東西方的冶鐵技術(shù)是循著不同的途徑發(fā)展的。
如果說西方早期的鐵器文化是一種鍛鐵的文化,那么中國早期的鐵器文化是一種以鑄鐵為主的文化。
已知中國最早的鐵器是河北出土的商代鐵刃。后確認(rèn)為是用含鎳較高的隕鐵鍛成。另外有同時代的北京平谷的隕鐵刃,河南商末的銅兵鐵刃。這些說明,原始民族早期使用天然鐵是具普遍性。
我國許多地區(qū)都有豐富的鐵礦藏。特別是在中原地區(qū),源遠(yuǎn)流長的古代青銅技術(shù)的故鄉(xiāng),也是中國古代冶鐵工藝的搖籃。
在公元前6世紀(jì)前后,中國就發(fā)明了生鐵冶煉技術(shù)。尤其是在春秋戰(zhàn)國時期,塊煉鐵和生鐵冶煉兩種工藝,幾乎是同時產(chǎn)生,這兩種方法在我國歷史上曾長期平行發(fā)展,在不同情況下發(fā)揮各自的作用。 塊煉鐵的方法即“固體還原法”。從江蘇六合縣程橋東周墓出土的鐵條,就是塊煉鐵的產(chǎn)物。
在春秋末期和戰(zhàn)國初期,以塊煉鐵為材料,在反復(fù)鍛打塊煉鐵的實(shí)踐中,人們又總結(jié)出塊煉鐵滲碳成鋼的經(jīng)驗(yàn)。
因塊煉鐵質(zhì)柔不堅(jiān),滲碳塊煉鋼又太堅(jiān)硬,人們又發(fā)明了煉鋼的淬火工藝,進(jìn)一步提高了塊煉鋼的機(jī)械性能。在河北易縣武陽臺村的燕下都遺址出土的79件鐵器,大部分就是經(jīng)過淬火處理的。
塊煉鐵的爐溫大約1000℃左右,離純鐵的熔點(diǎn)(1534℃)相差甚遠(yuǎn)。生鐵的冶鑄工藝與塊煉法的差異在于,它的爐溫達(dá)到1100-1200℃。在這種爐溫下,通過被還原生成的固態(tài)鐵吸收碳,降低其熔點(diǎn),從而得到液態(tài)的生鐵,液態(tài)生鐵可以直接澆鑄成器。江蘇東周墓出土的鐵丸,洛陽出土的鐵錛、鐵鏟等,都是那個時期的生鐵器物。生鐵的早期發(fā)明,是中國對世界冶金技術(shù)的杰出貢獻(xiàn)。
歐洲一些國家,雖很早出現(xiàn)塊煉鐵,但出現(xiàn)生鐵則是公元十三世紀(jì)末到十四世紀(jì)初。 鐵器的較多使用,標(biāo)志著新一代社會生產(chǎn)力的形成,春秋戰(zhàn)國之交中國已進(jìn)入鐵器時代。人們?nèi)粘S谜Z“陶治”“就范”“范圍”“模范”等也是由冶鑄技術(shù)轉(zhuǎn)變而來的,取得普遍意義,在中國文學(xué)中表現(xiàn)鐵匠形象也甚多。
從戰(zhàn)國到西漢,生熟鐵并用平行發(fā)展。早期的鑄鐵都是白口鐵,鑄造性能較好。但碳是以化合碳的形式存在于鐵中,導(dǎo)致生鐵脆硬,不耐碰擊。那么中國早期冶鐵匠師就面臨雙重難題,一是如歐洲古代鐵匠那樣使柔軟的塊鐵變硬,另外是設(shè)法使脆硬的白口鐵變軟。因此,在戰(zhàn)國早期,人們就創(chuàng)造了白口鐵柔化術(shù)。
即通過長時間加熱,將白口鐵中的碳化鐵分解為鐵和石墨,消除大塊的滲碳體,這對提高鐵的柔性起了良好作用,而歐洲的鑄鐵柔化術(shù)是在17世紀(jì)下期才出現(xiàn)的。 戰(zhàn)國中期以后,鐵器已取代銅器成為主要的生產(chǎn)工具。《管子。海王篇》說:“一女必有一針、一刀”“耕者必有一耒、一(耒+呂)、一銚”。“不爾而成者者,天下無有。”正是鐵器的普遍應(yīng)用,才極大推動社會生產(chǎn)發(fā)展,使奴隸制向封建制轉(zhuǎn)變,造就了戰(zhàn)國時期經(jīng)濟(jì)繁榮,百家爭鳴的昌盛局面。邯鄲等地以冶鐵致富,并設(shè)有專門管理煉鐵的“鐵官”,專門經(jīng)營煉鐵的“鐵商”。
西漢,在塊煉滲碳的基礎(chǔ)上興起了“百煉鋼”技術(shù)。它的特點(diǎn)是增加了反復(fù)加熱鍛打的次數(shù),這樣既可加工成型,又使夾雜物減少、細(xì)化和均勻化,大大提高了 鋼的質(zhì)量。如河北滿城一號西漢墓土的劉勝佩劍、鋼劍和錯金寶刀,就是“百煉鋼“的產(chǎn)物。”百煉成鋼“”千錘百煉“成語由此而來。西漢中期,又出現(xiàn)了炒鋼,即將生鐵炒到成為半液體半固體狀態(tài),并進(jìn)行攪拌,利用鐵礦物或空氣中的氧進(jìn)行脫碳,借以達(dá)到需要的含碳量,再反復(fù)熱鍛,打成鋼制品。這省去了煩難的滲碳工序,又使鋼的組織更加均勻。山東蒼山縣東漢墓出土的煉環(huán)首鋼刀,就是用炒鋼鍛打而成的。炒鋼的發(fā)明,也打破了先前生鐵不能轉(zhuǎn)為熟鐵的界限,使原先各行其是的兩個工藝系統(tǒng)得以溝通,成為統(tǒng)一的鋼鐵冶煉技術(shù)體系。這是繼生鐵冶鑄之后,中國古代鋼鐵技術(shù)史上又一重大事件。
