Cómo hacer hierro

1. La ironización de las herramientas de producción y el desarrollo de la industria de la fundición del hierro.

Después del Período de los Reinos Combatientes, debido al avance de la tecnología de fundición del hierro y a los cambios en el entorno social y En el sistema económico, la demanda de herramientas de hierro en la sociedad aumentó. Con el aumento, la extracción de mineral de hierro, la fundición y la fundición de hierro se han convertido en importantes industrias artesanales relacionadas con la economía nacional y el sustento de la gente. Se desarrolló una gran cantidad de mineral de hierro durante el Período de los Reinos Combatientes. El libro "El Clásico de las Montañas y los Mares·Wuzangshan Jing" del Período de los Reinos Combatientes registró 37 montañas productoras de hierro. Entre ellas, la que se registra como perteneciente a Nanyang es la. "¿Imperial? ¿NF9A5? Montaña". Hay muchos hierros en el yin", aproximadamente entre el actual condado de Biyang y el condado de Nanyang en la provincia de Henan; el otro lugar es "Montaña de Cama de Conejo, "Muchos hierros en Yang", aproximadamente entre Los actuales condados de Song y Nanyang. Durante el Período de los Reinos Combatientes, varios países tenían industrias artesanales de fundición de hierro. Entre ellos, Corea y Chu tenían las industrias artesanales de fundición de hierro más desarrolladas y tenían las industrias artesanales de fundición de hierro más famosas. En ese momento, Nanyang se había convertido en un famoso centro de fundición de hierro. durante el Período de los Reinos Combatientes. "Xunzi·Yi Bingpian" registra: "Un enorme trozo de hierro es tan miserable como una abeja". Durante las dinastías Qin y Han, las herramientas de hierro y la tecnología de fundición de hierro se habían difundido y utilizado ampliamente en vastas áreas. La arqueología ha revelado que a principios de la dinastía Han Occidental, los implementos y herramientas agrícolas de hierro habían reemplazado a las herramientas de cobre, hueso, piedra y madera. A mediados de la dinastía Han Occidental, con el desarrollo de la tecnología de fundición de hierro, aumentaron las herramientas de hierro forjado. y las armas de hierro ocuparon gradualmente una posición dominante hasta que en la dinastía Han del Este, todas las armas principales estaban hechas de acero, completando así el proceso de armas y herramientas de producción a base de hierro. ?En los primeros años de la dinastía Han Occidental, la industria de fundición de hierro podía dejarse en manos de los empresarios. La familia Kong del estado de Wei se dedicaba originalmente a la industria de la fundición de hierro. Después de que la dinastía Qin destruyera a Wei, fue trasladado por la fuerza a Nanyang y se hizo extremadamente rico fundiendo hierro. Durante el reinado del emperador Wu de la dinastía Han Occidental, el emperador Wu nombró a Kong, un comerciante de hierro de Daye en Nanyang, como "gran ministro de agricultura, a cargo de los asuntos de la sal y el hierro" para gestionar la industria de la sal y el hierro del país. se convirtió en una de las bases de la industria artesanal del país donde se instalaron funcionarios del hierro. En los sitios de fundición de hierro de la dinastía Han excavados en Wafangzhuang, Nanyang, se encontraron reliquias de fundición de hierro de la dinastía Han occidental (cimientos de hornos, ladrillos refractarios, tubos de explosión, moldes de fundición y herramientas de hierro, incluidas rejas de arado de hierro, aguileñas de hierro y palas de hierro). fueron descubiertos. Durante la dinastía Han del Este, la industria de fundición de hierro en Nanyang se basó en la dinastía Han del Oeste. El número de talleres de fundición de hierro aumentó, la escala se expandió sin precedentes y la tecnología mejoró significativamente. Los sitios de fundición de hierro descubiertos cerca de Nanyang después de la fundación de la República Popular China incluyen: el sitio del taller de fundición de hierro Wafangzhuang en Beiguan, ciudad de Nanyang, el sitio de fundición de hierro Dazhangpi en la aldea de Zhangpi, Tongbai, el sitio de la aldea Tielu en el condado de Tongbai, y el templo Taishan en el condado de Nanzhao, el sitio de fundición de hierro de Caodian, el sitio de fundición de hierro de la aldea Zhaohe del condado de Fangcheng, el sitio de fundición de hierro de Anguocheng del condado de Zhenping, el sitio de fundición de hierro de Baishijian del condado de Xixia, etc. Las ruinas de la fundición de hierro de la dinastía Han fueron excavadas en Wafangzhuang, Beiguan, ciudad de Nanyang de 1959 a 1960. El área principal del sitio es de 2800 m2, y se descubrió una gran cantidad de restos y reliquias de fundición de hierro, incluidos 9 hornos, 8 freidoras de acero. hornos, y 1 asiento de horno de forja. Se descubrió que en las condiciones de producción de la época se utilizaba un alto horno caliente en el proceso de fundición de hierro. Este era un horno de ahorro de calor utilizado en nuestro país en los primeros días. Existen cerca de 40 tipos de moldes y modelos utilizados en la fundición. Se puede ver en las reliquias excavadas por reliquias culturales y arqueológicas que Nanyang se había convertido en el centro de fundición del país en ese momento.

