古代先进的冶金技术

我国钢铁冶炼技术的发展是从冶炼生铁开始的，冶铁术大约发明于西周时期。先炼生铁后炼钢，生铁是炼钢的原料。炼钢的出现是具有划时代意义的重大事件。此外，铜冶炼技术也是我国的一项重大发明。

在我国古代冶金技术的发展过程中，风箱扮演者极为重要的角色。它是我国发明的一种世界上最早的鼓风设备。

欧冶子是春秋时越人，是当时的冶金高手，更是我国历史上著名的铸剑师。《越绝书》中记载有“楚王见剑”的故事，让我们有幸看到“龙渊”剑的诞生过程。

楚王命令相剑家风胡子到越地去寻找欧冶子，叫他制造宝剑。于是欧冶子走遍江南名山大川，寻觅能够出铁英、寒泉和亮石的地方，只有这三样东西都具备了，才能铸制出利剑来。

最后，欧冶子来到了龙泉的秦溪山旁，发现在两棵千年松树下面有7口井，排列如北斗，明净如琉璃，冷澈入骨髓，实乃上等寒泉，就凿池储水，即成剑池。

欧冶子又在茨山下采得铁英即纯净的铁，拿来炼铁铸剑，就以这池里的水淬火，铸成剑坯。可是没有好的亮石，终是无法磨出宝剑。

欧冶子又爬山越水，千寻万觅，终于在秦溪山附近一个山岙里找到亮石坑。发觉坑里有丝丝寒气，阴森逼人，知道其中必有异物。于是焚香沐浴，素斋三日，然后跳入坑洞，取出来一块坚利的亮石，用这里的水慢慢磨制宝剑。

经两年之久，终于铸剑3把：第一把叫“龙渊”；第二把叫“泰阿”；第三把叫“工布”。

这些剑弯转起来，围在腰间，简直似腰带一般，若一松手，剑身即弹开，笔挺笔直。若向上空抛一方手帕，从宝剑锋口徐徐落下，手帕即分为二。斩铜剁铁，就似削泥去土。

这些宝剑之所以如此锋利，皆因取铁英炼铁铸剑，取这池水淬火，取这山石磨剑之故。

楚王见剑大喜，乃赐此宝地为“剑池湖”。后在唐代改叫“龙泉”，一直叫到今天。

楚王曾引泰阿之剑大破晋军。当时晋国出兵伐楚，围困楚都三年，为夺楚国镇国之宝“泰阿剑”。楚国欲城破之时，楚王亲自拔剑迎敌，突然剑气激射，飞沙走石，遮天蔽日，似有猛兽咆哮其中。片刻之后，晋军旌旗仆地，流血千里，全军覆没。

上述记载，虽然带有传说的成分，但据现代考古发掘报道，春秋时期，我国的冶金技术确实非常之高，达到了当时世界先进水平。

欧冶子为越王勾践铸造的宝剑，被埋在地下数千年，发掘出土后发现还光亮不锈，十分锋利。经现代科学研究，这些青铜兵器都经过很好的外镀处理，表明我国是世界上最早发明金属外镀术的国家。

从目前的考古发掘结果来看，我国人工冶炼的铸铁器具约出现于春秋末期以前，即公元前6世纪左右。

江苏省六合县程桥的东周墓中出土的铁丸和弯曲的铁条，经鉴定前者是迄今发现的我国最早的生铁，为白口铁铸件；后者是用早期的块炼铁锻成的。这是世界最早的生铁。

生铁是炼钢的原料。炼钢的产品多是低碳钢和熟铁，但是如果控制得好，也可以得到中碳钢和高碳钢。据考古学家考证，我国早在西汉的时候，就已经掌握炼钢技术，是世界上最早会制造炼钢的国家。

徐州狮子山楚王陵考古发现：楚王陵保存着一处完整的西汉楚王武库，库中堆满各式成捆的实战楚汉兵器，兵器虽历时2000多年，依然锋利无比，轻轻一划刀锋力透10余层厚纸。

