清朝冷常识-清代的冶金和机械制作成果

来源:主要产品    发布时间:2024-11-26 14:19:39
  清代冶金业超过了明代中叶的水平。据地质查询所计算,19年全国旧法炼铁产值为17万余吨,清代晚期铁

  清代冶金业超过了明代中叶的水平。据地质查询所计算,19年全国旧法炼铁产值为17万余吨,清代晚期铁的产值当与之附近。铜很多用于铸钱。康熙年间(62—1722)云南东川等地铜的最高年产值达1400余万斤,称为滇铜,其间1100万斤以上用于铸钱。此外,锡、铅、锌的出产有较大开展,白铜出产也有适当规划。

  清代炼铁炉的规划与明代大体相同,据屈大均《广东新语》记载:“炉之状如瓶,其口上出,口广丈许,底厚三丈五尺,崇半之,身厚二尺有奇”,筑炉用灰沙盐醋,外束藤条,用木材支护,鼓风木扇高五、六尺,宽四尺,由四人操作,装料用“机车”,一昼夜可出铁12版,每版300斤,日产值约1.8吨。道光初年严如煜《三省边防范览》记汉中铁厂炼铁炉,高约6米,外用木材支护,成为方形,用风箱鼓风,由十余人轮番曳引,每座竖炉包含采矿、运送炉料在内需工匠百余人。明清时运用焦炭和“机车”炼铁是传统钢铁技能呈现向现代钢铁技能改动趋势的重要标志,也是这种改动已有了实际可能性的证明。

  坩埚炼铁是我国特有的炼铁办法。咸丰《青州府志》记载:“康熙二年,孙廷铨召山西人至此,得熔铁之法。凿取石,其精巧为石、次为硬石,击而碎之,和以煤,盛以筒,置方炉中,周以礁火。初犹未为铁也,复碎之,易其简与炉,加大火,每石得铁二斗,为生铁。复取其恶者,置圆炉中,木火攻其下,一人执长钩和搅成团出之,为熟铁,减其生之二焉”。这是迄今所知坩埚炼铁最早的文献记载。坩埚炼铁的长处是炉体结构简略,操作简略快捷,本钱低价,合适运用当地资料。英国人宿克来1899年计算晋城、阳城、太原等地坩埚铁年产值达5万吨。

  清代仍撒播百炼钢工艺。清末魏源《海国图志》援引林则徐奏章:“至熟铁则不行铸而但可打造。其打造之法,用铁条烧熔百炼,逐步旋绕成团,每五斤熟铁方能炼成一斤,坚刚润滑无比。”

  锌是从十六世纪起传入欧洲的。埃契森《金属史》说到:“1745年有一批金属锭块从广州交付给瑞典,但货船淹没于哥德堡港。大约于1842年,其间一部分锭块被打捞起来并证实为98.99%的锌。”英国勃列斯托当地于1738年开端出产锌,其工艺即源自我国。金属加工清代传统金属加工工艺具有较高的水平。山西晋城、广东佛山等重要冶铁中心都有铁线行,用当地产的熟铁拔丝。粗细铁丝的逐次拉拔成形和铸造都通过中心退火。

  四川泸定桥是建于康熙四十五年(1706)的铁索桥,长103米,宽2.8米,由九根铁索组成,铁索用粗9厘米的锻铁链节接续而成。四川老君桥铁索则用眼杆式链节组成。由此可见锻接质量之好。清代芜湖汤天池,梁应达以善锻铁画著称,现芜湖仍保存这一传统工艺。清代除了有渗碳热处理工艺外,还有化学热处理工艺。陈克恕《篆刻针度》记载了化学热处理工艺。

  铸造型范在泥型铸造方面,成批出产的中、小型铸件已选用可重复运用的“半永久”泥型。这种工艺直到近代仍广泛撒播,如创立于道光十七年(1837)的无锡王元吉冶坊即以铸造薄壁锅著称,可铸出壁厚仅0.7—1毫米厚的灰口铁锅,一副铸型可用200次左右。