2. Desarrollo de tecnología y procesos de fundición de hierro.

La tecnología de fundición de hierro se desarrolló aún más durante las dinastías Qin y Han. La fabricación de hierro en altos hornos se ha convertido en un método económico y eficaz de fabricación de hierro. El alto horno se carga con hierro desde arriba y se sopla aire desde abajo, lo que produce un movimiento relativo de caída de la carga y ascenso del gas. El gas a alta temperatura generado por el combustible sube a través de la capa de material y transfiere calor al material del horno. El monóxido de carbono que contiene también reduce el óxido de hierro. De esta manera, la energía térmica y la energía química del combustible se aprovechan al mismo tiempo. La carga inferior se reduce gradualmente e incluso se funde. La carga superior desciende lentamente desde la parte superior del horno. El combustible se precalienta y puede alcanzar el horno. una temperatura de combustión más alta. De hecho, este es un método de fundición relativamente razonable, por lo que tiene una gran vitalidad y se ha extendido durante mucho tiempo. El desarrollo de su nivel de fundición se refleja en los siguientes aspectos: Primero, la tecnología de construcción de hornos en la fabricación de hierro en altos hornos ha alcanzado un nivel relativamente alto. Algunos están construidos con ladrillos refractarios rectangulares o curvos cocidos con arcilla refractaria amarilla o roja que contiene un alto contenido de sílice. Los ladrillos refractarios desenterrados en el sitio de Wafangzhuang en Nanyang tienen diferentes materiales, espesores y formas en diferentes partes. Algunos utilizan arena de cuarzo blanca con un diámetro de 0,3 a 0,5 cm mezclada con una pequeña cantidad de arena fina. Algunos están hechos de hierba mezclada con barro, arcilla amarilla y una gran cantidad de arena de cuarzo. La arena de cuarzo utilizada no sólo es natural, sino también procesada y triturada.

