春秋戰國:兩大冶鐵技術,最多比西方早兩千多年,極大提高生產力

冶鐵什麼意思

春秋戰國:兩大冶鐵技術,最多比西方早兩千多年,極大提高生產力

秋戰國,是我國曆史上學術文化大發展、大碰撞的時代。但許多人不知道,文化思想得到發展的背後,是由於

生產力得到了顯著提高

。春秋戰國之交,農業生產飛速發展,得益於農業生產工具以及生產技術的進步。農業生產工具得以發展,青銅、木石工具的逐漸淘汰,則源自此時出現的兩個重大發明。

這兩個重大發明便是冶鐵技術方面的:

鑄鐵(生鐵)冶煉技術與鑄鐵柔化技術。

這兩大技術,促使鐵農具迅速傳播,廣泛運用於農業生產中,生產技術突飛猛進,生產量大大提高。

01。鑄鐵冶煉技術的發展

中國鑄鐵冶煉技術比歐洲早一千九百年,很早就得到推廣應用。這是主要得益於我國有著悠久的青銅冶鑄技術,為冶鐵技術積累了豐富的經驗。

1.早期的冶鐵方法:塊煉法

早期的冶鐵方法十分簡陋。煉爐體積小,構造簡單,冶鐵時礦石與木炭一層夾一層,從爐子上面加進去,生火後,用一兩個槖鼓風。由於煉爐狹小,用的槖不多,壓送入爐的空氣較少,因此炭火的溫度不夠高,爐中的礦石不能夠充分熔化,被還原的鐵出爐時,呈現為海綿狀的熟鐵塊。

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塊煉法

這種表面粗糙、夾有渣滓的熟鐵塊,需要經過長時期的鍛打,才有可能得到較純的鐵塊。有人稱這種冶鐵法為“塊煉法”。

在歐洲,曾長期運用“塊煉法”鍊鐵,直到十四世紀使用水力鼓風機,才發明鑄鐵冶煉技術。

2.鼓風技術的改進

冶鐵技術的進步,主要在於兩個關鍵:改進煉爐和提高煉爐溫度。煉爐的溫度要進一步提高,鼓風裝置必須要擴大、改進。由於冶鐵必輔以鼓風裝置,冶鐵往往被稱為“鼓鑄”或“採石鼓鑄”。

當時冶鐵煉爐上的鼓風裝置,是一種特製的有彈性的大皮囊,和當時盛物的一種“槖”相似,兩端較為緊括,中部鼓起,好似駱駝峰。在這個大皮囊上有把手,手拿把手鼓動,就可以把空氣不斷壓送到煉爐鼓風管中,促進木炭燃燒,以此提高煉爐溫度。

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鼓風的 槖

春秋時已有高大的圓錐形鍊銅豎爐,高1。2到1。5米,爐缸有一或兩個鼓風口,配有鼓風裝置。春秋後期,冶鐵鼓風爐有了重大進步,能鑄造大型鐵器用來頒佈成文的刑法。昭公二十九年,晉國曾在國都徵收“一鼓鐵”的軍賦,把成文的刑法鑄在鐵鼎上頒佈。

同時,由於開礦技術、鍊鐵鼓風技術的進步,當時的戰爭中不但出現了地道戰術,而且把鼓風裝置用來抵禦地道戰術,以鼓風裝置將煙送到敵方地道中,來窒息其中的敵人。

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後世水排鼓風

3.鑄鐵鑄造工藝的進步

得益於青銅鑄造工藝的基礎,鑄鐵的鑄造工藝很快達到相當高的水平。

這時,鑄範有陶製的,也有鐵製的。 鐵範用來鑄造鐵器,可保證鑄件形狀穩定、精緻,不像一般的陶範用一次就要損壞,生產效率也就提高很多。

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商代陶範

鑄範已由單合範發展為複合範。單合範是一種較原始的鑄型,一面是立體的鑄型,把它合在平板上澆注,鑄成的工具或錢幣一面是平的。複合範採用多塊鑄範拼合,箍緊後澆注,複合範可用來鑄造大而複雜的工具、器物。

1953年河北興隆燕國冶鐵遺址,出土了大批鐵質鑄範,有六角梯形鋤範、雙鐮範、斧範、車具範等等,大多數是複合範,構造複雜,製作精美,

說明這時鑄鐵的鑄造工藝已達到相當完美的水平。

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西漢鐵鐮鑄範

02。 鑄鐵柔化技術的發展

戰國時,開始廣泛使用鑄鐵工具。但早期鑄鐵,是質脆而硬的白口鐵,

容易折斷而不耐用

這時出現了兩種柔化鑄鐵技術:

