冶鐵技術,在中國古代絕對是重中之重。對于中國古代的發展而言,冶鐵技術都占據著重要地位。
為什么這么說?因為只要冶鐵技術出現,就意味著人類開始用鐵器,掌握了鐵器的鍛造技術,對比石器時代絕對是一個巨大的跨越。
直白一點地說,冶鐵技術將中國古代帶到了一個前所未有的高度,在西方工業革命爆發之前,中國的冶鐵技術始終處于世界頂尖水平。
天外隕鐵打造鐵刃銅鉞
河北藁城臺西村商代遺址中,出土了一件鐵刃銅鉞。這件鐵刃銅鉞是商代的產物,這證明中國古人早在商代就已經開始使用金屬武器了。
但令人疑惑的是,這件鐵刃銅鉞出土了,卻并未發現商代出現冶鐵技術的痕跡,這件鐵刃銅鉞到底是從哪來的?
經研究發現,該鐵刃銅鉞中不含有夾渣,這是古代人工冶鐵技術的重要標志。這意味著出土的這件鐵刃銅鉞,并非是人工冶煉而成。
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既然不是人工冶煉而成,那么鐵刃銅鉞的原材料到底來自哪呢?經分析鑒定之后可以確認,鐵刃銅鉞中的鎳含量高達6%,同時出現了分層高鎳偏聚現象,這意味著鐵刃銅鉞所使用的材料,是一塊來自太空的隕鐵。
這說明,鐵刃銅鉞雖然出土了,卻不能證明商代已經掌握冶鐵技術。但從這件鐵刃銅鉞可以看出,商代的人已經有意識到的去利用隕鐵打造武器,對金屬的使用欲望強烈,這也為后續冶鐵技術的出現奠定了基礎。
那什么時候中國古代開始掌握了真正的冶鐵技術,并且有實實在在的文物證明呢?答案是春秋之前。
春秋之前的冶鐵技術就已經出現了,而且也已經熟練掌握。但當時的技術有些粗糙,主要以“塊煉法”為主。
“塊煉法”煉出來的“塊煉鐵”有點像海綿,雖然也是鐵吧,但礙于當時爐溫不足,導致無法實現熔煉的基本需求,只能使用“塊煉法”。
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這種情況一直延續到春秋中期,冶鐵技術終于得到了質的飛躍,鐵礦石直接加熱到融化的狀態,在高溫狀態下開始鑄造,這讓冶鐵技術向前邁進了一大步。
燒窯技術成為強大根基
中國的冶煉技術為何發達?原因其實并不復雜,因為冶煉生鐵的下限,由高溫熔爐決定。而中國古代在這方面有著得天獨厚的優勢,那就是發達的燒窯技術。
古代冶煉技術落后,但同時期的燒窯技術卻很先進。隨著制陶的技術和需求不斷提升,熔爐也隨之改進,高溫熔爐不斷突破溫度上限,這給冶煉生鐵提供了強大的基礎。
古代的冶煉技術領先世界多少年?以可鍛鑄鐵為例,中國在戰國時期就已經發明出來,并且開始投入使用。而歐洲18世紀才由法國人熔煉出來白心可鍛鑄鐵,美國人19世紀才熔煉出來黑心可鍛鑄鐵,這其中的差距可是跨越了上千年時間。
西漢中期的冶煉技術,又是一個明顯的分水嶺。此時的冶煉技術已經可以實現生鐵打造、去渣變成熟鐵,再通過鍛打的方式開得到“百煉鋼”。
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而隨著“炒鋼”技術的出現,鑄造生鐵的脫碳過程加快,強度也加大,徹底將生鐵、鋼、熟鐵的冶煉技術熟練掌握。
等到南北朝時期,“灌鋼技術”出現,這在“炒鋼”的基礎上,又有了巨大的提升。當時的人們對鐵器已經不陌生,制造鐵器也沒什么難度,但對鐵器的韌性和強度又有了新追求。
如果說“炒鋼”是一條不能回頭的路,那么“灌鋼技術”則是可以控制鋼鐵含碳量的創舉。而含碳量的多少,可以控制鋼的硬度和韌性。
當時的人正是通過這個規律,按照不同的比例加入生鐵和熟鐵,根據需求生產出比例不同的鋼。液態生鐵澆在熟鐵上,通過熔煉成鋼,再以水淬火完成冷卻。
利用水來淬火的技術,從戰國時期就已經在使用了,這么多年來一直沒人注意到淬火的重要性。直到南北朝時期,北齊的一位冶金大師綦毋懷文,打造“宿鐵刀”的時候,終于邁出了關鍵性的一步。
“浴以5牲之溺,淬以5牲之脂”——《北齊書.綦毋懷文傳》
綦毋懷文沒有用水當冷卻介質,而是先動物的尿液中完成初步冷卻。因為動物尿液冷卻速度快,降溫明顯,但只利用動物尿液降溫五成便取出。隨后再將打造的“宿鐵刀”放入動物的脂肪中繼續冷卻,直至“宿鐵刀”完全冷卻,這是利用了動物脂肪降溫速度慢的特性,讓“宿鐵刀”的韌性更強!
古代西方國家對冶煉技術的鉆研,明顯不如我國古代人,差距十分明顯。這也導致西方的冶煉技術,一直落后于我國,若不是沒能及時跟上工業革命,這種領先相信還會一直持續。
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