淺談中外人工冶鐵的出現(xiàn)

【摘要】世界上最早的人工冶鐵技術(shù)在公元前15世紀(jì)左右出現(xiàn)于西亞地區(qū)的赫梯王國(guó)，其所冶煉出的鐵為塊煉鐵。同生鐵相比，無(wú)論是生產(chǎn)還是使用，塊煉鐵都存在著不少的缺點(diǎn)，因此，由塊煉鐵到生鐵是人類煉鐵技術(shù)史上的一次飛躍。在歐洲，這一過(guò)程的完成經(jīng)歷了2400多年。中國(guó)沒(méi)能夠在世界上最早發(fā)明人工冶鐵技術(shù)，但是，塊煉鐵和生鐵的冶煉技術(shù)卻幾乎是同時(shí)出現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】人工冶鐵 "塊煉鐵 "生鐵 "出現(xiàn)

【中圖分類號(hào)】G633.51 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）09-0066-01

打開(kāi)現(xiàn)行人民版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·歷史·必修二》翻到第14頁(yè)，我們會(huì)看到這樣一段描述：“在兩河流域、地中海沿岸和埃及出土了世界上最早的鐵器。中國(guó)使用隕鐵和人工冶鐵都較前幾個(gè)地區(qū)稍晚，然而冶煉塊煉鐵和生鐵大體與之同期。” 根據(jù)上述對(duì)于中外人工冶鐵業(yè)的敘述，我們似乎可以得出這樣的結(jié)論：中國(guó)人工冶鐵的出現(xiàn)晚于兩河流域、地中海沿岸和埃及，但中國(guó)冶煉塊煉鐵和生鐵卻與上述地區(qū)大體同期。該結(jié)論完全正確嗎？要想對(duì)這一問(wèn)題作出回答，我們很有必要對(duì)中外人工冶鐵的出現(xiàn)作一番探討。

早期人類冶煉技術(shù)不夠發(fā)達(dá)，無(wú)法從鐵礦石中冶煉得到鐵，所以，在人工冶鐵出現(xiàn)以前，世界上許多民族，都曾有過(guò)使用隕鐵制器的歷史。例如，在尼羅河流域和幼發(fā)拉底河流域出土的公元前2000多年前的鐵珠和匕首，是目前所發(fā)現(xiàn)的世界上最早的隕鐵制器;而目前所發(fā)現(xiàn)的中國(guó)最早的隕鐵制器則是在中國(guó)河北藁城臺(tái)西村商代遺址中出土的公元前14世紀(jì)前的鐵刃銅鉞。可以說(shuō)，人類最早使用的鐵，就是隕鐵。但隕鐵只是一種含鐵量較大的隕星，或者說(shuō)是一種天然鐵，隕鐵制器與人工冶鐵的發(fā)明并沒(méi)有必然的聯(lián)系。

大約在公元前1400年左右，居住在小亞細(xì)亞（地處亞洲最西端之半島，北臨黑海，南濱地中海）的赫梯人發(fā)明了冶鐵技術(shù)。怎么發(fā)明的呢？是在煉銅之時(shí)發(fā)明的！赫梯人生活的地方鐵礦較多，他們?cè)谙蛉蹱t中投入銅礦石時(shí)煉銅時(shí)，有時(shí)會(huì)混雜進(jìn)去一些鐵礦石。在冶煉過(guò)程中，礦石中的鐵便被高溫熔爐中的一氧化碳還原出來(lái)。由于當(dāng)時(shí)熔爐的溫度不夠高，大約在1000℃左右，低于鐵的熔點(diǎn)1535℃，所以，一氧化碳還原出來(lái)的鐵是固態(tài)鐵塊而并非液態(tài)鐵水。這種固態(tài)鐵塊不會(huì)與熔化的銅混在一起，很容易與銅區(qū)別，這也就是人類最早冶煉出的“塊煉鐵”。于是，世界上最早的人工冶鐵技術(shù)便宣告誕生。由于疏松多孔，塊煉鐵也常被稱為海綿鐵。冶鐵技術(shù)發(fā)明之后，赫梯國(guó)王嚴(yán)禁其外傳。但是，隨著赫梯王國(guó)的衰敗，赫梯工匠四處移民，于是，大約在公元前1300年—公元前1000年左右，冶鐵術(shù)傳入兩河流域、古埃及以及歐洲部分地區(qū)。

