百年老鋼軌一段活歷史

池涵

《中國近代鋼軌：技術史與文物》

鋼軌是近代大規模液態冶金出現后，僅次于鋼制橋梁的第二個重要的鋼鐵用途。

馬關條約后，中國興起了第一波鐵路建設的大發展。自漢陽鐵廠建成投產到1949年，中國先后建成鐵路干支線28829.6公里。這是近代中國鋼鐵工業的起點。一百年間，在中國鐵路系統經歷過三次大規模更換和搬運以后，早先的老鋼軌或被回爐重鑄，或被塵封在歷史之中。

從近年來出土的一些老鋼軌上，學者們驚喜地發現，外觀平淡無奇的鋼軌所承載的信息非常豐富，不論是鋼鐵上記錄的豐富銘文，還是對鋼軌進行的材料學研究，都能顯示19世紀后期以來，中國謀求交通和工業現代化發展的歷史信息，對中國和國外近代工業發展的比較研究也有著重要的意義。

近日，中科院自然科學史研究所研究員方一兵和上海大學材料學院教授董瀚關于近代鋼軌考古的新書《中國近代鋼軌：技術史與文物》出版。

這項研究也是上述兩家單位以及中國鐵道博物館組成的課題組實現的第一次跨學科合作。

1近代鋼鐵工業的“化石”

2009年，方一兵受中國鐵道博物館邀請對一批老鋼軌進行辨認。

回憶起當初與中國鐵道博物館的工作人員來到正在拆除的廣安門火車站，看到一大堆來自漢陽鐵廠、英國、比利時、鞍鋼的19世紀末到20世紀初的老鋼軌被挖掘出的情形，方一兵興奮地說：“好像鋼軌開會了！”

148根老鋼軌，方一兵一根根地仔細端詳鋼軌上的銘文，上面詳細記錄了年代、制造廠商、定制方等信息。為進行后續化驗，9米長的鋼軌被切割成小段，其中23件樣品被送到鋼鐵研究總院進行化驗。

“結果顯示，鋼軌一開始是以亞共析中碳鋼為主。”董瀚告訴筆者，“現代鋼軌都是共析珠光體鋼。而19世紀與20世紀之交前后的世界各國的鋼軌還不是珠光體鋼，而是中碳鐵素體—珠光體鋼，中國漢陽鐵廠的鋼軌是中低碳鋼，鐵素體含量更高一些。”

漢陽鐵廠二期擴建以后，由于引進了能脫除礦石中磷元素的西門子—馬丁平爐，這一時期漢陽鐵廠出產的鋼軌含碳量已經能提高到0.4%～0.6%的中碳鋼水平，與同期的英國進口鋼軌類似。

然而，隨著漢冶萍公司的倒閉和鐵廠停產，中國近代的鋼軌制造業終究定格在1926年，失去了漢冶萍這個最重要的企業載體的中國鋼鐵業再也無法與世界共同進步。

2.從鋼軌縫隙中還原歷史

19世紀末到20世紀初，是我國第一次鐵路建設的高潮。

鐵路鋼軌也是五花八門，主要的歐洲大廠產品在此次的鋼軌中均有發現，再現了當年“萬國造”的情景。

據方一兵統計，這批鋼軌的制造廠商至少涉及8個國家的30多個鋼鐵企業，基本涵蓋了19世紀末到20世紀上半葉主要鋼鐵生產國的重要鋼鐵企業。

據介紹，中國的近代鋼軌制造可以劃分成三個階段：漢陽鐵廠開辦以前的1870～1896年;漢陽鐵廠開辦后，以漢陽鐵廠制鋼軌為主的1896～1926年;漢陽鐵廠停產后的1926～1949年。

與此相對應，鋼軌中，1896年前后以英國巴羅、卡梅爾公司出產的為多。因為19世紀英國在鋼鐵工業和鐵路建設方面一直領先。而且1896年李鴻章訪歐期間，巴羅公司曾大力向他推銷英國的鐵軌產品和標準。同年，中國鐵路總公司就大量采購了英國鋼軌。

到了1900～1905年，鋼軌中又以德國克虜伯廠和比利時郭克里爾廠的產品居多。這是因為，漢陽鐵廠的第一期產品在設計和制造方面還達不到標準，因此國產鋼軌的產量只能供應盧漢鐵路建設的三分之一。這一期的外購鋼軌以比利時為多，則是因為盧漢鐵路是塊肥肉，各個主要工業國為此展開了激烈競爭。清政府擔心如果合作方是個強國，以后未免受其掣肘，因此選擇與比利時合作。

方一兵說，中國的近代史注定不會令人驕傲，這些鋼軌也跟國人一起，見證了中國命運多舛的現代化進程，也為新中國建立后的鐵路大發展以及新世紀中國高鐵的騰飛，艱難地打下了基礎。

3.挖掘對先進制造的啟發

董瀚說，21世紀的今天，中國鋼鐵產量已經占了全世界一半，中國的高鐵里程達到了3.5萬公里，占世界總里程超過三分之二，這些都是令國人驕傲的。

“我們的鋼鐵現在國際上很有競爭力，高鐵也是中國科技與產業進步的一張名片，現在需要我們坐下來潛心研究，遵循事物的發展規律開展創新活動?！倍f。而這批老鋼軌給了他很多創新的啟發。

董瀚說，一些鋼軌生產企業反映，中國的高鐵鋼軌完全符合標準指標，滿足了高鐵使用要求，但是出現表面薄銹的“黃金軌”現象。鋼軌一生產出來，表面容易被腐蝕。盡管不影響使用，但是賣相不太好。而老鋼軌倒是比較耐銹蝕，一些100多年的鋼軌外觀依然不錯。他認為，這主要是由于夾雜物性態帶來的變化。鋼軌中的夾雜物和基體之間有電極電位差，構成了腐蝕微電池。老鋼軌的夾雜物與基體的電位差小，所以較耐腐蝕;現代鋼軌中的夾雜物含量控制得很低，但是夾雜物種類與基體之間的電位差反而升高了。

從這個思路展開去，董瀚摸索出一條通過控制夾雜物性態來增強鋼材耐腐蝕性的新方法。

4.跨界合作探索工業考古模式

方一兵把這次針對鋼軌文物的跨界合作研究，看做是一次真正意義上的工業考古。她解釋說：“近半個世紀發展起來的工業考古，是通過解讀工業活動遺留的文物的內在信息來研究工業文明的歷史。在此之前，學界和文博界對鋼軌文物的認知非常有限，僅停留在其年代或出產國等表層信息上?！?/p>

“隨著這次三方跨界合作的開展，歷史的技術和工藝等信息被層層挖掘，其帶給眾人的，不僅是近代鐵路用軌歷史，通過實驗數據，我們還可以清晰地比較中、日、歐在鋼鐵材料發展上的差異，認知近代各國鋼鐵工藝與材料技術的演變，這非常令人興奮。”方一兵說，“中國的工業考古尚在起步階段，這次合作是一次難得的對工業考古的深度探索，這對于以后的鐵路科技考古鑒定工作有重要的示范作用?！?/p>

在中國工程院召開的成果評價會上，中國工程院院士干勇、中國鐵道科學研究院研究員周清躍、中科院自然科學史研究所研究員張柏春等人對此次綜合利用技術史、先進材料檢測、工業考古等方法進行的開拓性研究給予了很高評價，認為其在近代鋼鐵遺產的研究中達到了先進水平。未來，可能在更多的領域開展富含歷史價值與工業技術發展的鋼鐵綜合考古研究，通過對歷史軌跡的回顧，尋找可能的發展途徑。