La resistencia al fuego de estos ladrillos refractarios alcanza entre 1463°C y 1469°C, lo que obviamente es el resultado de que la arena y la grava que contienen un contenido bastante alto de sílice se mezclan con la arcilla refractaria. Este tipo de material refractario ácido con un contenido de sílice relativamente alto es adecuado, a juzgar por el hecho de que la mayoría de los altos hornos en la antigua China son escoria ácida. En segundo lugar, la mayoría de las materias primas utilizadas en la fabricación de hierro en altos hornos han sido procesadas. Los trabajadores de las fundiciones han descubierto gracias a su larga experiencia práctica que el tamaño uniforme de las partículas de la carga puede reducir la resistencia al gas. Por lo tanto, las materias primas deben procesarse antes de la fundición. Se excavaron miles de toneladas de mineral en polvo en el sitio de la aldea de Zhangfan en el condado de Tongbai, lo que indica que se prestó gran atención al procesamiento del mineral en ese momento. Además de la fabricación de hierro en altos hornos, durante la dinastía Han Occidental también se descubrió la tecnología de fabricación de hierro en crisoles. En el sitio de Wafangzhuang en Beiguan, ciudad de Nanyang, se encontraron 17 hornos de crisol, 3 de los cuales estaban relativamente completos y todos aproximadamente rectangulares. Uno de ellos mide 3,6 metros de largo, 1,82 metros de ancho y 0,82 metros de profundidad. El método de construcción del horno consiste en cavar un hoyo rectangular en el suelo y dejar la puerta del horno. La pared circundante se apisona y luego se recubre con una fina capa de barro. La parte superior del horno está hecha de ladrillos refractarios en forma de arco. Los tamaños de los ladrillos son diferentes. La superficie interior de los ladrillos está recubierta con una capa de barro refractario de aproximadamente 1 cm de espesor. Magma blanco en la superficie del barro. La parte posterior de los ladrillos está recubierta con una capa más espesa (unos 5 cm) de hierba mezclada con barro. Algunas están hechas de adobe y pasto mezclado con barro. El horno consta de cuatro partes: puerta, piscina, cámara del horno y chimenea. La puerta está en la parte delantera del horno y se utiliza para cargar y ventilar. Las paredes izquierda y derecha han sido quemadas por el fuego y se han vuelto de color gris ladrillo. La piscina está dentro de la puerta y las paredes circundantes también están quemadas en color gris ladrillo. Hay arena fina de aproximadamente 1 cm de espesor en el fondo de la piscina, que se utiliza como "nido de viento" durante la quema. El horno es rectangular, con pasto y barro en las paredes circundantes. El fuego es ligero. Se utiliza para contener hileras de crisoles y combustibles como leña y carbón. En la parte trasera del horno se utilizan. humo del horno de descarga. Algunos hornos están llenos de cenizas de leña, mientras que otros tienen mucha tierra quemada y fragmentos de ladrillos apilados en el fondo. Se encontraron tres crisoles, todos los cuales eran vasijas de barro de forma ovalada con fondo redondo. El exterior de las vasijas estaba cubierto con barro mezclado con pasto de aproximadamente 3 a 4 centímetros de espesor. El interior del barro estaba quemado hasta obtener un color ladrillo rojo. y la superficie era de un negro oscuro brillante con una capa de luz blanquecina. También se encontraron fragmentos de escoria de hierro pegados a la pared interior de un crisol. De la estructura del horno y el método de fabricación de hierro crisol transmitido a generaciones posteriores, se puede inferir que el método de fabricación de hierro en ese momento era: primero mezclar el mineral triturado con carbón y cosolvente, ponerlo en el crisol, y antes de cargar el horno, colóquelo en el fondo del horno, coloque una capa de una cantidad adecuada de fragmentos de ladrillo para ventilar el fondo del horno, deje muchas "aberturas de fuego" para colocar materiales inflamables para la ignición, luego colóquelo; una capa de carbón e instale filas de crisoles sobre el carbón; y luego colóquelos sobre el carbón. Se coloca una capa de carbón sobre la primera capa de crisol y se instalan filas de crisoles sobre el carbón. está lleno, el fuego se puede encender desde el "puerto de fuego" y volar para reducir el mineral en el crisol y fundirlo en arrabio. ?En tercer lugar, el desarrollo de la tecnología de voladuras. El desarrollo de la tecnología de fabricación y fundición de hierro en altos hornos es inseparable de la mejora de la tecnología de altos hornos. En la antigua mi patria, los altos hornos de fabricación de hierro utilizaban "gubias" de cuero como sopladores. Con el paso del tiempo y la acumulación de experiencia, la gente fue cambiando gradualmente el método de soplar. En un horno de fundición grande, hay más de un soplador, pero se agregan un soplador y un tubo de soplador para quemar completamente el combustible en el horno, aumentar la temperatura del horno y acelerar el proceso de fundición. En el sitio de fundición de hierro de Wafangzhuang, se desenterró una gran cantidad de tubos de explosión, incluidos algunos tubos de cerámica con codos. El diámetro interior del extremo grueso es de aproximadamente 100 mm, el diámetro interior del extremo delgado es de 50 mm y la longitud es. unos 400 mm. Dado que se quemó la capa de lodo debajo del tubo cerámico, se midió que la temperatura de combustión estaba entre 1250°C y 1280°C. Por la temperatura y los objetos excavados, se puede juzgar que el horno de fundición de hierro en Nanyang en la dinastía Han estaba equipado con un dispositivo de explosión caliente ("Fundición de hierro en Nanyang en la dinastía Han", Editorial de libros antiguos de Zhongzhou, diciembre de 1995 , página 23.). Este dispositivo utiliza el calor residual de la boca del horno para convertir el aire frío del conducto de aire en aire caliente y lo sopla al horno, lo que no solo aumenta la temperatura del horno, sino que también acorta el tiempo de fundición y mejora la calidad de hierro fundido. En lo que respecta al poder de soplado, existen el poder de soplado de "pelotón humano" y el poder de soplado de animales, como "pelotón de caballos", "filete", etc. En el séptimo año de Jianwu de la dinastía Han del Este (31 d. C.), Du Shi se desempeñó como prefecto de Nanyang, creó la "fila de agua" de voladuras impulsadas por agua y la promovió. El uso de hileras de agua para soplar aire para fundir herramientas agrícolas requiere "menos esfuerzo y más resultados" que el uso de soplado de aire manual, y logra buenos resultados.

