炼铁技术

在炼铁技术方面，以古荥冶铁遗址为例，一号高炉炉缸呈椭圆形，面积达 8.5 平方米，炉高约 5—6 米，炉容达到 50 立方米左右，估计日产量有半吨到一吨，在当时技术条件下，这是相当可观的，也是世界上绝无仅有的。椭圆形炉型反映了冶铁工匠增大炼炉产量的重大努力和对鼓风与炉径相互制约关系的深入认识。在古代鼓风器风量、风压较小的情况下，这是扩大炉容， 多加鼓风器，使风能达到炉缸中心的一个途径。炉基南面的坑中重达二十余吨的大积铁，证明高炉曾多次修筑、使用。对积铁、铁块和铁渣的分析和计算，证实汉代已有意识在炉料中加入石灰石作熔剂，以降低炼渣的熔点，改善渣的流动性和炉况。

汉代的生铁一般是高碳低硅的白口铁。由于炉温增高和熔铸技术的改进，从西汉前期起，就出现质量比白口铁为优的灰口铸铁，如河北满城刘胜墓所出车■就是用灰口铸铁造的。南阳瓦房庄出土的西汉东汉铁釜、浇口各一件则是高磷灰口铸铁。磷份增高，使铁水流动性改善，适用于薄壁大型容器的铸造，即使在现代也还有这样使用的。汉代出现这种新的铸铁材料，应是冶铁工匠有意地加入高磷铁矿或富磷熔剂的结果。特别重要的是，在巩县铁生沟和南阳瓦房庄出土的铁器组织中还发现了质量十分优良的球状石墨

（铁生沟铁铲和瓦房庄铁），与现行球墨铸铁国家标准中的一类 A 级球状石墨相当。球墨铸铁是 1947 年才在英国研制成功的一种高强度铸铁材料，目前在工业生产中应用广泛。在其研究过程中曾受到韧性铸铁中偶而出现的球状石墨的启发。而我国早在西汉后期已出现了球墨铸铁，可说是冶铸史上的一个奇迹。