研究分析表明：当时的钢铁技术正处于发展时期，淬火工艺、冷锻技术、炼钢制作均已使用。楚王陵的年代下限为公元前154年，这表明我国在西汉早期已发明并使用了炼钢技术。

世界上最早有关炼钢的记载，见于我国古代东汉时期的《太平经》72卷，书中写道：

使工师击治石，求其铁，烧冶之，使成水，乃后使良工万锻之，乃成莫邪耶。

这“水”应指生铁水。“万锻”应指生铁脱碳成钢后的反复锻打。

直至18世纪中期，英国才发明了炼钢法，在产业革命中起了很大的作用。

青铜冶炼也是我国独树一帜的技术发明。据考古发掘和古书《史记·封禅书》等记载，我国在夏代已经冶炼青铜，进入青铜时代。

冶铜技术和规模上在殷商已很发达，西周进入鼎盛时期。表明我国是世界最早冶炼青铜和进入青铜时代的国家。

白铜的发明是我国古代冶金技术中的杰出成就。目前公认的我国也是世界上最早的白铜记载，见于东晋散骑常侍常璩的《华阳国志·南中志》卷4。文中记载：“螳螂县因山名也，出银、铅、白铜、杂药。”

螳螂县治所在今云南巧家老店镇一带。这里富产铜矿，而邻近的四川会理出镍矿，两地间有驿道相通，从资源上看，可以肯定螳螂县所出白铜为镍白铜。这是有关镍白铜的最早可靠记载。

在我国古代文献中，白色的铜合金统称为白铜，包括三种铜合金：

一是含锡很高的铜锡合金，如被称作白铜钱的“大夏真兴”铜钱和隋五铢钱，经检验均为高锡青铜，不含镍。又如日本正仓院收藏的一批奈良时代的我国白铜镜，也是高锡青铜；二是含砷在10%以上的铜砷合金，即砷白铜；三是铜镍合金即镍白铜。三种白铜中，镍白铜最为重要，其次是砷白铜。

我国是世界最早用胆水炼铜的国家。西汉时期《淮南万毕术》记载“曾青得铁，则化为铜”，东汉时期《神农本草经》说“石胆……能化铁为铜”，这些距今已约2000年，比国外约早1500年。

胆水炼铜或称“胆铜法”，是宋代最重要的炼铜方法，即把铁放在胆矾溶液中，使胆矾中的铜离子被金属铁置换成为单质铜沉积下来的一种产铜方法。

因在金属活动顺序表中，铁排在铜的前面，表明铁的金属活动性强于铜，所以铁能和铜盐发生化学作用而置换出铜。

失蜡铸造法是铸造器形和雕镂复杂器物的一种精度较高的铸造方法。我国是世界上最早发明失蜡铸造法的国家。

失蜡法铸造铜器从文献记载看，最早是唐代。北宋宰相王溥著的《唐会要》中记载，唐代开元年间使用蜡模铸造开元通宝，这是我国关于失蜡法的最早记载。

从青铜实物考察，1979年河南省淅川县楚国令尹子庚墓出土的铜禁，器体侧面和边沿铸强国富民呈网状的相互缠绕的蟠螭，所显现出的玲珑剔透的镂孔就是用失蜡法铸造的。

据研究，子庚死于公元前552年，它的相对年代应属春秋晚期，是我国目前发现的采用失蜡法铸造铜器最早的铸件。它的发现将我国古代采用失蜡法铸造铜器的起始时间大大提前了，从而在世界上居于领先地位。

古代先进的冶金技术靠的鼓风设备。风箱就是我国古代劳动人民发明的一种世界上最早的鼓风设备。这种古老的设备能够使炉中的火焰熊熊燃烧起来。

考古学家从文献记载上看到，我国古代的大哲学家老子曾经说：“天地之间，其犹橐龠乎？虚而不屈，动而愈出。”

这句话的意思是说：天地万物其实就像一个很大的皮革做的鼓风器，里面充满了空气，所以天不会塌下来。它越是活动，放出的空气就越多。

橐龠，就是古代的一种鼓风器，是“风箱”一词的古称。老子生活于公元前571年至公元前471年之间，可见那时就已经普遍开始使用风箱这种鼓风器了。

在我国古代，风箱是一种非常重要的工具。尤其在冶炼金属方面，风箱更是必不可少的设备。

宋代发明了一种双动式活塞风箱，这种风箱有许多优点，所以刚发明出来，就在我国民间普遍使用，甚至直至今天，北方农村中有些地方仍在使用这种风箱。

双动式活塞风箱整体为一个矩形的木箱，箱内用一个隔板又分为两层，上层内装有活塞，活塞与拉杆相连而且又和风箱外的拉手相接，在活塞与隔板相接的地方，有一些羽毛，这样可以防止空气溢出。