Las ruinas de fundición de hierro excavadas hoy en la aldea de Zhangfan, condado de Tongbai, están lejos de las minas y fueron construidas junto al río. Es probable que se utilizara "drenaje de agua" para soplar el viento. La invención y aplicación del drenaje de agua no solo mejoró la capacidad de voladura, sino que también redujo considerablemente el costo, por lo que ha sido utilizado por la industria de fundición de hierro durante mucho tiempo. Las máquinas de soplado impulsadas por agua como ésta no aparecieron en Europa hasta hace más de 1.100 años. ?

La mejora de la tecnología de voladura ha promovido el desarrollo de la tecnología de fundición de hierro. Además del rápido desarrollo de la tecnología de fundición de arrabio, también se creó un proceso de ablandamiento de hierro fundido y aparecieron la fundición gris y el hierro dúctil. Entre las herramientas de hierro desenterradas del sitio de fundición de hierro de la dinastía Han en Wafangzhuang, ciudad de Beiguan, ciudad de Nanyang, después del análisis y examen, se puede ver que las herramientas agrícolas de la dinastía Han utilizaban principalmente hierro fundido maleable. Entre las 12 herramientas agrícolas inspeccionadas, 9 eran de hierro fundido maleable, 2 eran de acero descarburado de hierro fundido y 1 era de hierro blanco. Esto demuestra que se ha utilizado tecnología de ablandamiento en el hierro fundido. En términos de calidad, la tecnología de ablandamiento de hierro fundido en ese momento era bastante estable. La estructura de grafito de la pepita de hierro número 135 desenterrada de los estratos de la dinastía Han del Este en el sitio de fundición de hierro de Wafangzhuang no era del estado fundido, sino que se formó durante el recocido a alta temperatura. Sin embargo, la forma es regular y casi esférica. y los bordes también son muy lisos, mejorando así las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo.

3. Acero frito, hierro fundido, acero descarburado y tecnología de fundición

Para satisfacer las necesidades sociales de productos de acero, se creó la tecnología del "acero frito" a finales de la dinastía Han occidental. Dinastía. Esta tecnología calienta el arrabio hasta un estado fundido o básicamente fundido y lo agita para descarburar el hierro y convertirlo en acero o hierro forjado.

