Каково влияние Черной металлургии на общество?
Металлы оказали глубокое влияние на древние и современные общества. Медь была первым металлом, который начали использовать, поскольку она плавится при относительно низких температурах и может быть легко отлита в инструменты, ювелирные изделия или оружие. Однако металл легко гнется, хрупок и легко ломается. На Древнем Ближнем Востоке, к концу 2-го тысячелетия до н. э., примерно к 1400-1300 годам до н. э., развился процесс выплавки и изготовления железных орудий труда. Хотя железо можно было бы получить из природных источников, таких как метеоритное железо, эти источники ограничены и не могут быть использованы для создания многих инструментов или оружия. Инновационная технология выплавки железа открыла множество новых возможностей для древнего и современного миров, навсегда изменив то, как сегодня развивались наши собственные общества.
- Раннее развитие черной металлургии
- Последующие События
- Глубокое влияние технологий черной металлургии
- Заключение
Раннее развитие черной металлургии
Обсуждаются точные истоки выплавки железа. Возможно, это произошло уже к середине третьего тысячелетия до н. э. в Анатолии (современная Турция), где было найдено хаттское оружие, изготовленное из железа, которое, по-видимому, было получено из расплавленного источника. К середине второго тысячелетия до нашей эры железные орудия все чаще находили в Анатолии, Месопотамии и Египте. На самом деле, в позднем бронзовом веке, примерно с 1400-1300 гг. до н. э., железное оружие находили в гробницах, в том числе в гробнице Тутанхамона. Хотя золото и драгоценности из его гробницы являются самыми известными, найденные железные предметы озадачили археологов. Однако недавние исследования показали, что одно из этих орудий было изготовлено из метеоритного железа, что указывает на то, что если выплавка железа и существовала, то она была очень редкой.
По сути, поздний бронзовый век (1600-1200 до н. э.), вероятно, был периодом, когда выплавка железа развивалась, но не была широко освоенной технологией или ограниченной технологией в нескольких местах. Мы знаем, что Анатолия, должно быть, была важным источником для производства железа и железа, поскольку тексты из древнего города Амарна указывают на желание египтян импортировать железо у хеттов, которые, возможно, были первым обществом, освоившим производство железа. Производство железа все еще было очень редким, и торговля им в основном велась на элитном уровне, а не торговалась аналогично обычным металлам, таким как бронза.
Несомненно, железный век, который впервые начался в 1200 году до н. э. на Ближнем Востоке и распространился на некоторые районы Африки и восточного Средиземноморья, ознаменовался многими новыми разработками и широким распространением техники изготовления железа. Печи, используемые для выплавки чугуна, называемые блумерами, теперь стали хорошо развиты, где мастера смогли лучше контролировать технологии нагрева для выплавки железа и повышения температуры выше 1000 градусов по Цельсию. После этого времени и на протяжении всего 1-го тысячелетия до нашей эры технология производства железа распространилась по всему Старому Свету, достигнув Китая к 5 веку до нашей эры. Кованое железо стало основным типом железа, изготовляемого и кованого для изготовления оружия и инструментов. Этот тип железа в основном содержал железо, но также имел некоторое количество углерода, который помогал укреплять железо, чтобы оно не было слишком хрупким. Уже было известно, что добавление углерода для изготовления стального оружия укрепляет его, поэтому оно нелегко ломается во время боя или при использовании инструментов.
Железо, вероятно, помогло создать многие империи, которые развивались в 1-м тысячелетии до н. э., где контроль над производством теперь давал этим государствам военное преимущество (рисунок 1). В то время как стимулы к получению военного преимущества способствовали распространению черных технологий, включая железо и то, что стало производством стали, начали развиваться многие вторичные эффекты этой инновации. Во-первых, железо и сталь производили не только лучшие мечи, копья и топоры, но и режущие инструменты, молотки, пилы и другие орудия, все это принесло пользу. Теперь это позволило радикально изменить ландшафт. Новые технологии вскоре появились после внедрения новых технологий, в том числе разработки акведуков и канатов. Эти технологии на водной основе позволили легче орошать относительно сухие районы с помощью крупных ирригационных работ. Железо также было более распространено, чем другие металлы, что означало, что многие общества смогли извлечь выгоду из этого развития. Были расчищены большие лесные массивы, террасирование стало проще, а топливо, необходимое для производства железа и других операций, стало легче собирать, так как древесину можно было легче рубить. По сути, была создана основа для заселения новых районов и расширения инфраструктуры, включая обеспечение водой, что позволило городам расти.
