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先秦两汉时期的南阳冶铁技术

先秦两汉时期的南阳冶铁技术

发布时间:2024-07-04 《南阳月鉴》 阅读次数:0 【字体:

发布时间:2024-07-04

南阳冶铸金属的历史非常悠久。南阳商代十里庙遗址就发现有商代晚期的人们熔炼和铸造铜器的遗物。同一遗址所出的青铜礼器如爵、觚、解、弓形器等,反映了当时南阳冶铸青铜器的技术是比较先进的。浙川下寺10号墓所出土的玉柄铁匕首,是目前发现为数不多的春秋时代的铁制产品,说明南阳早在春秋时期已经使用了铁制兵器。战国时期,南阳是楚国重要的冶铁基地之一。《荀子·议兵》载:“宛钜铁釶,惨如蜂虿”。谓宛地生产的铁矛,如毒蜂一样锋利。南阳郡东边的古西平,是楚国和韩国制造名剑的基地。战国晚期,大冶铁商孔氏之家迁于南阳,进一步提高了南阳冶铸业的规模。到了秦汉时期,南阳的冶铁业进入空前的大发展时期。

汉代南阳郡辖42县和侯国,是全国著名的大郡。据地质部门勘查,原在南阳郡的桐柏、泌阳(今属驻马店地区)、鲁山(今属平顶山市)、方城、内乡、镇平、南召、西峡、浙川等9个县都产铁。尤其是桐柏、泌阳、鲁山、方城产铁较多。其中产铁最多者当属桐柏。

南阳境内现已发现的汉代冶铁遗址有:桐柏毛集铁庙山冶铁遗址、桐柏张畈冶铁遗址、南阳瓦房庄冶铁遗址、桐柏毛集乡后铁炉村冶铁遗址、桐柏固县乡铁石档古铁矿遗址等11处,这在其它郡中是绝无仅有的。从铁器铭文看,南阳铸造作坊的编号有两个,一是“阳一”,位于宛城内,二是“阳二”产品已经发现,但作坊没有找到。从桐柏、泌阳等许多冶铁遗址看,这一带很可能就是“阳二”的作坊。考古工作者从出土的汉代铁器发现:调运到陕西、江西等外郡的铁器,全是“阳二”的产品,似乎“阳一”“阳二”有所分工。“阳一”作坊的产品,专供本郡使用,“阳二”作坊的产品是专向外地调运。当时的南阳郡是向外郡供输和销售铁器最多的大郡之一,南阳郡铁器销售范围之广和销售量之大,可以堪称全国之最。

1959—1960年,文物考古工作者对位于南阳市北关外瓦房庄西北的汉代冶铁遗址(阳一)进行了科学的发掘。研究后表明,南阳郡在当时的冶铁技术也是十分先进的。在对南阳境内其它汉代冶铁遗址进行调查、研究后表明,汉代南阳郡冶铁技术具有一定的先进性。

先进的竖炉炼铁。南阳瓦房庄汉代冶铁遗址,在3000平方米的范围内就出土了17座炉体,其中溶炉7座。它的炉基是用直径为2.5-3.5米,厚6厘米的草拌泥铺成。炉由基底、束腰式支柱、周壁及炉缸底组成。炉体全部用弧形耐火砖造成,炉基做成空心以防止炉缸冻结。竖炉炼铁直到现在仍不失为一种最经济、最有效的炼铁方法。炉子上面装料,下部鼓风,形成炉料下降和煤气上升的相对运动。燃料产生的高温灶气,穿过料层上升,把热量传给炉料。其中所含的二氧化碳同时对氧化铁起还原作用。因此,燃料的热能和化学能得到较充分的利用。炉料从炉顶下降,矿石被逐步还原以至溶化,燃料被预热,因而能达到更高的燃烧温度。因这种合理的过程,所以具有强大的生命力,成为世界上占长期统治地位的炼铁方法。

划时代的鼓风技术。竖炉的炉型扩大与鼓风设备的改进是密切联系的。竖炉内被料块所填充,对气流的阻力很大。没有足够的压力,风是很难鼓进去的。炉子越高大要求鼓风的能力也越大。当时的人们发明了人力推动皮囊鼓风——人排,并加以运用。但人的劳动条件是恶劣的,且功效不高,很难满足当时竖炉发展的要求。后来又发展到利用畜力鼓风,有“马排”“牛排”等,其功能也很低。利用排囊鼓风比单囊鼓风大大前进了一步,但所消耗的人力、畜力是相当大的。据史书记载,熔化一炉矿石,需要上百匹马来推动排囊鼓风。落后的鼓风技术严重阻碍了冶铸事业的发展。东汉初年,著名机械发明家杜诗,在担任南阳太守期间制造了水排并用于鼓铸。结果“用力少,见功多。百姓便之”。这个发明把水流的能量转化为机械动力,比欧洲要早1200年,在世界冶铸史和中国冶铸史上都具有划时代的意义。

使用热风。南阳汉代冶铸遗址的发掘中,发现有汉代使用热风问题,利用炉内的上升余热,提高炉内的风温,缩短了熔化时间,提高了铁水的质量。这一利用炉口的余热,变冷风为热风的热鼓风熔炉结构,一直延续到现在的中小型铸造企业,只是现在的材料和鼓风动力与汉代不同而已。

墨球铸铁技术。南阳瓦房庄汉代冶铁作坊遗址出土有一件东汉时期的铁钁。经研究该钁为墨球铸铁。现代墨球铸铁是英国人莫洛(Morrogh)和威廉姆(Williams)在1947年研制成功的。它开创了铸铁材料的新领域。虽然汉代球铁的制作比今天的球化处理费工费时,但它开创了一种性能好、用途广泛的铸造,在世界冶铸史上留下了光辉的一页。

南阳汉代冶铸技术在当时的先进性还体现在对生铁的柔化处理、铸铁脱碳钢技术、翻砂工艺、批量翻制泥范技术、双堆叠铸技术等。同时冶铁作坊管理水平在当时也居全国先进水平。汉代南阳是全国最为发达的地区之一,其中先进的冶铸铁技术,先进的铁制生产工具无疑起到了重要作用。

                                                                                                                          

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