略谈中国古代冶金技术的发展历程
摘要：中国作为一个拥有着五千年历史的文明古国，又是一个以农业为本的国家，这也意味着中国的冶金技术会随着农业生产技术的发展而发展，下面这篇文章会从冶炼的金属的种类，冶炼火源的燃料来源以及冶炼技术等三方面来略谈中国古代冶金技术的发展历程。

摘要：中国古代冶金技术发展历程
关于中国冶金技术的发展的历史，是科学技术研究的重要部分，它直接关系到了生产工具的改进，也就意味着古代社会生产力的提高和发展。

中国古代之所以能够比欧洲早一千年出现封建社会，其中一个很重要的原因，就是由于中国古代社会生产力很早得到了比较高度的发展，这和当时中国冶金技术的高度发展是密不可分的。

中国最迟到春秋晚期已发明生铁冶铸技术，这项发明比欧洲要早一千九百多年，欧洲直到封建社会中期（14世纪）才推行这种技术。

中国最迟在战国早期已创造铸铁柔化处理技术，已能把生铁铸件经过柔化处理变为可锻铸铁（即韧性铸铁），这又早于欧洲两千三四百年，欧洲要迟至封建社会末期（18世纪中叶）才应用这种技术。

当时我国由于生铁冶铸技术的发明，铁的生产率大为提高；又由于铸铁柔化处理技术的创造，使得白口铁铸造的工具变为韧性铸铁，大大提高了工具的机械性能（就是增强了工具的使用寿命）。

中国战国、秦、汉时期，生铁冶炼技术有较快的发展，铸造铁器技术又有了长足的进步，铸铁柔化处理技术也达到了先进水平，因而韧性铸铁的工具特别是农具得到了广泛使用，这样当然有助于农业生产的发展。

至少到公元前一世纪西汉前后，中国人民就创造了生铁炒炼成熟铁或钢的技术，这项发明又比欧洲要早两千多年，欧洲要到封建社会末期（18世纪中叶）才创造“炒钢”技术。

最迟在公元5——6世纪南北朝时代，我国人民又发明了“灌钢”冶炼法，这种以生铁水灌注熟铁的炼钢方法是中国人民独特的创造，这在世界钢铁冶炼技术发展史上是值得大书特书的。

到唐宋时代，这种炒钢和灌钢技术以及锻造技术又有进一步发展。

汉代开始冶铁开始使用煤炭做燃料，到了北宋时期，已经有了以煤做为燃料冶铁的明确记载。

淬火技术在战国中期就得以运用。

供风形式也由自然通风到人力皮囊鼓风再发展到了东汉初期南阳太守杜诗创造出的水利鼓风装置—水排。

宋代又进一步发明了长方形的木风箱，进一步加大了供风力度，提高了冶炼温度，增强了冶炼的质量。

一、冶炼金属种类的发展与变化
金虽然在化学性质上比铜要更为稳定并且也更易被冶炼，但是中国的金矿储量比较少，所以中国最早冶炼的金属是铜，铜的化学性质比较稳定，并且易开采和冶炼，中国是世界上最早掌握黄铜冶炼技术的文明，姜寨遗址出土的黄铜片和黄铜环就是冶炼而成，距今6700年。

中国的青铜冶炼掌握的也较早，目前我国最早的冶炼青铜器为甘肃马家窑遗址出土的青铜刀，距今也有5000年。

比黄铜更为普遍使用的是青铜，青铜文化在世界各地区都有发展，青铜是加入了锡或铅的铜合金，在中国古代人们已经能够准确的掌握青铜的含锡铅比例。

可根据铸造期望的不同，按比例加锡、铅。

《周礼·考工记》里明确记载了制作不同的不同合金比例：六分其金而锡居一，谓之钟鼎齐（剂）。

五分其金而锡居一，谓之斧斤齐（剂）。

四分其金而锡居一，谓之戈戟齐（剂）。

三分其金而锡居一，谓之大刃齐（剂）。

五分其金而锡居二，谓之削杀矢（箭头）之齐（剂）。

金锡半，谓之鉴燧（铜镜）之齐（剂）。

青铜的化学性能稳定，耐腐蚀，可长期保存。

此外，
青铜的熔点较低，熔化时不需要很高的温度。

所以青铜器用坏了以后，可以回炉重铸。

铁矿石是地壳主要的组成部分，但是在地球上很难找到自然铁，因为铁的金属活性较为活泼，易氧化，早期使用的大部分是陨铁，也就是流星残留物，现在最早的人工冶炼铁器，是春秋晚期的遗物，公元前800年的虢国玉柄铁剑则是我国目前已知的最早冶炼铁器。