眾所周知，我們通常所說(shuō)的鐵分生鐵和熟鐵兩種，包括鋼在內(nèi)，它們都是以鐵和碳兩種元索為主的一種合金，而其區(qū)別主要在于含碳量不同。我們通常把含碳量在0.02%以下的叫熟鐵，0.02%—2.11%的叫鋼，2.11%—6.69%的叫生鐵。人類最早所冶煉出的塊煉鐵含碳量低于0.02%，實(shí)際上也就是一種熟鐵。無(wú)論是生產(chǎn)還是使用，塊煉鐵都存在著不少的缺點(diǎn)：一是塊煉鐵為固態(tài)鐵塊而非液態(tài)鐵水，不能從熔爐中流出，而要將之從熔爐中取出時(shí)很容易導(dǎo)致?tīng)t膛遭到不同程度的損壞，從而無(wú)法連續(xù)生產(chǎn)，所以塊煉鐵的生產(chǎn)效率是比較低的;二是塊煉鐵所含雜質(zhì)比較多，需要通過(guò)不斷反復(fù)加熱鍛打才能將之?dāng)D出從而制成各種器具，費(fèi)工費(fèi)時(shí);三是塊煉鐵含碳量較低，質(zhì)地較軟，使用受限制較多。也正因如此，在發(fā)明塊煉鐵冶煉技術(shù)之后，先人們就不斷努力對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，于是，生鐵、鋼的冶煉技術(shù)也得以發(fā)明。同塊煉鐵相比。生鐵和鋼有不少的優(yōu)點(diǎn)。以生鐵為例，“生鐵的冶煉溫度是1150℃到1300℃，出爐產(chǎn)品呈液態(tài)，可以連續(xù)生產(chǎn)，可以澆鑄成型，雜質(zhì)比較少，質(zhì)地比較硬，冶煉和成形率比較高，從而產(chǎn)量和質(zhì)量都大大提高。所以說(shuō)，由塊煉鐵到生鐵是煉鐵技術(shù)史上的一次飛躍。”但是，在國(guó)外，這一過(guò)程卻是極其漫長(zhǎng)的。以歐洲為例，雖然早在公元前1000年左右其部分地區(qū)就已經(jīng)出現(xiàn)了塊煉鐵冶煉技術(shù)，但是，直到公元14世紀(jì)，生鐵冶煉技術(shù)在歐洲才得以出現(xiàn)。也就是說(shuō)，從能夠冶煉塊煉鐵到能夠冶煉生鐵，歐洲大約經(jīng)歷了2400多年的時(shí)間！

如果要問(wèn)人工冶鐵技術(shù)在中國(guó)何時(shí)出現(xiàn)？目前，學(xué)術(shù)界對(duì)此還無(wú)法給出一個(gè)一致的答案。但是，比較普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為是在公元前6世紀(jì)左右，也就是春秋時(shí)期。因此，可以這樣說(shuō)，中國(guó)人工冶鐵的出現(xiàn)的確是晚于地中海沿岸、兩河流域、埃及和歐洲地區(qū)的。但是，有一點(diǎn)大家是一致的，那就是不管是哪一地區(qū)，其最早冶煉出的鐵都是塊煉鐵。前面曾談到，在世界其它地區(qū)，從能夠冶煉塊煉鐵到能夠冶煉生鐵、鋼，這期間往往會(huì)有一個(gè)較長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。但是，與上述地區(qū)有所不同的是，在古代中國(guó)，在塊煉鐵技術(shù)出現(xiàn)后，我們的祖先卻很快就發(fā)明了生鐵以及鋼的冶煉技術(shù)！有多快呢？時(shí)間大約是100年左右！也就是說(shuō)，中國(guó)大約在公元前5世紀(jì)前后即春秋末期和戰(zhàn)國(guó)初期就出現(xiàn)了生鐵及鋼的冶煉技術(shù)。以生鐵為例，如果同歐洲進(jìn)行對(duì)比，從能夠冶煉塊煉鐵到能夠冶煉生鐵這一發(fā)展過(guò)程，中國(guó)遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于歐洲，大約要短2300年左右。因此，我們也會(huì)常常看到這樣的敘述：在古代中國(guó)，塊煉鐵、生鐵、鋼的冶煉技術(shù)均幾乎是同時(shí)出現(xiàn)的，這是古代中國(guó)人所創(chuàng)造的一個(gè)世界冶鐵史上的奇跡！那么，在公元前6世紀(jì)前后塊煉鐵技術(shù)在中國(guó)出現(xiàn)之后，我們的祖先又是如何發(fā)明生鐵和鋼的冶煉技術(shù)的呢？

