铸铁冶炼技术的发明

鼓风方法的革新，是提高冶铁技术的关键之一。惟有革新了鼓风方法， 才有可能把炼炉造得高大，使炼炉的温度提高，从而加速冶炼的过程和提高铁的生产量。在中国古代，由于冶铁鼓风炉的进步，很早就发明了冶炼“铸铁”（即生铁）的技术。这个发明要比欧洲早一千九百年。

本来，早期的冶铁方法是很简陋的。炼炉很小，构造十分简单，冶铁时把矿石和木炭一层夹一层的从炉子上面加进去，生了火，用一两个橐来鼓风。

① 近人李恒德《中国历史上的钢铁冶金技术》（《自然科学》第一卷第七期），认为：“顾名思义，所谓‘排’可能是好几个风箱并在一起的，或是一个炉中有一排入风管。”这个说法是可能成立的。据日本下原重仲在一七八四年写成的《铁山必要记事》所附的炼炉草图，有一种鼓风炉，炉身不高大，由于有一排入风管，送进氧气比较充分，能冶炼出生铁来。

② 《墨子·备城门篇》、《备突篇》、《备穴篇》中，都有用“炉橐”来作为地道战术中重要防御武器的记载。主要谈的是：凡是遇到敌人从地下掘地侗向城里进攻，必须察和其掘洞之所在，掘洞前往迎接它， 使有一孔通敌方，烧炉灶，用“橐”来鼓动，把烟庄送到敌方去。这是战国时代普遍应用的一种防御战术， 所以《韩非子·八说篇》说：“干城拒冲，不若堙穴伏橐。”（“橐”字旧误作“橐”，从王先慎《集解》据《荀子》杨倞注校正）《墨子·备城门》以下诸篇，虽是战国后期墨家论述“墨翟之守”的，但是这种地道战术和用炉橐作为防御武器的战术，在墨子时早已有了。《墨子·节用上篇》说：“且大人惟毋兴师， 以攻伐邻国， 有与侵就 橐攻城野战死者，不可胜数。”孙诒让《墨子间诂》说：“‘有’读为‘又’， ‘侵就’未详，‘橐’以举火攻城之具，见《备穴篇》。 疑此‘侵’亦当为‘伏’之讹。”这种地道战术和用“炉橐”作为防御武器的战术的产生，就是由于开矿业和冶铁手工业发达而来的。《墨子·备穴篇》曾说：在从事这种战斗中，“必令明习橐事者，勿令离灶口。”所谓“明习橐事者”，也就是熟练地操作冶铁鼓风设备的冶铁手工业工人。

由于炼炉狭小，使用的橐不多，压送入炉的空气又不够充分，因此，炭火的温度就不够高，炉中的矿石就不可能充分熔化，被还原的（即去了氧的）铁从炉中出来时，是海绵状态的熟铁块。这种表面粗糙、夹有渣滓的熟铁块， 需要经过相当时期的锻打，才有可能得到较纯的铁块。这种早期的冶铁法， 有人称为“块炼法”。在欧洲，曾经长期运用这种“块炼法”来炼铁，到十四世纪使用了水力鼓风炉，才发明铸铁冶炼技术。

我国早在春秋晚期，就发明了铸铁冶炼技术。从近来考古发掘出土的春秋战国之际铁器来看，有用“块炼法”制造的，也有用铸铁铸造的，更有把铸铁件经过加热退火柔化处理而成为展性铸铁的。①从炼得铸铁，铸成器件， 进而采用加热退火的方法，对铸铁件加以柔化处理，必须有一个试验改进的过程。由此可以断定，我国铸铁冶炼技术的发明，应该更要早些。至少到春秋晚期，中原地区这种铸铁冶炼技术已经比较成熟，我们从公元前五一三年晋国铸刑鼎这件事，就可以了解这一点。我们知道，要把刑书铸在铁鼎上， 不是件简单的事。即使这部刑书的文字不多，总该有些条文，要把这些条文铸到铁鼎上，这个“铸型”不会大小，所需流动状态的铸铁也不会太少，否则的话，就不可能铸成功。毫无疑问，中国古代由于改进了炼炉的鼓风方法， 提高了炼炉的温度，很早就发明冶炼铸铁的技术，使炼出的铁成为液体，从而加速了冶铁过程，提高了铁的生产率。这对于冶铁业的发展和铁工具的推广使用是具有决定意义的。

到战国中晚期，冶炼铸铁和铸造铁器已开始分工，新郑郑韩古城的内仓、西平酒店村和登封告城镇，都已发现战国铸铁遗址。

告城镇发现了熔铁炉底及炉衬残片，还发现有拐头的陶鼓风管以及木炭屑，可见当时熔铁炉和炼铁炉同样以木炭为燃料。①近来考古发掘出土的战国以迄汉魏铁农具，大多数是铸铁制造的；在同时的手工业工具中，铸铁件也占很大比例。一九七七年七月长沙窑岭春秋战国之际楚墓出土铁鼎，口径二十三厘米（相当于当时一尺），高二十一厘米，腹深二十六厘米，出土时重三千二百五十克（相当于当时十三斤），金相鉴定表明含有少量石墨，基体为铸铁。①