從古鐵器分析中,中國科學(xué)工作者,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了漢魏時期的球狀石墨的鑄鐵工具多件,引起了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的重視,而球墨鑄鐵是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物,是1949年由英美學(xué)者發(fā)明的。經(jīng)測定,西漢時期的石墨性狀鑄鐵不遜于現(xiàn)代球墨鑄鐵的同類材料,這是冶鑄史上一件很有意義的事。 西晉南北朝時,新的灌鋼技術(shù)出現(xiàn)。它是將生鐵炒成熟鐵,然后同生鐵一起加熱,由于生鐵的熔點(diǎn)低,易于熔化,待生鐵熔化后,它便“灌”入熟鐵中,使熟鐵增碳而得到鋼。這種方法比生產(chǎn)炒鋼容易掌握,也使鋼鐵技術(shù)較為完備,成為南北朝以后的主要方法。
在漢代,鋼鐵業(yè)的發(fā)展通過多方面展現(xiàn)。如爐型有了擴(kuò)大,用石灰石作熔劑,風(fēng)口也從一個發(fā)展到了多個,鼓風(fēng)設(shè)備從以前的人力鼓風(fēng),畜力鼓風(fēng)到創(chuàng)造了水力鼓風(fēng)的“水排”。這項(xiàng)發(fā)明比歐洲早一千二百多年。 從唐代到明代,是古代鋼鐵技術(shù)全面發(fā)展和定型的時期。唐宋時期實(shí)現(xiàn)了農(nóng)具從鑄制改為鍛制這一具有重大意義的歷史性轉(zhuǎn)變。以生鐵冶煉──生鐵炒煉熟鐵──生、熟鐵合煉成鋼為主干的鋼鐵工業(yè)體系趨于定型。 到了明代,采用了“生鐵淋口”法鍛制生產(chǎn)工具。這種方法的原理是和灌相同的。這在宋應(yīng)星的《天工開物》中有記載。
另外,《天工開物》還描述了冶煉史上的半連續(xù)性系統(tǒng),即把煉鐵爐流出的鐵水,直接流進(jìn)炒鐵爐里炒成熟鐵,從而減少了再熔化的過程。這時,人們不僅懂得了煉焦,還用焦炭進(jìn)行了冶煉。明代中葉到清末,傳統(tǒng)鋼鐵技術(shù)繼續(xù)緩慢發(fā)展,生鐵年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬噸。煉鐵豎爐高9米,佛山煉鐵廠還采用裝料機(jī)械(機(jī)車)代人力加料。 總之,在18世紀(jì)中葉工業(yè)革命之前,中國冶鐵工業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平與當(dāng)時的英法等國相比并不遜色,各領(lǐng)風(fēng)騷。中國的封建制度發(fā)展到明代已進(jìn)入衰亡階段,極端腐敗的專制主義政治,龐大的官僚機(jī)構(gòu)和腐朽的上層建筑,嚴(yán)重束縛了生產(chǎn)的發(fā)展。明末礦稅之害迫使各階層人民群起反抗,階級矛盾異常尖銳。 繼起的清政府是鎮(zhèn)壓了農(nóng)民起義和抗清斗爭之后建立起來的,滿漢地主階級聯(lián)合專政的專制政府??滴酢⒂赫颓∪柗Q盛世歷時134年(公元1661-1795年)。
但正在此時,西方爆發(fā)了工業(yè)革命,其工業(yè)、科技、軍事實(shí)力卻以封建制度無法想象的速度發(fā)展起來,在很短時期就把中國拋在后面。
而清政府恰從雍正時代起頑固地實(shí)行閉關(guān)自守政策,自封天朝大國,對世界范圍的重大變化茫然無知,更談不上采取措迎頭趕上。
在隨后的帝國主義侵略和清廷賣國行徑的內(nèi)外夾攻下,舊有的手工業(yè)和傳統(tǒng)技術(shù)隨之衰落,瀕于破產(chǎn)和失傳,曾經(jīng)獨(dú)樹一幟的中國冶煉工業(yè)也黯然失色,失去了建立獨(dú)立的金屬工業(yè),使傳統(tǒng)工藝發(fā)展為現(xiàn)代金屬技術(shù)的可能性。
縱觀五千年的中國冶金技術(shù),它的發(fā)生和發(fā)展,進(jìn)退和起落都是和中華民族的發(fā)生和發(fā)展、興衰和榮辱息息相關(guān)的。
杭州富春江冶煉有限公司 資訊
杭州富春江冶煉有限公司 資訊
共0條 [查看全部] 相關(guān)評論