我国人工冶炼铁较西亚两河流域和埃及要晚。据现存记载和对出土文物的考察,大致可追溯到春秋时期,再早的传说和推测就不大可靠了。《左传》记载,春秋时晋国人赵鞅曾率军队到汝滨,在那儿征收生铁,铸造了一个刑鼎,上面铸书了范宣子的刑书。《管子》一书(虽为后人托名管仲所撰,成书较晚,但内容多取材于春秋时齐国官府的档案)曾记载:“凡天下名山五千三百七十一,……出铁之山三千六百有九”。东汉时人赵晔的《吴越春秋》说:春秋时吴王阖闾命工匠干将“采五山之铁精”进行鼓冶,锻造宝剑,他在妻子莫邪的协助下终于炼成两把锋利无比的名剑。这些记载都是有较大参考价值的。从出土文物看,迄今最早由人工冶炼的铁器可举出这些:在甘肃灵台出土了春秋晚期的铁柄铜剑;在江苏六合县程桥出土了春秋晚期的块炼铁铁条和生铁丸;在长沙识字岭楚墓出土了生铁臿(锹);在长沙窑岭山出土了楚国铸造的铁鼎。从时间上看与文献记载大体一致。当然,在更早的时候,我国先民还曾接触过陨铁,不过那不是人工冶炼的。例如,1972年在河北藁城县台西村商代中期遗址中出土过一件铜钺,其上镶有铁刃,经过科学鉴定,那是用陨铁嵌铸到铜钺上去的。那么怎样鉴别人工冶炼的铁和陨铁呢?主要根据是两条:其一是古代的人工冶铁中必然含较多的硅酸盐类夹杂物,而陨铁中不会有。其二,陨铁中总含有较高含量的镍(大约5%)和一些钴,而且镍、钴在铁中的含量呈高低相间的分布。
在古代,炼铁的原料主要是富铁矿石(赤铁矿)。把它与木炭混合后,放在炼炉中点火鼓风,进行冶炼。木炭燃烧,既造成高温,又生成还原氧化铁的一氧化碳。实际上需要的冶炼温度要在1000℃以上。按照一般的发展规律,原始的冶铁可能只是利用自然通风或用皮橐鼓风,温度不会太高。生成的铁不致液化,所以产品是半熔融状态的铁块,矿石中的其他未还原物质和岩石类杂质(矿渣)不能离析出来,便与铁形成一个熔块,因此得趁热反复锻打,挤出其中大部分的夹杂物。这种铁就叫做块炼铁。生产这种铁费工多,劳动强度大,生产效率也低。但它含炭极低,接近于纯铁,熔点虽高,但质地柔韧,易于锻造加工。随着冶炼技术的提高,人们不断加高炼铁炉的身高,强化鼓风,炼铁炉逐步从地坑式发展成竖炉式,燃烧强度就会加大,产率就会提高。但也引起新的问题,随着冶炼温度的升高,铁中渗入的炭量也会增加,矿石中的硅、硫、磷经过还原后也会渗入铁中,这样便会得到另一品种的铁,即生铁。因含硅、硫、磷等杂质,熔点会降到1150℃左右。固然容易获得铁水,与炉渣可以较好地分离,也便于铸造,而且生铁质地坚硬耐磨。但也出现了严重的缺点,即非常脆,几乎完全失去了锻造的性能。
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