En el sitio de fundición de hierro de la dinastía Han en la aldea de Zhaohe, condado de Fangcheng, ciudad de Nanyang, también se encontraron seis hornos del mismo tipo que los del sitio de fundición de hierro de la dinastía Han en Tieshenggou, condado de Gong. Este tipo de horno de hierro salteado tiene un volumen pequeño y tiene forma de olla, por lo que la temperatura se puede concentrar. Se excava en el suelo para convertirse en un horno subterráneo, que disipa menos calor y ayuda a subir la temperatura. La parte inferior del horno tiene forma de fondo de olla para facilitar la carga y agitación. Además, también se encontraron varios hornos para freír acero en el sitio de fundición de hierro de Wafangzhuang, Beiguan, ciudad de Nanyang. Las formas y los métodos de construcción son similares, y hay bloques de hierro en la parte inferior del horno. A juzgar por la excavación de este sitio, el taller de fundición de hierro en Wafangzhuang, Nanyang, no solo utilizó herramientas de hierro fundido, sino que también utilizó arrabio para sofreír acero o hierro forjado para forjar herramientas y otros componentes. En este yacimiento también se desenterraron cinceles, címbalos, etc., que probablemente fueron elaborados en el taller. Los datos arqueológicos demuestran que durante la dinastía Han del Este, la tecnología de freír con acero se había vuelto muy popular. Un cuchillo de hierro de la dinastía Han del Este fue desenterrado en los suburbios del este de Nanyang. Tiene una forma especial, similar a un cuchillo de cocina. La hoja tiene una marca forjada paralela a la hoja. El cuchillo mide 11,2 cm de ancho y aproximadamente 17 cm de largo. y la parte posterior mide aproximadamente 0,5 cm de espesor, está relativamente bien conservada y está forjada en acero frito (Museo Provincial de Henan, etc.: "A Preliminary Study on the Iron Smelting Technology of the Han Dynasty in Henan", número "Acta Archaeologicala". 1, 1978.).

A finales de la dinastía Han occidental, se crearon hornos simples para freír acero para freír arrabio hasta convertirlo en hierro o acero maduro. Esto marcó el desarrollo de la tecnología de fabricación de acero.

nueva etapa, lo que aumentó considerablemente la producción de acero, lo que fue de gran importancia para la mejora de las herramientas de producción y la promoción de los productos siderúrgicos en ese momento.

La fabricación de acero antigua utilizaba hierro en trozos o hierro forjado con bajo contenido de carbono como materia prima, y ​​se convertía en acero mediante el método de cementación (este método todavía se usa hoy en día).

, este método utiliza Utiliza arrabio con alto contenido de carbono como materia prima y lo descarbura en estado sólido para fabricar acero. Durante el Período de los Reinos Combatientes, el proceso de ablandamiento se utilizó para descarburar y recocer arrabio, y se obtuvieron piezas de acero de hierro fundido descarburadas con descarburación incompleta (Li Zhong: "Discusión sobre el desarrollo de la tecnología de fundición de hierro y acero en la sociedad feudal temprana de China", "Acta Archaeology", número 2, 1975), este proceso todavía se utilizaba en la dinastía Han. Por ejemplo, el hacha de hierro desenterrada en el sitio de fundición de hierro Wafangzhuang en Nanyang tiene tejido blanco en el centro y acero en la superficie. También se han encontrado herramientas de hierro como esta en otros sitios. Todos están hechos de piezas en bruto de hierro blanco, que se recocen en una atmósfera oxidante para descarburar la capa exterior desde la superficie hacia el interior, convirtiéndose en ferrita pura, analito subferroso y analito de cromo, debido a una descarburación incompleta, el interior. todavía hierro, en realidad un material compuesto compuesto de acero y hierro. Otra situación es que la descarburación es relativamente completa y el tejido blanco se ha eliminado por completo, pero ha precipitado algo de grafito en la capa interna. Por ejemplo, un cincel de hierro desenterrado en Wafangzhuang en Nanyang parece una pieza fundida por su apariencia, pero el análisis metalográfico de la superficie muestra la estructura del acero, por lo que es fácil confundirlo con una pieza fundida de acero.

Bajo las condiciones técnicas de la dinastía Han, el acero fundido líquido no habría sido posible sin altas temperaturas superiores a 1500°C y los correspondientes materiales refractarios. Otro cincel de hierro desenterrado en Wafangzhuang, Nanyang, fue inspeccionado y descubrió que la base estaba hecha de acero con cromo ionizado con grafito residual en la capa interna, lo que demuestra que se trataba de una herramienta de acero descarburado. Además, se desenterraron finas placas de hierro formadas en el sitio de fundición de hierro de Wafangzhuang en Nanyang. Estas placas de hierro en realidad fueron descarburadas y tratadas térmicamente y se convirtieron en placas de acero con menor contenido de carbono. Podrían forjarse como herramientas y de hecho crearon la invención del acero. Placas. Un nuevo proceso de fabricación de acero. Esto amplía el ámbito de uso del arrabio y aumenta la fuente de acero de alta calidad, que desempeña un papel importante en la producción de acero. ?

