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伯牛在期盼中回来,还带回来铁矿。对于铁矿石的好坏,周书灿不懂,但是看到制衡的激动程度,也明白了七八分。
制衡激动的:“子骞,要赶紧炼铁,这深山太危险了。今如果不是伯牛的斧头,我们恐怕要有伤亡了。”
周书灿看向伯牛,询问:“怎么回事?”
伯牛大手一挥,“没事,我们回来遇到狼了,还好是落单的狼,我扔了斧头,那狼竟然带着斧头跑了。哎,就是一把斧头,这不是带回来铁矿了,明我就会有新的斧头。”
伯牛的轻松,周书灿想想未必如他的那样轻松,果真是简单的一头狼的话,他们一队这么多人呢,何至于伯牛丢了斧头逃命?每个人都拿着木棍呢,正常情况下肯定能把狼打跑的。
周书灿用手掂掂伯牛拿回来的铁块,思索怎么炼铁?炼铁必须是高炉炼铁才行,古代受自然条件限制只能低温炼铁,所以,春秋之前的铁器很多来源于陨铁。
在历代文献中,有关陨铁的记载也可谓不绝如缕。最早记录陨铁堕落现象的是史记:“秦献公十七年公元前368年,栎阳雨金四月至八月。”所谓“雨金”是指许多铁陨石同时堕落,也即现代人所谓的“陨石雨”。
铁陨石主要由铁镍合金组成,一般含镍410,极少数陨铁中的镍含量可以高达60。陨铁的绝大部分都是可锻的。
铁很易被氧化,除陨铁外,自然界中的铁都呈氧化物或其它化合物的形态存在。纯铁的熔点为1537,直接熔铁在新石器时代根本就不可能。铁矿石的还原温度虽然并不需要这么高,但温度低时还原速度很慢,对实际生产没有意义。同时,低温还原出来的铁在冷却时很容易被重新氧化,又变成了铁锈。
块炼铁也称为锻铁,是在较低的冶炼温度下由铁矿石固态还原得到的铁块。冶炼块炼铁,一般是挖穴为炉,装入高品位的铁矿石和木炭,点燃后,鼓风加热。当温度达到1000左右时,矿石中的氧化铁就会还原成金属铁,而脉石成为渣子。
由于矿石中其它未还原的氧化物和杂质不能除去,只能趁热锻打挤出一部或大部,仍然会有较多的大块夹杂物留在铁里。由于冶炼温度不高,化学反应较慢,加之取出固体产品需要扒炉,所以产量低,费工多,劳动强度也大。
与生铁不同,块炼铁含碳极低,质地柔软,适于锻造成形。由于块炼铁在锻打前疏松多孔,故也被称为海绵铁。
周书灿思索片刻,依稀记得书上古代的内热式陶尊炼铜炉很适于冶炼块炼铁,中国历史上最早的人工冶铁产品,当然也非块炼铁莫属。
中国早期炼铜使用陶尊,外部涂有草拌泥,起绝热保温作用,内面涂有耐火泥层,铜矿和木炭直接放入炉内。这一装置不同于从外部加热的“坩埚”式熔炉,可以使炉内温度提得更高。
为了提高产量,就要强化鼓风和加高炉身,炉子必将逐渐从地坑式向竖炉发展。炉身加高以后,炉内上升的煤气流与矿石接触的时间延长,能量利用率有了提高。
鼓风强化则有两方面的效果:一方面使气体压力加大,穿透炉内料层的能力增强,因而允许增加炉身高度另一方面是燃烧强度提高,直接提高了炉内温度。这些都促使产量提高。
可是,事物总是一分为二的,温度高了虽然铁产量有所提高,往铁里渗碳的速度也加快了,当渗碳超过2以后,就引起了质变,得到的是另外一种产品生铁。
生铁的熔点最低可达1147,而温度升高后还促使原料中的其它元素被还原进入铁中,这就使得生铁的熔点更为降低。于是,得到液体产品的可能出现了。而生铁不耐锻打,这种液态生铁多被视作冶炼不正常的产物,一般是抛弃的。
生铁在中国历史上一开始就有用武之地。这一点在禹贡篇中同样透露了玄机。春秋战国之际的铸铁大兴,实肇始于此,“刚铁”的出现,恰逢其时。
这种白口铸铁中,几乎全部的碳都与铁化合形成了碳化三铁,其断口呈暗白色,晶粒粗大,具有很大的硬度和脆性,因此被称为“刚铁”。
考古发现已经证实,中国最早的文字或画于陶器,或刻于竹木,或铸于铜铁,或镂于甲骨,而竹木和甲骨是最常用的材料。不管是刻还是镂,“笔”的硬度至关重要。当“刚铁”初现时,虽然不耐锻打,其硬度却是当世之最。
块炼铁柔铁首先出现,白口生铁刚铁紧随其后。由于白口生铁一出现就派上了用场刻镂,使得生铁冶炼技术得以生存并有所发展,并最终由于青铜冶铸技术的影响,在春秋战国之际奠定了中国冶铁术的基本走向以生铁冶铸为主。
春秋五霸齐桓公任用管仲,国语齐语里面,管仲所的“美金以铸剑戟,试诸狗马恶金以铸锄夷斤,试诸壤土”,美金是指青铜,恶金是指铁,也是毫无疑问的。
齐桓公之所以能够划时代地成为五霸之首,在诸侯中特出一头地,在这儿可以找得出他的物质根据。煮海为盐积累了资金,铸铁为耕具提高了农业生产。所以桓公称霸并不仅仅由于产生了一位特出的政治家管仲,而是由于这位特出的政治家找到了使国富强的基本要素。
铸铁技术在齐桓公时已接近成熟,因此才引起帘权者管仲的注意。反过来,由于当权者的大力提倡,铸铁技术的发展也就大大加快了速度。试想,铸铁农具的使用既然能使齐国“足食”,相邻各国必将仿而效之。稍后的战国时代铸铁技术被七国普遍采用,其最初的契机应该是在这里。而中国冶铁术以生铁冶铸为主的基本走向由此而奠定就毫不奇怪了。
附:齐桓公?前643年9月12日,姜姓,吕氏,名白,春秋五霸之首,上古五霸之一,与晋文公并称“齐桓晋文”,公元前685前643年在位,春秋时齐国第十五位国君。
成就:重用管鲍,强军富民。九盟诸侯,三平晋乱,平复卫国,驱逐戎狄。
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