古代中国冶铁技术远远领先世界(图)

2011-02-05 21:43

   

                               五代时大型铸件沧州铁狮

中国古代的炼铁和铁器制造技术意义极为重大，铁器是推动历史前进的巨大动力。20世纪中国考古发现证明，中国在春秋晚期，铁器制作就极其繁荣兴盛，到了战国末年，已经进入炼铁和铁器制造的黄金时代。不断出土的考古新发现，有力地证明了历史上中国冶铁技术成熟而趋于完备，远远领先于世界各国。

古代世界冶炼生铁的技术最早发现于中亚，但是由于炼铁炉过小，鼓风力弱，只能炼出海绵状的块炼铁。从春秋晚期开始，中国在炼铁技术上就开始独领风骚，竖式炼铁炉成了生铁冶炼的主要设备。特别是到了汉代，国家专营的冶铁作坊技艺精进，使生铁得以大量生产。

先进的冶炼设备

高炉的鼓风设备叫“橐”，是一只皮制的鼓风机。这种橐，在汉代又作了进一步的改进，由皮革制作的风囊和木架构成，有入风口和排风口，把几个橐连在一起的称为排橐或排，它可以增大进风量，增强燃烧的火力，把炉温迅速提高到炼铁所需要的1200多度。最早，橐用人力畜力带动。据史书记载，当时的炼铁，需要上百匹马拉动大型排橐鼓风，加上装运矿石的成百上千的工人，真是人强马壮。但是，无论人力还是畜力鼓风机都不能满足日益发展的炼铁的需要，炼铁业呼唤更有力的鼓风机的出现，于是功率更强大的水力鼓风机——水排应运而生了。宋代的王祯在《农书》中详细记载了水排的结构和工作原理，并绘图说明。水排是在湍急的水流之滨竖立起的巨大的木轮，靠水流的冲击力带动木轮转动，再由传动机构带动橐排的转动，从而将强大的风吹入高炉。古代水力鼓风机所包括的动力机构、传动机构和工作机构三部分已经达到相当完备的程度，制作技术和尺寸大小和中国高炉的规模相适应，举世无匹。欧洲出现水力鼓风机是在12世纪。

高超的冶炼技术

铸铁柔化术是中国古代钢铁业的另一重大发明。铸铁炼制出来之后，因为性脆、缺乏韧性而不适合锻造优良的铁器。而适合锻造铁器的铸铁，因热处理的温度和方法的不同，分作白心可锻铸铁和黑心可锻铸铁两种。白心可锻铸铁具有比较高的硬度和强度，黑心可锻铸铁具有较好的耐冲击性。西方人写的冶金史著作都认为，这两种极其重要的、有实用价值的铸铁都是欧美的发明，其中白心可锻铸铁是法国人在1722年发明的，所以又称“欧洲式可锻铸铁”，黑心可锻铸铁则是美国人在1826年发明的，又称“美国式可锻铸铁”。然而，根据史书记载和考古发现提供的证明，中国比西方早近两千年就发明了制造黑心和白心可锻铸铁的技术。这种技术的关键是将普通铸铁长时间高温加热，使其中的化合碳发生变化，当碳的含量介于铸铁和钢之间，其性质也随之变化，具有较强的延展性并保持了一定的硬度。这种技术叫铸铁柔化术。河南洛阳出土的铁铲，湖北大冶铜绿山古矿井出土的六角锄，都是白心可锻铸铁制造的。

炒铁是古代中国钢铁冶炼的重大发明，是一种简便有效的炼铁术。方法是把含碳量过高的可锻铸铁加热到半流体状态，再和铁矿石粉混和起来不断“翻炒”，让铸铁中所含碳元素不断渗出、氧化，从而得到中碳钢或低碳钢。如果继续炒下去，就得到含碳更低的熟铁。这种方法始于西汉，东汉的《太平经》中就明确记载了炒铁技术，在河南巩县的古冶铁遗址中也发现了以炒铁制作的铁币和炒铁炉。

史书、传说中那些炼制兵器的杰出工匠的名字和故事为辉煌的冶炼业增添了动人的光彩。据说干将和莫邪是一对夫妻，楚王命令他们三年内铸造成名为干将、莫邪的雌雄二剑。这是两口经过千锤百炼的极品宝剑，吹毛可断，削铁如泥，寒光闪闪，光可鉴人。干将知道暴虐残忍的楚王会因为铸造得太慢而残杀他们，就藏起了雄剑干将不献，留给儿子，希望儿子为他报仇。后来干将的儿子赤鼻果然实现了父亲的嘱托，向暴君报了仇。