聊炼铁:从南北朝时期看冶炼技术的发展


我国古代冶炼技术的发展经历了一条曲折的道路,在长期实践中积累了丰富的经验,其中,炼铜、炼铁和炼钢三项技术尤为突出。

但是,由于铜、铁是贵重金属,古代劳动人民对其采取了一种相对保守的态度。

古代炼铁业发展缓慢,除受条件所限外,主要是由于缺乏炼钢技术所致。古代炼铁技术的发展,经历了一个漫长而曲折的过程。

东汉末年至魏晋南北朝时期,由于政治上的动乱和社会经济的凋敝,炼铁业发展缓慢。从晋代开始,我国炼铁业得到了较快发展。

尤其是东晋时期,随着社会经济和社会生活的发展以及统治阶级的倡导与推广,炼铁业得到了很大发展,并且还创造出了一些重要发明。

看魏晋南北朝的炼铁技术发展

魏晋南北朝时期,炼铁业得到了较快发展,并且创造出一些重要发明。

早在东汉末年,就有关于炼铁的记载,但当时炼铁技术的发展还处于初级阶段,对炼铁技术的发展没有引起足够的重视。

东晋时期,由于统治阶级的倡导与推广以及当时冶铁业技术水平的提高,炼铁技术有了较大发展。

这一时期炼制的生铁,品种较多,质量较好。魏晋南北朝时期钢铁主要是用来制造兵器和其他器具。

据《魏书·地理志》记载,当时在中原地区主要用来制造兵器。这种兵器一般是用来杀伤敌人的骑兵和步兵,它与一般的农具、炊具及其它生活用品不同。

在使用时具有锋利、坚硬等特点。这是对当时兵器制造技术水平的高度评价。

炼铁原料

魏晋南北朝时期,我国炼铁的原料主要是天然铁矿石,这一时期炼铁用的铁矿石主要来自于山西、河南、河北等地。

据《晋书·食货志》记载:“(石崇)尝于金陵炼铜,取赤石脂炼为黄金。”这里所说的赤石脂就是天然铁矿石,而西陵是当时著名的铜矿产地之一。

魏晋南北朝时期,铁矿的开采主要集中在河南地区。据《魏书》记载:“(石崇)尝置铁于洛水中,以取铜”,“又尝置铁于洛水,以取铁”。《南齐书》记载:“(石崇)以铁铸钱,号曰铁钱”。

从上述记载来看,当时炼铁用的原料主要是铁矿石,并且多以天然铁矿石为主。由于铁矿石种类多、含量丰富,并且开采容易,所以在当时的社会条件下,炼铁原料来源十分丰富。这一时期的炼铁原料除铁矿石外,还有煤炭和木炭。

煤炭在古代社会一直被广泛应用。魏晋南北朝时期的煤炭种类较多,其中以烟煤最为重要。据《晋书》记载:“(石崇)烧一石炭,四壁皆热如汤沐”。

晋代刘昭在《汉晋春秋》中也有过这样的记载:“(石崇)以白炭烧之,热不可近。”此外,南北朝时期还使用过泥煤、蜂窝煤和煤球等各种类型的煤炭。

煤炭在炼铜、炼铁和炼钢中被广泛使用,对提高生产效率、节约能源、改善环境都具有十分重要的意义。

炼铁方法

南北朝时期炼铁的方法,大致分为两种:一种是用焦火或木炭锻烧生铁,称为“烧铁法”。在古代,利用木炭作燃料时,由于温度很高,所以不能使生铁中的碳完全氧化。

这种方法虽然能够得到一些含碳量较高的生铁,但是由于温度较高,碳大部分被还原成了铁合金,生铁中的含碳量很低。

另一种方法是用铁水锻烧生铁。在古代,铁水中的含碳量很高,使用这种方法加热时,铁水中的碳就会全部还原成铁合金,从而获得含碳量较高的生铁。这种方法也是古代炼铁业中所采用的唯一方法。

南北朝时期,炼铁工业中采用的炼铁法与以前相比,又有了新的发展。这种方法就是用高炉炼制出生铁。

古代的高炉一般是用木炭作燃料,它主要用于制作大型铁器,如冶铁炉、锻造炉等。这种方法炼制出的生铁,质量好,含碳量较高。

南北朝时期,人们对炼铁工艺进行了改进,利用煤炭作燃料,并且采用了在炼铁时在炉内增加了一段“火墙”的新技术。

这种新技术不但改善了炼铁时所产生的烟尘对环境的污染问题,而且可以使生铁中的含碳量大大提高,这一重要发明对后世的炼铁业具有一定的影响。

炼钢技术

从南北朝时期开始,我国炼钢技术有了很大的发展。中国古代炼钢技术最早是在炼铁过程中进行的,主要是用木炭来炼生铁。

但是,由于当时冶炼工艺落后,炼出的生铁含碳量不高,很难达到炼钢的要求。因此,在相当长的一段时期内,炼铁、炼钢技术是相互分离的。这就导致了钢铁产品质量较差,这一现象一直延续到清代。

