钢铁冶炼技术史

作者:唐山幺叔 加入书签推荐本书

题打开了一扇窗口。遗址群中,从采矿、冶炼,到工匠们工作、居住场所“一条龙”都有发现,就让我们通过对遗址内方方面面的观察,让辽宋冶铁业之间一争高下吧。

燕山地带有大量矿藏,辽代之前的奚人就利用燕山地区的矿藏进行车辆、兵器的生产,现在的河北平泉、宽城、滦平、隆化等县曾多次发现大规模的辽代采矿和冶炼遗址。大庄科乡的矿产资源也十分丰富,迄今共发现的5处矿山,分为矿洞式开采和露天式开采两种,每处铁矿的矿石种类略微不同,大多为磁铁矿,有些夹杂赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿等。水泉沟炼铁炉中铁渣的测定显示,这些遗址冶炼用的矿石极有可能就是就近的5座矿山运输而来,证明了临近矿区冶炼是辽代矿冶业的一大特点。与之相似,宋代的钢铁主要产区也都在铁矿附近。

矿石通过怀抱遗址群的怀九河、铁炉河运到冶炼区后,就是炼铁炉大显身手的时刻了。大庄科矿冶遗址内发现的炼铁炉不仅是目前为止最为集中的,而且也是保存最为完好的。前文提到的汉代巩县铁生沟遗址,那里发现的炼铁炉只遗留了基座部分,而水泉沟发现的炼铁炉最多保留了高于地面4米左右。水泉沟的炼铁炉与汉代相比有众多改良,汉代的炼铁炉用土夯筑,呈馒头形,而水泉沟的冶铁炉用石头垒砌,更加耐高温,外形类似啤酒瓶的上部,细脖子,大肚子,更利于炼渣向下走。水泉沟的炼铁炉与汉代有些炼铁炉相比容积较小,这可不是退步的表现,而恰恰是古代铁匠们在生产中经验的总结。容积过大而又不能很好地散热很容易造成炉内压力过大而爆炸,《汉书》中就有公元前91年和27年炼铁炉爆炸的记载,“地陷数尺,炉分为十”,听起来就十分惨烈,在这样的情况下只有适当减小炼炉容积才能保证安全。

炼铁炉内至今仍能够看到玻璃态的物质,那是铁矿石化成铁水后在炉内留下的痕迹,根据它的流动状态,专家们判断这处炼铁炉已经能够实现较好的渣铁分离。通过对炉渣的成分分析可知,炉渣内含硫量较低,进一步可知炼铁燃料并非煤炭而是木炭。前面说过,宋代冶炼业的一大发展就是燃料的改进,但大庄科遗址中仍用木炭作为原料,不知是由于辽的采煤能力不如宋,还是害怕煤炭产生的硫影响生铁质量。

铁矿石炼成生铁块或钢块后,就可以进行进一步的加工,制成我们熟悉的铁制品了。在距离水泉沟冶铁炉100米的地方,发现了占地20000平方米的生活、作坊遗址。遗址区发现了南北向的道路,与水泉沟、汉家川的冶炼区相通。道路上至今可见10条清晰的车辙痕迹,那深深的辙沟,似乎让我们觉得满载着生铁块或铁制品的牛车、马车仍在这些道路上熙熙攘攘地穿行着。宋朝境内的矿冶遗址尚没有这么大的发现,也难以推断铁匠们的具体生活,不过神宗年间,苏轼曾上书提及徐州附近铁冶的情况,当时这一地区已有36个民营作坊,各有百余名工人,似乎比大庄科矿冶遗址的生产规模更大。

衰落

元明清时

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