1815» (докторская диссертация, Университет Вулверхэмптона, 2003), 128–141.
  94. ^ GR Morton и N. Mutton, «Переход к процессу пудлингования Корта» Журнал Института железа и стали 205(7) (1967), 722–728; RA Mott (ред. P. Singer), Генри Корт: Великий мастер: создатель пудлингового железа (1983); PW King, «Торговля железом», 185–193.
  95. ^ А. Бирч, Экономическая история британской черной металлургии , 181–189; CK Hyde, Технологические изменения и британская черная металлургия (Принстон, 1977), 146–159.
  96. ^ "Steel Industry". Архивировано из оригинала 2009-06-18 . Получено 2009-07-12 .
  97. ^ " Congressional Record V. 148, Pt. 4, April 11, 2002 to April 24, 2002 ". Типография правительства США .
  98. ^ Чопра, Анудж (12 февраля 2007 г.). «Стальная промышленность Индии выходит на мировую арену». Cristian Science Monitor . Получено 12 июля 2009 г.
  99. ^ "Top Steelmakers in 2017" (PDF) . World Steel Association. Архивировано из оригинала (PDF) 23 августа 2018 г. . Получено 22 августа 2018 г. .
  100. ^ «Долгосрочное планирование необходимо для удовлетворения спроса на сталь». Новости . 2008-03-01. Архивировано из оригинала 2024-05-25 . Получено 2010-11-02 .
  101. ^ Де Рас, Кевин; Ван Де Вийвер, Рубен; Галвита, Владимир В.; Марин, Гай Б.; Ван Геем, Кевин М. (2019-12-01). «Улавливание и использование углерода в сталелитейной промышленности: проблемы и возможности для химической инженерии» (PDF) . Current Opinion in Chemical Engineering . 26 : 81–87. doi :10.1016/j.coche.2019.09.001. ISSN  2211-3398. S2CID  210619173.
  102. ^ Учитель, Луис (01.01.2009). «Сталелитейная промышленность в состоянии спада рассчитывает на федеральное стимулирование». The New York Times . Получено 19.07.2009 .

Библиография

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки