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揭秘:我國漢代以前的煉鐵和鐵器製造

鐵器是推動人類歷史前進的巨大動力。 中國古代的煉鐵和鐵器製造技術意義極為重大。 當代鋼鐵劍源於我國古代的煉鐵和鐵器製造技術。

20世紀中國考古發現證明, 中國在春秋晚期, 鐵器製作就極其繁榮興盛。 《管子》一書中說:“上有赭者, 下有鐵。 ”到了戰國末年, 已經進入煉鐵和鐵器製造的黃金時代。 不斷出土的考古新發現, 有力地證明了歷史上中國冶鐵技術成熟而趨於完備, 遠遠領先於世界各國。

古代世界冶煉生鐵的技術最早發現於中亞, 但是由於煉鐵爐過小, 鼓風力弱, 只能煉出海綿狀的塊煉鐵。 從春秋晚期開始, 中國在煉鐵技術上就開始獨領風騷, 豎式煉鐵爐成了生鐵冶煉的主要設備。 特別是到了漢代, 國家專營的冶鐵作坊技藝精進, 使生鐵得以大量生產。

高爐的鼓風設備叫“橐”(音t uó), 是一隻皮制的鼓風機。 這種橐, 在漢代又作了進一步的改進, 由皮革製作的風囊和木架構成, 有入風口和排風口, 把幾個橐連在一起的稱為排橐或排, 它可以增大進風量, 增強燃燒的火力, 把爐溫迅速提高到煉鐵所需要的1200多度。 最早, 橐用人力畜力帶動。

據史書記載, 當時的煉鐵, 需要上百匹馬拉動大型排橐鼓風, 加上裝運礦石的成百上千的工人, 真是人強馬壯。 但是, 無論人力還是畜力鼓風機都不能滿足日益發展的煉鐵的需要, 煉鐵業呼喚更有力的鼓風機的出現, 於是功率更強大的水力鼓風機——水排應運而生了。

宋代的王禎在《農書》中詳細記載了水排的結構和工作原理, 並繪圖說明。 水排是在湍急的水流之濱豎立起的巨大的木輪, 靠水流的衝擊力帶動木輪轉動, 再由傳動機構帶動橐排的轉動, 從而將強大的風吹入高爐。 古代水力鼓風機所包括的動力機構、傳動機構和工作機構三部分已經達到相當完備的程度, 製作技術和尺寸大小和中國高爐的規模相適應, 舉世無匹。 歐洲出現水力鼓風機是在12世紀。

鑄鐵柔化術是中國發明

鑄鐵柔化術是中國古代鋼鐵業的另一重大發明。鑄鐵煉製出來之後,因為性脆、缺乏韌性而不適合鍛造優良的鐵器。而適合鍛造鐵器的鑄鐵,因熱處理的溫度和方法的不同,分作白心可鍛鑄鐵和黑心可鍛鑄鐵兩種。白心可鍛鑄鐵具有比較高的硬度和強度,黑心可鍛鑄鐵具有較好的耐衝擊性。

西方人寫的冶金史著作都認為,這兩種極其重要的、有實用價值的鑄鐵都是歐美的發明,其中白心可鍛鑄鐵是法國人在1722年發明的,所以又稱“歐洲式可鍛鑄鐵”,黑心可鍛鑄鐵則是美國人在1826年發明的,又稱“美國式可鍛鑄鐵”。然而,根據史書記載和考古發現提供的證明,中國比西方早近兩千年就發明了製造黑心和白心可鍛鑄鐵的技術。

這種技術的關鍵是將普通鑄鐵長時間高溫加熱,使其中的化合碳發生變化,當碳的含量介於鑄鐵和鋼之間,其性質也隨之變化,具有較強的延展性並保持了一定的硬度。這種技術叫鑄鐵柔化術。河南洛陽出土的鐵鏟,湖北大冶銅綠山古礦井出土的六角鋤,都是白心可鍛鑄鐵製造的。

炒鐵是古代中國鋼鐵冶煉的重大發明,是一種簡便有效的煉鐵術。方法是把含碳量過高的可鍛鑄鐵加熱到半流體狀態,再和鐵礦石粉混和起來不斷“翻炒”,讓鑄鐵中所含碳元素不斷滲出、氧化,從而得到中碳鋼或低碳鋼。

如果繼續炒下去,就得到含碳更低的熟鐵。這種方法始于西漢,東漢的《太平經》中就明確記載了炒鐵技術,在河南鞏縣的古冶鐵遺址中也發現了以炒鐵製作的鐵幣和炒鐵爐。

鑄鐵柔化術是中國發明

鑄鐵柔化術是中國古代鋼鐵業的另一重大發明。鑄鐵煉製出來之後,因為性脆、缺乏韌性而不適合鍛造優良的鐵器。而適合鍛造鐵器的鑄鐵,因熱處理的溫度和方法的不同,分作白心可鍛鑄鐵和黑心可鍛鑄鐵兩種。白心可鍛鑄鐵具有比較高的硬度和強度,黑心可鍛鑄鐵具有較好的耐衝擊性。

西方人寫的冶金史著作都認為,這兩種極其重要的、有實用價值的鑄鐵都是歐美的發明,其中白心可鍛鑄鐵是法國人在1722年發明的,所以又稱“歐洲式可鍛鑄鐵”,黑心可鍛鑄鐵則是美國人在1826年發明的,又稱“美國式可鍛鑄鐵”。然而,根據史書記載和考古發現提供的證明,中國比西方早近兩千年就發明了製造黑心和白心可鍛鑄鐵的技術。

這種技術的關鍵是將普通鑄鐵長時間高溫加熱,使其中的化合碳發生變化,當碳的含量介於鑄鐵和鋼之間,其性質也隨之變化,具有較強的延展性並保持了一定的硬度。這種技術叫鑄鐵柔化術。河南洛陽出土的鐵鏟,湖北大冶銅綠山古礦井出土的六角鋤,都是白心可鍛鑄鐵製造的。

炒鐵是古代中國鋼鐵冶煉的重大發明,是一種簡便有效的煉鐵術。方法是把含碳量過高的可鍛鑄鐵加熱到半流體狀態,再和鐵礦石粉混和起來不斷“翻炒”,讓鑄鐵中所含碳元素不斷滲出、氧化,從而得到中碳鋼或低碳鋼。

如果繼續炒下去,就得到含碳更低的熟鐵。這種方法始于西漢,東漢的《太平經》中就明確記載了炒鐵技術,在河南鞏縣的古冶鐵遺址中也發現了以炒鐵製作的鐵幣和炒鐵爐。

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