下面一层是风道，隔板的两端有两个风口，箱两端各有一个进风孔，口上装有一个活瓣，活瓣可使空气只朝一个方向流动。

使用这种风箱的时候，只要把风箱上的拉杆一拉一推，即可使空气往复运动。这样炉中的焰火在风的吹动下就会越烧越旺。

风箱在我国的发展经历了漫长的岁月。从战国时期的皮革橐龠到东汉时期的木扇式水排，直至宋代的双动式活塞风箱，这种世界上最古老的鼓风器，使我国古代在这方面的研究一直处在世界先进行列。

除了上述介绍的之外，我国古代冶金技术还有许多其他发明与创造，但限于篇幅，只能挂一漏万，不能一一述及。不过由上所述，便可足见其先进程度。

总之，我国古代在冶金技术和设备上，创造了多项发明，极大地促进了我国冶炼技术的发展，也为世界冶金业作出了重大贡献。

[旁注]

风胡子　也称“风湖子”、“风胡”、“风壶”。春秋时楚国人，相剑家，精于识剑、铸剑。对欧冶子铸造的“泰阿剑”，他认为这是一把威道之剑，而内心之威才是真威。楚王之所以能够用它击退晋军，是因为楚王内心之威激发出了“泰阿剑”的剑气之威。

淬火　将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。

白口铁　生铁中的一种。因断截面呈现白色而得名。白口铁中大部分的碳与铁化合以碳化铁存在。其碳和硅的含量较常见的灰口铁少。白口铁的质地很硬而且脆，不容易切削，不易进行机械加工。主要用于炼钢。

炼钢　炼钢因在冶炼过程中要不断地搅拌好像炒菜一样而得名。炼钢的原料是生铁，操作要点是把生铁加热到液态或半液态，利用鼓风或撒入精矿粉等方法，令硅、锰、碳氧化，把含碳量降低到钢和熟铁的成分范围。

冷锻　在室温下进行的锻造工艺。冷模锻、冷挤压、冷镦等塑性加工的统称。冷锻是对物料再结晶温度以下的成型加工，是在回复温度以下进行的锻造。生产中习惯把不加热毛坯进行的锻造称为冷锻。

常璩　（约291年～361年），东晋成武帝时散骑常侍。为皇帝提供咨询性服务。著有《华阳国志》，是我国现存最早、最完整的一部地方志。此书内容和体例都较完备，在我国方志史上实属罕见，被后来的史学家所借鉴。

失蜡铸造法　即失蜡法。是一种青铜等金属器物的精密铸造方法。先用蜂蜡做成铸件的模型，再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外范。加热烘烤后，蜡模全部熔化流失，使整个铸件模型变成空壳。再往内浇灌溶液，便铸成器物。

王溥　（922年～982年），宋代初期并州祁人。历任后周太祖、世宗、恭帝、宋太祖两代四朝宰相。谥“文献”。他虽屡居高位，但仍勤奋好学，手不释卷，在唐代苏冕始创会要体的基础上撰成《唐会要》100卷。后又据五代历朝实录撰成《五代会要》30卷。可谓厥功甚伟。

水排　东汉时期官员及发明家杜诗创造的利用水力鼓风铸铁的机械水排，是我国古代的一项伟大的发明，是机械工程史上的一大发明。最初的鼓风设备叫“人排”，用人力鼓动。继而用畜力鼓动，因多用马，所以也叫“马排”。直至杜诗时改用水力鼓动，称“水排”。

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我国古代的冶金工匠们在传授冶金技艺时，特别强调“悟”的重要性。例如：“炉火纯青”这一成语，讲的就是在冶炼时有经验的工匠能通过炉火的颜色来判断合金浇铸的适宜温度，但是对炉火“颜色”的判断，显然需要他们在长期的实践中不断摸索、领悟才能掌握。

这其实就是古代冶金工匠们在一些关键技术环节中通过自己的亲身实践练就的所谓“绝活”，这也正是我国古代能工巧匠辈出、技术工艺精湛的原因所在。