La tecnología de tratamiento térmico del hierro fundido se desarrolló enormemente durante la dinastía Han y alcanzó la madurez. De las 9 herramientas agrícolas excavadas en el sitio de fundición de hierro de Wafangzhuang en Nanyang,

Se probó que 8 eran hierro fundido dúctil de núcleo negro, con buena calidad, y algunas ya no eran significativamente diferentes del hierro dúctil de núcleo negro moderno. hierro fundido. También hay algunos hierros fundidos resistentes de núcleo blanco que se pueden usar para fabricar herramientas manuales que sean resistentes a los impactos y que tengan un buen rendimiento. Los hierros fundidos resistentes de corazón negro se pueden usar para fabricar herramientas agrícolas resistentes al desgaste. . Entre los artículos de hierro fundido, algunos de los lingotes de hierro, aguileñas de hierro y aguileñas de hierro son de hierro fundido dúctil de núcleo blanco.

A juzgar por los sitios de fundición de hierro descubiertos de la dinastía Han, algunos de los talleres en ese momento se dedicaban principalmente a la fundición y fundición de hierro, y algunos se especializaban en fundición de hierro. p> Las piezas originales de hierro se fundieron directamente a partir de hierro fundido en el horno de fabricación de hierro. En la dinastía Han, aparecieron hornos de hierro especiales, que fueron de gran beneficio para mejorar la calidad del hierro fundido y obtener piezas fundidas de alta calidad. Al observar el sitio de Wafangzhuang en Nanyang, la estructura y los materiales de construcción del horno de fabricación de hierro son obviamente diferentes de los del horno de fabricación de hierro, lo que indica que la división del trabajo entre la fabricación de hierro y la fabricación de hierro en ese momento era muy clara.

Se desenterraron siete hornos de hierro en el sitio de fundición de hierro de Wafangzhuang en Nanyang. El método de construcción es el siguiente: en un terreno plano, se coloca barro mezclado con pasto con un diámetro de aproximadamente 2,6 m y un espesor de. 50 mm, y luego hornearlo de color amarillo anaranjado, como base del horno. El fondo del horno es hueco y consta de una base integral, pilares en forma de cintura, paredes periféricas y el fondo del hogar. La base tiene un espesor de unos 45 mm y está pavimentada con arcilla refractaria mezclada con una gran cantidad de arena de grano grande. El tamaño de las partículas de arena es de unos 10 mm. Las paredes y pilares circundantes están hechos de materiales ligeramente diferentes a los de la base. Hay muchos pequeños granos de arena. El espesor de la pared periférica es de 40 a 50 mm, el diámetro de los pilares es de 70 a 120 mm y la altura es de 70 cm. Según el tamaño de los ladrillos refractarios rectangulares desenterrados del sitio, se estima que puede haber alrededor de 15 pilares. y el fondo del hogar se construye sobre los cimientos. ?

