淺談中外人工冶鐵的出現

【摘要】世界上最早的人工冶鐵技術在公元前15世紀左右出現于西亞地區的赫梯王國，其所冶煉出的鐵為塊煉鐵。同生鐵相比，無論是生產還是使用，塊煉鐵都存在著不少的缺點，因此，由塊煉鐵到生鐵是人類煉鐵技術史上的一次飛躍。在歐洲，這一過程的完成經歷了2400多年。中國沒能夠在世界上最早發明人工冶鐵技術，但是，塊煉鐵和生鐵的冶煉技術卻幾乎是同時出現。

【關鍵詞】人工冶鐵 "塊煉鐵 "生鐵 "出現

【中圖分類號】G633.51 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）09-0066-01

打開現行人民版《普通高中課程標準實驗教科書·歷史·必修二》翻到第14頁，我們會看到這樣一段描述：“在兩河流域、地中海沿岸和埃及出土了世界上最早的鐵器。中國使用隕鐵和人工冶鐵都較前幾個地區稍晚，然而冶煉塊煉鐵和生鐵大體與之同期。” 根據上述對于中外人工冶鐵業的敘述，我們似乎可以得出這樣的結論：中國人工冶鐵的出現晚于兩河流域、地中海沿岸和埃及，但中國冶煉塊煉鐵和生鐵卻與上述地區大體同期。該結論完全正確嗎？要想對這一問題作出回答，我們很有必要對中外人工冶鐵的出現作一番探討。

早期人類冶煉技術不夠發達，無法從鐵礦石中冶煉得到鐵，所以，在人工冶鐵出現以前，世界上許多民族，都曾有過使用隕鐵制器的歷史。例如，在尼羅河流域和幼發拉底河流域出土的公元前2000多年前的鐵珠和匕首，是目前所發現的世界上最早的隕鐵制器;而目前所發現的中國最早的隕鐵制器則是在中國河北藁城臺西村商代遺址中出土的公元前14世紀前的鐵刃銅鉞。可以說，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，或者說是一種天然鐵，隕鐵制器與人工冶鐵的發明并沒有必然的聯系。

大約在公元前1400年左右，居住在小亞細亞（地處亞洲最西端之半島，北臨黑海，南濱地中海）的赫梯人發明了冶鐵技術。怎么發明的呢？是在煉銅之時發明的！赫梯人生活的地方鐵礦較多，他們在向熔爐中投入銅礦石時煉銅時，有時會混雜進去一些鐵礦石。在冶煉過程中，礦石中的鐵便被高溫熔爐中的一氧化碳還原出來。由于當時熔爐的溫度不夠高，大約在1000℃左右，低于鐵的熔點1535℃，所以，一氧化碳還原出來的鐵是固態鐵塊而并非液態鐵水。這種固態鐵塊不會與熔化的銅混在一起，很容易與銅區別，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。冶鐵技術發明之后，赫梯國王嚴禁其外傳。但是，隨著赫梯王國的衰敗，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，冶鐵術傳入兩河流域、古埃及以及歐洲部分地區。

眾所周知，我們通常所說的鐵分生鐵和熟鐵兩種，包括鋼在內，它們都是以鐵和碳兩種元索為主的一種合金，而其區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%，實際上也就是一種熟鐵。無論是生產還是使用，塊煉鐵都存在著不少的缺點：一是塊煉鐵為固態鐵塊而非液態鐵水，不能從熔爐中流出，而要將之從熔爐中取出時很容易導致爐膛遭到不同程度的損壞，從而無法連續生產，所以塊煉鐵的生產效率是比較低的;二是塊煉鐵所含雜質比較多，需要通過不斷反復加熱鍛打才能將之擠出從而制成各種器具，費工費時;三是塊煉鐵含碳量較低，質地較軟，使用受限制較多。也正因如此，在發明塊煉鐵冶煉技術之后，先人們就不斷努力對其進行改進，于是，生鐵、鋼的冶煉技術也得以發明。同塊煉鐵相比。生鐵和鋼有不少的優點。以生鐵為例，“生鐵的冶煉溫度是1150℃到1300℃，出爐產品呈液態，可以連續生產，可以澆鑄成型，雜質比較少，質地比較硬，冶煉和成形率比較高，從而產量和質量都大大提高。所以說，由塊煉鐵到生鐵是煉鐵技術史上的一次飛躍。”但是，在國外，這一過程卻是極其漫長的。以歐洲為例，雖然早在公元前1000年左右其部分地區就已經出現了塊煉鐵冶煉技術，但是，直到公元14世紀，生鐵冶煉技術在歐洲才得以出現。也就是說，從能夠冶煉塊煉鐵到能夠冶煉生鐵，歐洲大約經歷了2400多年的時間！

