Question

古代冶炼技术是什么？

Answer 1

宿铁法是制钢技术的重大创造。

北齐的信州刺史綦毋怀文是个炼钢专家，他是个讲究“道术”的人，他曾炼造出一种“宿铁刀”，这“宿铁”，就是后世所说的“灌钢”。

“灌钢”，又称“团钢”，它是由生铁和熟铁合在一起冶炼得到的一种含碳量较高、且质地均匀的优质钢，（含碳量在0.05％—2.0％的铁称为钢）。这种具有独创性的灌钢冶炼方法，至少在南北朝时期就已经发明了。

《北史·艺术列传》里记载，綦毋怀文制造的是宿铁刀。他的方法是，选用品位比较高的铁矿石，冶炼出优质生铁，然后把液态生铁灌注到熟铁上，这样几度熔炼，就成钢了。钢炼成之后，他便以熟铁作刀背，用钢作刀锋，并用动物的尿和油脂来淬火。用这种方法制造的宿铁刀，能一下子砍断30多块叠放在一起的胄甲片。引陶弘景的话：“钢铁是杂炼生柔作刀镰者。”这两条史料都记载了灌钢法，它通过将熔融生铁和熟铁合炼，使碳份扩散，趋于均匀，成为含碳量较高的优质钢。液态生铁中的碳与熟铁中的氧化物作用，有利于除去杂质，纯化组织，提高钢的质量。

双液淬火法

陶弘景的史料告诉我们灌钢的应用已较普遍，不仅用来做刀剑，而且用来做镰。灌钢技术的萌芽，可以追溯到东汉，王粲的《刀铭》有“灌辟以数”的句子，“辟”指折叠，“灌”指淋注，说明这时已有灌钢的试炼。灌钢法是我国继炒钢和百炼钢之后，对世界的又一大贡献。

“浴以五牲之溺，淬于五牲之脂”是说用牲畜尿和牲畜脂淬火成钢。牲畜尿中含有盐分，用它做淬火冷却的介质，不仅冷却速度快，而且淬火后的钢较用水淬者更坚硬；用畜脂淬火较水慢，淬火后的钢较用水淬过者韧。可见南北朝时期在炼钢和淬火工艺上都有了重大进步。《北堂书钞》卷123，引《蒲元别传》说蒲元在斜谷（今陕西眉县）为诸葛亮制刀，由于“汉水纯弱，不任淬”，派专人到成都取江水，取来的水杂有八升涪水的水，被蒲元发觉。这个传说虽有些夸大，但说明当时人们已经充分注意了水质对淬火后钢质的影响。《晋太康地理记》也说：“汝南西平有龙泉水，可以淬刀剑，特坚利。”这是当时人们重视水质对淬火影响的又一例证，綦毋怀文的双液淬火法正是在这些积累的经验中发展起来的。

鼓风技术

为了提高炉温，缩短冶炼时间，我国古代劳动人民很早就采用了向冶炼炉鼓风的技术。最早的鼓风工具叫“橐”，即用皮革制成的皮囊。用橐鼓风，就是通过拉压的反复动作，使其一张一合，把风鼓入炉中。战国时，发展成多橐排在一起向炉里鼓风，称为“排橐”，或简称为“排”。利用排橐鼓风，能增大进风量，加强燃烧火力，比单橐鼓风进步得多，但它需要大量人力。用人力鼓风，称为“人排”。接着又出现了用畜力作为鼓风动力的“马排”，所需的畜力也很可观。人力畜力的大量耗费，对进一步发展冶铁业是一个严重的障碍。

西汉中期以后，铁业官营，相继出现了一批规模较大的冶炼炉，它们需要提供相当大的风量和风压，这就要求人们改进已有的鼓风装置。东汉时，南阳（今河南南阳）太守杜诗在前人经验的基础上，设计并制造了以水力为动力的一套冶铁鼓风机具——水排。

三国时期的韩暨在东汉杜诗的基础上，将水排进一步推广到了魏国官营冶炼作坊中，用水排代替过去的马排、人排，四季不歇。水排不但节省了人力、畜力，而且提高了工作效率，促进了冶铁业的发展。这时已明确记载韩暨的鼓风水排节省人力、畜力，比马排增加效率3倍。水排在我国沿用了很长一个时期，直到20世纪70年代，一些地方还在使用。