是我国进入铁器时代的标志。

而炒钢法的运用使得比铁更为坚硬的铁碳合金。

冶金金属种类的变化使得生产工具更加先进，进一步的提高了中国古代的社会生产力，为中国创造辉煌的封建文明提供了物质基础。

二、冶炼燃料的变化
孔子说过：“工欲善其事必先利其器”。

随着冶炼的金属的种类的变化，所需要的冶炼温度也随着金属的熔点而提高，这也意味着火焰的温度必定要提高，火焰温度的提高也就意味着燃料来源会发生变化，最开始的时候是用的木柴，到了汉代的时候使用煤炭做燃料，而到了北宋时期，则已经有了以煤作为燃料冶铁的明确记载。

北宋大诗人苏东坡就在他的《石炭并引》：“彭城旧无石炭，元丰元年十二月，始遣人访获于州之西南白土镇之北，以冶铁作兵，犀利胜常云……岂料山中有遗宝，…投泥泼水愈光明。

”这里的“石炭”就是煤炭的一种，燃料的变化使得冶炼的温度提高，使得冶炼出来的金属的杂质含量减少，金属的杂质含量与其坚硬程度密切相关，当时冶炼出来的器物的坚硬度加强以后使得当时的农业生产工具更为坚硬，社会生产力大大大提高，为繁华的封建文化的形成和发展提供了坚实的基础，正好比有了铁剪刀和更加细的钢针，才能够缝制出更加华美的服饰。

最重要的是，冶铁技术的进步对于农具的改造有着至关重要的作用。

三、冶炼技术的发展
冶炼的技术的发展包括铁矿石的冶炼，淬火处理，供风形式的改进，后期柔化处理。

在铁矿石的冶炼上有坩埚炼铁法和高炉炼铁，坩埚炼铁法是我国人民独特的创造，已有悠久的历史。

河南南阳市北关外瓦房庄西汉冶铁遗址和河北清河镇西汉初年故城冶铁遗址，都曾发掘出坩埚炼铁炉的遗迹，说明最迟在西汉时代已经应用此法了。

坩埚炼铁法是炼铁法中成本最低的，但不适宜大规模生产，因而尽管长期流传，流行很广，然而始终处于次要地位。

高炉炼铁是一种经济而有效地炼铁方法，因而长期以来成为我国冶炼生铁的主要方法。

高炉从上边装料，下部鼓风，形成炉料下降，和煤气上升的相对运动。

燃烧产生的高温煤气穿过料层上升，把热量传给炉料，其中所含的一氧化碳同时对氧化铁起还原作用。

这样燃料的热能和化学能同时得到比较充分的利用。

下层的炉料被逐渐还原以致熔化，上层的炉料便从炉顶徐徐下降，燃料被预热而能达到更高的燃烧温度。

这确是一种比较合理的冶炼方法，因而具有强大的生命力。

淬火处理其主要是将已经锻好的钢铁烧红，达到一定温度，突然进入冷却剂中很快冷却，使它获得高的硬度和一定的物理机械性能。

古代常用的冷却剂就是清水，水最便宜，而且冷却能力很强。

《天开工物》卷10《锤锻》部分说：“凡熟铁钢铁，已经炉锤，水火未济，其质未坚，乘其出火之时，入清水淬之，名曰徤钢，徤铁。

”战国时期淬火方法就已经发明了淬火技术，到西汉时期，淬火工艺有进一步的发展，常常对钢刀、钢剑采用局部渗碳和淬火工艺，从而提高刃部的硬度和机械性能。

到了明代，人们对于淬火工艺功能的认识确已比较精深。

当时人们已经认识到，有些钢件如果
不需要太硬，就不宜用水淬火，并且“冷待淬火”工艺也被使用。

为了适应封建社会上升时期社会上对钢制品的需求，西汉后期出现了“炒钢技术”，这种技术把生铁加热到熔化或基本熔化的状态下再加以炒炼，使脱碳成钢或熟铁。

其后，在南北朝时期普遍得到运用的是灌钢冶炼方法，这种冶炼方法，利用生铁的铁液灌入未经锻打的熟铁，这样成本较低、工艺简便而能比较保证质量。

至于在供风形式上，我国经历了由自然通风人力皮囊鼓风到畜力鼓风再到东汉初南阳太守杜诗创造出水力鼓风装置——水排，冶炼的温度不断提高，冶炼出来的钢和铁所含的杂质越来越少。

在世界冶金技术发展史上，我国炼铁、炼钢技术的发明都不是最早的，但是它的发展，却后来居上，从公元前6世纪的春秋晚期，中国人民在这方面不断有独特的创造，在世界冶金史上经常居于遥遥领先的地位。