随着我国古代炼铁、炼钢技术的进步和发展,特别是到了南北朝时期,由于冶金术和工具制造技术的进步以及铜、铁等贵重金属的大量使用,人们对炼铁、炼钢技术更加重视起来。特别是一些大型的冶铁炉相继出现,标志着我国古代炼钢技术进入了一个新阶段。

据《南史》记载,南朝梁代著名炼铁专家陶弘景曾制造过一座巨型炼铁炉。这座炼铁炉高达2.16米,宽2.19米,长3.14米。

这座炼铁炉充分体现出南朝时期我国古代炼铁业的高度发展水平。此外,南朝时期炼铁炉中的炉壁也更加厚实,炉壁内壁上设有用于加热的风口。

我国古代炼铁炉的炉壁厚度一般为4~6厘米,而南朝炼铁炉的炉壁厚度一般为5~6厘米,比西汉时期炼铁炉的炉壁厚度增加了2~3倍。

这些炉壁的加厚和增加,有利于减少铁液与空气接触的面积,使炉温迅速上升,从而提高炼铁效率。

钢的质量

除了炼钢技术外,钢的质量问题也是古代炼铁技术中的一个重要问题。汉代以来,人们就认识到钢铁质量问题的重要性。

如《汉书·贾谊传》说:“古者六尺之剑,铸以为金,钟鼎文以为铁,是为铁之质也。……今诸用兵器者,皆以铜为之,何也?则以铜铁为质而器之。

此则非所以善器也”。说明当时人们对钢铁质量的认识已比较全面、深刻。

魏晋南北朝时期,在炼铁技术上取得了重大成就。不仅掌握了比较先进的炼铁技术和方法,而且炼出了质量优良的生铁和钢。

如《隋书》卷三二《百官志》说:“自五铢以来,铜贵于铁,则铸为刀剑、兵器之器;铁贵于铜,则铸为农器之器;铜贱于铁,则铸为农器之器。”这说明当时对钢材质量的要求已达到了很高的水平。

对我国古代炼铁技术的影响

我国古代炼铁业的发展,在很大程度上得益于这一时期冶金技术的进步。同时,炼铁业的发展又对我国古代炼铁技术产生了积极影响。

首先,促进了炼铁技术的提高。炼铁技术是以生铁为原料,经过冶炼、铸锭而得到制品的一种钢铁生产技术。

随着炼铁技术的发展,钢铁制品种类不断增多,质量也不断提高。这就促进了我国古代冶金技术的发展。

其次,促进了铁器的应用和推广。我国是世界上最早使用铁器的国家之一。西汉时期,铁器已广泛用于农具、兵器和建筑材料等方面。随着铁器的应用和推广,同时也促进了铁制品的发展。

总之,魏晋南北朝时期炼铁技术上许多重要发明,是我国古代炼铁业发展过程中所创造出来的一种具有重要意义的工艺技术。

小结

我国古代的炼铁技术在南北朝时期得到了较快的发展,已经取得了一些重要的发明和创造。炼铁炉由原始的单座发展到三座、四座以至十多座。

同时,还创造出了一系列新的炼钢技术,如钢锭的熔铸、钢中含铁量的测定等。这些发明和创造,对于提高当时社会生产效率,加速社会经济和社会生活的发展都起到了积极作用。

虽然南北朝时期炼铁业的发展在某些方面受到了客观条件的制约,如当时社会生产尚不发达、战争频繁、统治阶级不重视等,但是从总体上看,这一时期炼铁业的发展对中国古代炼铁技术的发展做出了重要贡献。

这一时期炼铁业取得的成就是巨大的,是我国古代炼铁业发展史上一个重要阶段。

随着南北朝社会经济和社会生活发展以及统治阶级对炼铁技术重视程度的不断提高,我国古代炼铁技术必将获得更快发展。

参考资料:

[1]《中国冶金技术史》张庆善主编

[2]《中国冶金技术史·卷2-6-2》何宝文、刘宝明主编

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页面更新:2024-05-27

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