  清代宫殿手工业以失蜡法为制作爵、铏、簋、豆等艺术铸件的首要工艺手法。据《广储司磁器库铜作则例》记载,爵的蜡模是用“剥蜡法”制作的,行将蜡片在模板上限制斑纹,再焊接成器形。据记载,剥蜡法和拔蜡法在明清时期都是惯例工艺,有很细的分工和工料定额。

  铸炮铁范清代创制了铸炮铁范。魏源《海国图志》所辑《铸炮铁模图说》具体论说了由泥型翻制铁范,再用铁范铸炮的工艺进程。书中还总结了铁范铸炮可屡次运用以及节约人力、物料,出产效率高,合适于战备需要等长处,与现代铸造工程学对金属型的知道是根本共同的。此书作者龚振麟注重学习西方先进科学技能,在传统工艺的基础上创始此法,创制了新式炮架,并于1842年撰成此书。惋惜的是,他的创造未得到遍及使用。他写的《铸炮铁模图说》一书,是世界上最早体系论说铸铁金属型铸造的专著。

  清代在农业、纺织、矿冶、交通运送、修建、军事等方面所遍及选用的仍然是传统机械,但在某些方面有所开展。例如纺织机械就已达到很高水平,其间最有代表性的是张力自控式多锭纺纱车。这种纺车上的牵伸组织和加压设备都是很重要的创造。又如周庆云《盐法通志》所载:“风车者,借风力反转认为用也,车凡高二丈余,直径二丈六尺许。上安布帆八叶,以受八风。中贯木轴,附设平行齿轮。帆动轴转,激动平齿轮,与水车之立齿轮相搏,则水车腹页斡旋,引水而上。此制始于安凤官滩,用之以起水也。”这种立帆式风轮,是我国沿海产盐区用以提高海水的机械,是依据古代风车和船帆原理规划出来的。它的特色在于不受风向改动的影响,即不管风向怎么,风轮总是朝同一个方向旋转。这是一项构思奇妙的创造。

  此外,在十七世纪今后西方传入的机械仪器的启示和鼓励下,我国一些科学家对其“轮捩机轴之学”深感爱好,而且独立作出了许多新的创造,其间尤以光学仪器的研发更为杰出。如清初黄履庄曾制成龙尾车(汲水机械),主动驱暑扇(主动电扇)和许多光学仪器;郑复光在《镜镜詅痴》中对各种光学仪器作了适当全面的介绍;邹伯奇独立创造了照相机;道光年间科学家黄履庆创造性地把取景器和千里镜(望远镜)结合起来,能摄数里之外之影,历历如绘,实际上已是地理照相机的雏形。

  战役前后,我国已开端研讨和拷贝西方机床、蒸汽机、内燃机、船只、纺织机械和农业机械等。如丁拱辰(1800—1875)对蒸汽机、蒸汽机车和蒸汽机船进行了前期的体系研讨。他通晓数理,拿手机械制作。1831—1841年间,他先后制作了机车模型和轮船模型,这是我国机械史和交通史上很有含义的一件事。他制作的直立双作往复式小机车,长1尺9寸,阔9寸,可载重30余斤,其锅炉、蒸汽机全为铜质,这是我国第一台火车头雏形。1841年,他写成《演炮图说辑要》,其间的《西洋火轮车、火轮船图说》,为我国自著的第一部关于蒸汽机、机车和轮船的作品。

  此外,魏源、龚振麟、郑复光等人也对蒸汽机等西方机械进行了介绍和研讨,扩展了西方机械的影响。如1840年战役迸发后英军侵略舟山时,龚振麟见到英军用蒸汽机驱动的火轮,所以他参阅林则徐供给的《车轮船图》进行拷贝,先用人力驱动叶轮,在湖中试航成功,后又制成更大的舰只,可在海洋中行进。1841年春,龚振麟又把只能直击的老式炮架改成能上下左右改动射击视点和方位的新式炮架和炮车。这种新式炮车灵活巩固,富有成效。

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