一種方法是鑄鐵件的可鍛化熱處理, 透過氧化脫碳並析出部分石墨,使其成為白心可鍛鑄鐵。戰國晚期,出現了黑心可鍛鑄鐵,經過長時間加熱退火而成,韌性較白心可鍛鑄鐵更高。

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另一種是經過加熱氧化,對鑄鐵進行脫碳處理。在脫碳不完全時,鑄件外層已成為鋼,內層還是鑄鐵,形成鋼和鐵共存同一工具中的複合組織;脫碳較完全時,白口組織消失,鑄件組織全部由鐵變成鋼,但還儲存有鑄件上的縮孔、氣眼等特徵。

我國鑄鐵柔化技術,比外國早兩千多年

歐洲直到十八世紀才有白心可鍛鑄鐵,十九世紀美國才開始熔制黑心可鍛鑄鐵。鑄鐵柔化技術的發明,對於當時鐵工具的廣泛使用,

對於促進社會生產力的發展,具有十分重要的作用。

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黑心可鍛鑄鐵

03。鐵礦的開發

這一時期,人們在採礦方面也積累了一些經驗。

《管子·地數篇》說“

山上有赭者,其下有鐵,此山之見榮也

。”“榮”有礦苗之意,“赭”即是一種赤鐵礦性質的碎塊,《山海經》中少陽之山的“美赭”,《本草綱目》稱為“代赭”,俗稱為鐵朱,與赤鐵礦伴存。

湖北大冶銅綠山發現的戰國銅礦井,採取了豎井、斜井、斜巷、平巷相結合的開拓方式,說明這時已創造出分層充填的上行採礦方法。

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銅綠山遺址

分層充填的上行採礦方法中,豎井深達50多米,用作交通孔道,提運礦石和地下水。斜巷從礦的位置斜穿到底部,主要用來探測礦藏。平巷沿水平方向開拓,是為了開採礦石。豎井分為多層,由礦層底部自下而上,逐層開拓平巷,再逐層將礦石提出地面。人們在井下初步分選礦石,貧礦、碎石和泥土充填廢巷,一方面保證運出的大都是富礦,還減輕了運輸的工作量。

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通風方面,人們利用井口高低不同產生的氣壓差,形成自然風流;同時利用關閉廢棄巷道的方法來控制風流,使其流向採掘的方向,保證風流能達到最深處的工作面。排水方面,把水引向井下積水坑,然後提升出地面。

這表明,戰國時代的鐵礦開採技術已相當進步。

04。冶鐵手工業的發展

各國的冶鐵手工業這時也相當發達。

1.有專門的官吏管理

。秦國商鞅變法後,《漢書》記述董仲舒說“鹽鐵之利二十倍於古”司馬遷祖上曾做秦的“主鐵官”,雲夢出土的《秦律》有“右採鐵、左採鐵”的官,可知秦人必然有重要的冶鐵地點。

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雲夢竹簡

2.有商賈鉅富

。邯鄲西北地區有豐富的“邯鄲式”鐵礦。趙國邯鄲是重要的冶鐵地點,邯鄲人郭縱冶鐵為業,財富堪比“王者”。西漢初年經營冶鐵工業的卓氏,祖先本是趙人,《史記》說他“用鐵冶富”。

3.規模龐大

。齊國淄河兩岸有許多“朱崖式”鐵礦,國都臨淄也是重要的冶鐵手工業地點,近年在臨淄舊址發現六處冶鐵作坊,最大的一處約有四十萬平方米。

春秋戰國:兩大冶鐵技術,最多比西方早兩千多年,極大提高生產力

直到今天,“邯鄲式”“朱崖式”鐵礦在鐵礦床型別中都佔有重要地位。

小結

冶鐵技術的創造和發明、鐵礦的開發和冶鐵手工業的發展,戰國中後期以後,各種農業、手工業的工具才普遍用鐵製成。《管子》的作者認為,必須有鐵工具,“

然後成為農”,“然後成為車”,“然後成為女”,“不爾成事者,天下無有”。

春秋戰國時,正是鐵器的廣泛使用,才便利了砍伐樹木、興修水利、開墾荒地和深耕細作,大大促進了農業生產的發展。生產力的提高,又為思想的解放提供了物質基礎,促成了百家爭鳴的繁榮景象。