春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期中國(guó)的生鐵冶煉工藝，在原料、燃料使用上與塊煉鐵冶煉基本一樣，例如，在燃料上使用的都是木炭。它們之間主要的差別在冶煉爐溫的不同。塊煉鐵冶煉時(shí)的爐溫大約在1000℃左右，而生鐵冶煉時(shí)爐溫卻達(dá)到了1100-1200℃。簡(jiǎn)而言之，生鐵冶煉技術(shù)之所以在公元前5世紀(jì)左右就能夠在古代中國(guó)出現(xiàn)，主要就是因?yàn)槲覀兊淖嫦饶軌驅(qū)⒁辫F熔爐的溫度提升到足夠之高。在冶鐵過(guò)程中，一方面，當(dāng)時(shí)我國(guó)使用了較強(qiáng)的鼓風(fēng)裝置，另一方面，我們還使用了比較高大的冶煉豎爐，因此，進(jìn)行生鐵冶煉所必須達(dá)到的爐溫，我們完全有能力提供。在高溫冶鐵過(guò)程中，被還原生成的固態(tài)鐵會(huì)吸收含于木炭中的碳元素，而且，隨著溫度的升高，這種吸收的速度會(huì)不斷加快。隨著對(duì)碳元素的不斷吸收，鐵的熔點(diǎn)會(huì)不斷降低，最低可降至1146℃。在這種條件下，爐溫就可使鐵熔化，從而就得到了液態(tài)的生鐵。而液態(tài)生鐵可以直接澆鑄成器，且質(zhì)地較塊煉鐵堅(jiān)硬，適合用來(lái)鑄造農(nóng)具，這就大大推動(dòng)了古代中國(guó)鐵器以及農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。

春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期中國(guó)煉鋼技術(shù)的發(fā)明，從基本原理上講，與生鐵冶煉技術(shù)的發(fā)明有一些相似。如前所述，塊煉鐵所含雜質(zhì)比較多，需要通過(guò)不斷反復(fù)鍛打才能將之排除以便制器，而也就在這不斷反復(fù)鍛打的過(guò)程中，中國(guó)出現(xiàn)了塊煉鋼技術(shù)。當(dāng)時(shí)，人們?cè)阱懘驂K煉鐵的過(guò)程中，使用木炭不斷反復(fù)加熱，而塊煉鐵則吸收了木炭中的碳元素，含碳量得以提高，而且雜質(zhì)也有所減少，變得較為堅(jiān)硬，從而成為了塊煉滲碳鋼。在當(dāng)時(shí)，塊煉鋼在農(nóng)業(yè)中使用并不很多，而是主要用來(lái)制作刀劍等兵器。

綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)行人民版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·歷史·必修二》第14頁(yè)對(duì)于中外人工冶鐵業(yè)的敘述，應(yīng)該說(shuō)是存在一定錯(cuò)誤的，或者說(shuō)表述不夠清楚。在我看來(lái)，我們不妨作出這樣的調(diào)整：“在兩河流域、地中海沿岸和埃及出土了世界上最早的隕鐵制器，但隕鐵制器與人工冶鐵的發(fā)明并沒(méi)有必然的聯(lián)系。世界上最早的人工冶鐵技術(shù)在公元前15世紀(jì)左右出現(xiàn)于西亞地區(qū)的赫梯王國(guó)，其所冶煉出的鐵為塊煉鐵。同生鐵相比，無(wú)論是生產(chǎn)還是使用，塊煉鐵都存在著不少的缺點(diǎn)，因此，由塊煉鐵到生鐵是人類煉鐵技術(shù)史上的一次飛躍。但是，這一過(guò)程的完成卻并不短暫，例如，歐洲就經(jīng)歷了2400多年。中國(guó)使用隕鐵和人工冶鐵都較前幾個(gè)地區(qū)稍晚，然而塊煉鐵和生鐵的冶煉技術(shù)卻幾乎是同時(shí)出現(xiàn)。”

參考文獻(xiàn)：

[1]百度百科“熟鐵”

[2]金西，《從塊煉鐵到生鐵是“冶鐵技術(shù)史上的巨大飛躍”》，《歷史學(xué)習(xí)》2008年03期