El cuerpo del horno está hecho enteramente de ladrillos refractarios curvados. A juzgar por los diferentes grados de fusión de las superficies internas de los ladrillos, el cuerpo del horno se puede dividir en tres áreas: la boca del horno y las tres inferiores. y cuatro capas de ladrillos (ladrillos) (36 cm de largo, 17 cm de ancho, 6-9 cm de espesor), el revestimiento del horno está ligeramente fundido, tiene muchas grietas y tiene la temperatura más baja, que es el área de precalentamiento. La tercera y cuarta capa de ladrillos en la parte media del cuerpo del horno tienen vidriado quemado en el revestimiento del horno, lo que indica que la temperatura es relativamente alta y debería ser la zona de reducción. En las siguientes tres o cuatro capas de ladrillos, el revestimiento del horno generalmente se quema, o incluso se desprende por completo, exponiendo el cuerpo del ladrillo. La temperatura es más alta aquí y es la zona de oxidación cerca de la tobera. Según la altura de los ladrillos refractarios y las condiciones de combustión de la pared del horno mencionadas anteriormente, la altura del cuerpo del horno de hierro es de aproximadamente 3 a 4 metros. La pared del horno de hierro está dividida en tres capas. Los ladrillos refractarios en forma de arco son ladrillos de formas especiales, que están recubiertos con hierba mezclada con barro en el exterior y tienen entre 15 y 50 mm de espesor. El revestimiento interior tiene aproximadamente 40 mm de espesor. . Según la curvatura de los 14 ladrillos refractarios relativamente completos cuando se desentierran, el diámetro exterior mínimo del horno de hierro es de 1,16 m, el diámetro interior es de 0,92 m, el diámetro exterior máximo es de 2,3 m, el diámetro interior es de 2,14 m y su El diámetro interior medio es de aproximadamente 1,5 m. Después de la identificación, todos los ladrillos refractarios están hechos de arena y arcilla. A juzgar por la composición de las partículas de arena de cuarzo, hay cuarzo blanco redondo y angular y una pequeña cantidad de feldespato, lo que indica que además de arena natural, se ha triturado artificialmente. usado. Hay grietas en las partículas de cuarzo, cristales aciculares de mullita precipitados en la fase vítrea y una estructura de flujo, todo lo cual indica que el horno de hierro podía alcanzar temperaturas bastante altas en ese momento. ?A partir de la gran cantidad de tuberías desenterradas en el sitio, se especula que se pudo haber utilizado un dispositivo de aire caliente de intercambio de calor durante la fusión del hierro. Hay una tubería de cerámica, que está cubierta con lodo mezclado con pasto de aproximadamente 45 mm de espesor. y la superficie del material de lodo inferior se derrite. Cuando gotea, el lodo cerca de la esquina se derrite y fluye hacia abajo por la esquina. Según la temperatura medida, la temperatura de combustión debe estar entre 1250 ℃ ~ 1280 ℃.

Una explicación para el estado quemado del conducto de aire es que pudo haber sido instalado en la parte superior del horno y utilizado como conducto de precalentamiento.