如果要問人工冶鐵技術在中國何時出現？目前，學術界對此還無法給出一個一致的答案。但是，比較普遍的觀點認為是在公元前6世紀左右，也就是春秋時期。因此，可以這樣說，中國人工冶鐵的出現的確是晚于地中海沿岸、兩河流域、埃及和歐洲地區的。但是，有一點大家是一致的，那就是不管是哪一地區，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，從能夠冶煉塊煉鐵到能夠冶煉生鐵、鋼，這期間往往會有一個較長的發展過程。但是，與上述地區有所不同的是，在古代中國，在塊煉鐵技術出現后，我們的祖先卻很快就發明了生鐵以及鋼的冶煉技術！有多快呢？時間大約是100年左右！也就是說，中國大約在公元前5世紀前后即春秋末期和戰國初期就出現了生鐵及鋼的冶煉技術。以生鐵為例，如果同歐洲進行對比，從能夠冶煉塊煉鐵到能夠冶煉生鐵這一發展過程，中國遠遠短于歐洲，大約要短2300年左右。因此，我們也會常常看到這樣的敘述：在古代中國，塊煉鐵、生鐵、鋼的冶煉技術均幾乎是同時出現的，這是古代中國人所創造的一個世界冶鐵史上的奇跡！那么，在公元前6世紀前后塊煉鐵技術在中國出現之后，我們的祖先又是如何發明生鐵和鋼的冶煉技術的呢？

春秋戰國時期中國的生鐵冶煉工藝，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。塊煉鐵冶煉時的爐溫大約在1000℃左右，而生鐵冶煉時爐溫卻達到了1100-1200℃。簡而言之，生鐵冶煉技術之所以在公元前5世紀左右就能夠在古代中國出現，主要就是因為我們的祖先能夠將冶鐵熔爐的溫度提升到足夠之高。在冶鐵過程中，一方面，當時我國使用了較強的鼓風裝置，另一方面，我們還使用了比較高大的冶煉豎爐，因此，進行生鐵冶煉所必須達到的爐溫，我們完全有能力提供。在高溫冶鐵過程中，被還原生成的固態鐵會吸收含于木炭中的碳元素，而且，隨著溫度的升高，這種吸收的速度會不斷加快。隨著對碳元素的不斷吸收，鐵的熔點會不斷降低，最低可降至1146℃。在這種條件下，爐溫就可使鐵熔化，從而就得到了液態的生鐵。而液態生鐵可以直接澆鑄成器，且質地較塊煉鐵堅硬，適合用來鑄造農具，這就大大推動了古代中國鐵器以及農業的生產和發展。

春秋戰國時期中國煉鋼技術的發明，從基本原理上講，與生鐵冶煉技術的發明有一些相似。如前所述，塊煉鐵所含雜質比較多，需要通過不斷反復鍛打才能將之排除以便制器，而也就在這不斷反復鍛打的過程中，中國出現了塊煉鋼技術。當時，人們在鍛打塊煉鐵的過程中，使用木炭不斷反復加熱，而塊煉鐵則吸收了木炭中的碳元素，含碳量得以提高，而且雜質也有所減少，變得較為堅硬，從而成為了塊煉滲碳鋼。在當時，塊煉鋼在農業中使用并不很多，而是主要用來制作刀劍等兵器。

綜上所述，我們不難發現，現行人民版《普通高中課程標準實驗教科書·歷史·必修二》第14頁對于中外人工冶鐵業的敘述，應該說是存在一定錯誤的，或者說表述不夠清楚。在我看來，我們不妨作出這樣的調整：“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明并沒有必然的聯系。世界上最早的人工冶鐵技術在公元前15世紀左右出現于西亞地區的赫梯王國，其所冶煉出的鐵為塊煉鐵。同生鐵相比，無論是生產還是使用，塊煉鐵都存在著不少的缺點，因此，由塊煉鐵到生鐵是人類煉鐵技術史上的一次飛躍。但是，這一過程的完成卻并不短暫，例如，歐洲就經歷了2400多年。中國使用隕鐵和人工冶鐵都較前幾個地區稍晚，然而塊煉鐵和生鐵的冶煉技術卻幾乎是同時出現。”

參考文獻：

[1]百度百科“熟鐵”

[2]金西，《從塊煉鐵到生鐵是“冶鐵技術史上的巨大飛躍”》，《歷史學習》2008年03期