Последующие События
Белая сталь была уже вокруг вскоре после того, как выработалась обработка железа, потребовалось некоторое время, прежде чем освоение технологии улучшилось. Римляне освоили использование угля, а не древесины, в качестве топлива в печах. Это дало им новый источник топлива для производства чугуна и стали лучшего качества. Однако эта практика не получила широкого распространения и, возможно, не была широко использована после римлян в Европе. Однако новые технологии производства стали из Китая и Индии, которые были разработаны к 5 веку н. э., распространились и на другие районы Старого Света. Это включало смешивание кованого и чугунного железа вместе, чтобы сформировать более сильное оружие/инструмент. Так называемый метод Бессемера, который является современной технологией производства стали и был разработан намного позже, уже имел предшественника, разработанного в Китае к 11 веку н. э. (рис. 2). Это включало повторное охлаждение и перековку стали в более прочный продукт. Проблемы наличия относительно хрупкого железа в настоящее время эффективно решаются. Раньше качество железной руды влияло на качество оружия и инструментов. Теперь новые технологии производства, которые позволили легче изготавливать карбонизированное железо и, таким образом, создавать сталь, позволили более быстрому распространению более совершенного оружия и инструментов. В средневековом исламском мире доменные печи были разработаны в 10-11 веках. Это позволило увеличить промышленное производство и улучшить производство железа. Процесс, в котором использовалась интеграция карбидов в процессе плавки в тигле, позволил получить одну из самых прочных сталей в средневековом мире. Это была так называемая дамасская сталь, произведенная в Сирии, которая производила одни из самых качественных мечей и оружия средневекового мира.
В средневековый период Европа во многом отставала от Старого Света по качеству производства стали. Все начало меняться в начале 17 века. Был разработан метод цементации железных прутков углеродом, так называемые процессы цементации. Этот метод вскоре был использован в доменных печах, которые начали производить сталь более высокого качества. Подобно тому, что происходило в большей части Старого Света, зависимость от древесины привела в конечном итоге к ограничению производства стали. Это создало потребность, аналогичную той, которая наблюдалась в Китае, в использовании новых видов топлива. К началу 1700 - х годов использование кокса стало использоваться при производстве стали. Это устранило необходимость в древесине, так как теперь можно было использовать уголь, а его запасов было предостаточно. Использование кокса также дало углерод, необходимый для производства стали лучшего качества.
В 19 веке усовершенствования доменных печей, изобретенные Джеймсом Бомонтом Нильсоном из Шотландии, позволили производить гораздо более дешевую сталь. Процесс Бессемера был вскоре разработан в 1850-х годах Генри Бессемером, что позволило не только относительно удешевить производство стали, но и ускорить его в промышленных масштабах. В течение получаса почти 25 тонн чугуна можно было превратить в сталь. Появились другие формы стали, такие как легированные стали, которые придавали стали большую гибкость. Нержавеющая сталь была разработана в начале 20 века.
Глубокое влияние технологий черной металлургии
Более ранние разработки в области железа позволили произойти многим изменениям, таким как рост ирригационных сооружений и городов. Новые земли были введены в сельскохозяйственное производство благодаря развитию черной металлургии. Однако одним из основных ограничений была стоимость производства стали. Это изменилось только к 1850-м годам, когда производство стали с использованием метода Бессемера и других развитых технологий производства стали в 19 веке позволило так называемой второй волне промышленной революции, которая произошла в конце второй половины 19 века.
С удешевлением производства стали и разработкой новых сплавов сталь теперь использовалась для более широкого распространения железных дорог, телеграф стал более распространенным, а паровые печи также стали обычным явлением. Все эти технологии были уже разработаны в начале 19 века; однако ни одна из них не была широко распространена до тех пор, пока производство стали дешевле во второй половине 19 века. Еще одним новшеством стало то, что сталь теперь можно было чаще использовать для производства зданий. Это позволило построить гораздо более прочные конструкции без использования слишком большого количества кирпича или цемента. По сути, здания могут стать легче. Теперь это позволило к концу 19 века построить более высокие здания. Здание по страхованию жилья в Чикаго, открытое в 1884 году, стало известно как первый в мире 10-этажный небоскреб. В то время как более ранние технологии производства железа позволяли увеличить производство сельскохозяйственной продукции, новые технологии производства стали, широко представленные к 19 веку, позволили городам расти намного быстрее и выше за счет более дешевого производства стали. К 1890-м годам сталь стала лидером в строительстве высотных зданий, где в Чикаго к этому времени насчитывалось 20 небоскребов высотой 16-20 этажей.
Сталь также позволила широко распространенному производству кухонных кастрюль и других предметов домашнего обихода быть дешевым, что позволило массовому потреблению. Новая бытовая техника, начиная от холодильников и заканчивая кухонными принадлежностями, теперь включает в себя сталь. Более крупные объекты, такие как корабли и поезда, также могут быть легче изготовлены из стали, что позволит совершить революцию в области транспорта. С развитием связи и транспорта с использованием стали современный мир развивался, что также способствовало расширению таких государств, как Великобритания, Германия, Франция и Соединенные Штаты. Сталь помогла привести к власти государства начала 20-го века, где более крупные политические и военные державы подпитывались производством стали, включая линкоры и другое оружие, что привело к напряженности, которая в конечном итоге привела к Первой и Второй мировым войнам. Поэтому можно утверждать, что современное производство стали также привело к ключевым конфликтам 20-го века, которые политически сформировали наш современный мир.
Заключение
Железистые технологии легко воспринимаются как одно из величайших воздействий на древние и современные миры. Наша современная жизнь, основанная на массовом транспорте и связи, была бы невозможна без этого. Технологии также позволили ввести в производство новые районы и в конечном итоге позволили нашим городам расти вверх и наружу. Черные технологии не только повлияли на развитие наших обществ, но и позволили развиться современным конфликтам, которые политически сформировали мир, включая крупные альянсы и современные государственные границы.