Además, entre las grandes cantidades de hierro roto y escoria desenterradas, hay muchas placas de hierro trapezoidales y fragmentos de herramientas de hierro como arados, azuelas, azadas, hachas (de unos 40~ de espesor). 70 mm). Estas reliquias pueden ser las materias primas utilizadas en el horno de hierro. El yunque cuadrado y el martillo son herramientas de forja y herramientas para triturar materias primas. Una gran cantidad de escoria de carbón indica que el combustible utilizado era carbón vegetal, y en el horno quedaron grumos de carbón, algunos de los cuales estaban condensados ​​con hierro ligeramente fundido en la superficie. Algunas de las formas de las vasijas aún pueden identificarse. Se especula que este fenómeno puede ser el resultado de una carga en capas. A juzgar por el revestimiento del horno desenterrado, la sección está claramente dividida en tres capas. El horno ha sido apagado y reparado al menos dos veces. Los materiales utilizados para reparar el horno son los mismos que los utilizados para los ladrillos refractarios. Según las reliquias desenterradas, se especula que un horno tan grande debe funcionar de forma semicontinua. Cada cierto período de tiempo, se descargará hierro fundido y se verterá un lote de moldes. Cuando el tiempo de fusión es demasiado largo o el molde de fundición se ha completado, el horno debe apagarse de manera oportuna. Esto demuestra que los artesanos de la dinastía Han conocían bien los procedimientos operativos del horno. La tecnología de fundición de la dinastía Han también se desarrolló en la tecnología de fundición de artículos de hierro y bronce durante el Período de los Reinos Combatientes. En ese momento, los moldes utilizados para la fundición incluían moldes de arcilla, moldes de cerámica y moldes de hierro. Especialmente el uso de moldes de hierro mejoró la calidad y eficiencia de las fundiciones de hierro en diversos grados. A juzgar por los diversos moldes y modelos excavados en Nanyang Wafangzhuang, el proceso es aproximadamente el siguiente: los trabajadores que fabrican los moldes seleccionan arcilla amarilla en el lugar, la mezclan con aproximadamente un 35% de arena fina, agregan agua para mezclar el barro y hacen la plantilla. y luego elaborarlo finamente. La superficie del molde se talla en el suelo y las formas de varias piezas en diferentes superficies del molde se moldean de acuerdo con estrictos requisitos dimensionales. Una vez preparada la superficie del molde, se aplica pintura y se deja secar. Este es el primer proceso necesario de fabricación del molde. Antes de fundir, primero cerrar el molde, pegar y reforzar el barro, y luego enviar el molde al horno para hornear. Cuando alcance una determinada temperatura, dejar de hornear y salir del horno. Verter, llenar la puerta y el elevador con el jugo de hierro, para adaptarse a las necesidades de contracción de la cavidad del molde. Después de que el jugo de hierro se solidifique hasta cierto punto en la cavidad del molde, abra el lodo de refuerzo, retire el molde de lodo y luego retire el bebedero para obtener un molde de fundición de hierro. Luego, los moldes de hierro fundido superior e inferior se combinan en el molde, y luego el núcleo del molde de hierro se inserta en la cavidad del molde, y se usa algún tipo de herramienta de hierro para atar y sujetar el molde de hierro para evitar que se agriete debido a la expansión térmica del líquido de hierro durante el vertido. Después de combinar el molde, también se puede hornear en el horno y se vierte el jugo de hierro en él mientras el hierro está caliente. Después de que el jugo de hierro se solidifique hasta cierto punto, se abre el molde de hierro y se plancha la puerta y el elevador. son derribados para obtener el producto. ?El desarrollo de los métodos de tecnología de fundición también se refleja en la tecnología de fundición en pila. La tecnología de fundición apilada consiste en apilar muchas piezas de molde o bloques de molde capa por capa y utilizar un bebedero unificado para fundir varias piezas fundidas a la vez. Este método se inventó durante el Período de los Reinos Combatientes (Zi Xi: "Habla sobre el modelo de varios artefactos antiguos", "Materiales de referencia de reliquias culturales", número 8, 1957), y es principalmente adecuado para la producción en masa de pequeños piezas fundidas. En la dinastía Han, la tecnología de fundición en pila se desarrolló aún más. Por ejemplo, se excavó un horno de moldes de la dinastía Han en el condado de Wenxian, provincia de Henan, y se desenterraron más de 500 juegos de moldes de fundición en pila, con 16 tipos de piezas fundidas y 36 especificaciones. El conjunto de moldes tiene de 4 a 14 capas. Cada capa tiene de 1 a 6 piezas fundidas, y se puede fundir un máximo de 84 piezas a la vez, lo que mejora enormemente la eficiencia de producción. Se desenterraron varias reliquias apiladas de microfusión y de tres a cinco reliquias apiladas de rejas de arado de hierro en forma de "V" en el sitio de fundición de hierro de Wafangzhuang en Nanyang, lo que demuestra plenamente que Nanyang fue el primer condado importante de fundición de hierro en adoptar la tecnología de fundición de doble pila. ?El diseño del molde de fundición también es bastante científico. La capa de lodo entre las cavidades del molde es muy delgada para compactar la superficie del molde y reducir la cantidad de lodo tanto como sea posible, el bebedero de algunos moldes se fabrica. una forma achatada, que se adapta a la posición de mortaja y espiga del molde. La estructura también está dispuesta según este principio. La forma del ventilador coincide con la cavidad del molde. Muchos moldes de fundición cortan las esquinas para que el grosor del borde sea lo más consistente posible. Esto no solo reduce el volumen del ventilador y la cantidad de lodo utilizado, sino que también mejora la disipación del calor. uniforme y mejora la calidad de la fundición. ?Para la fabricación de núcleos modelo, además del núcleo de arcilla autónomo, se presiona la forma simple en la base del núcleo con tiras de arcilla. Los más complejos, como los núcleos de lodo de automóviles (vehículos), están hechos de cajas de núcleos divididos en lodo. El molde de fundición apilado de múltiples pilas (boca de automóvil) que se encuentra en Nanyang Wafangzhuang durante la dinastía Han del Este tiene una superficie de separación vertical dividida para el bloque del molde, y se utiliza un solo bebedero para las dos pilas de moldes de fundición, lo que da como resultado un metal más alto. Rendimiento, el tiempo de vertido es más corto, lo que indica que la tecnología de fundición en pila se ha desarrollado aún más.