我国古代冶铁术的起源

冶铁术的起源同世间一切事物的起源一样,都离不开时间、空间和过程这三个基本要素。即起源于何时、何地和怎样起源。关于冶铁术的起源,从世界范围来看,最初发生于西亚地区,其技术道路是块炼铁冶炼技术。就中国来说,学术界多有研究,但仍不统一。关于中国冶铁术的起源,长期以来存在着“西来说”和“独立起源说”两种观点。“西来说”认为,人工冶铁术是由西亚、中亚经新疆地区向中原传播的;“独立起源说”认为,中国古代的冶铁术是独立发生的。

其次,关于中国冶铁起源的空间问题,先后出现过多种说法,如中原北方地区起源说、以楚国为中心的南方地区起源说、关中地区起源说、秦岭以南的川东陕南地区起源说、多地区起源说、新疆传入中原起源说以及西亚、中亚经新疆传入中原说等。与之相关联的关于冶铁术的发生时间也同样出现过多种说法,如夏、商、周以及春秋起源说等。

依照历史文献、考古发现、冶金学研究成果,进行综合性研究并得知:中国古代冶铁术相应源于中原以及新疆地区,并发展了与之对应的传统即“中原系统”以及“西北系统”。新疆地区的冶铁术大致发生于公元前10世纪甚至更早,是在西亚冶铁术的直接影响下发生的,属于块炼铁技术;中原地区的冶铁术尽管不排除在其发生之初与新疆地区有着某种信息的交流和传播,但它是独立起源的,基于对陨铁的长期加工与利用,并且是在青铜冶炼、铸造业极其发达的形势下诞生的,其时间大约在公元年前后的西周末年,其技术道路是先有块炼铁技术后出现液态生铁冶炼技术,其中心起源地可能在今豫西、晋南和关中一带。

我们知道,炼铜工艺是从烧陶技术发展起来的,这一观点已经逐渐为大家所接受。因为炼铜需要具备两个基本条件,一个是温度,而是还原气氛。在古代只有从事烧陶的人,才会在这两方面具有丰富的经验,为了使陶器烧得更加坚硬,就得想办法提高窑的温度,为了烧出漂亮的灰陶和黑陶,就得设法控制窑内气氛。我国烧制陶器有着非常悠久的历史,早在新石器时代早期,即公元前五、六千年,陶器的烧制温度,便已达到℃,甚至高于℃。及至仰韶文化时期,便已制成极其精美的陶器,对其烧制温度进行测定,结果表明,该时期的陶器已达到~℃。

这一时期的陶窑已进行了科学设计,窑体被分成窑室以及火膛两部分,能够较为便捷地控制温度与气氛。炼铜也许带有一定的偶然性,因为孔雀石和蓝铜矿在自然界中分布很广,随着人们的熟悉,这些矿物进入窑内,最终形成铜。在窑内温度处于其熔点及以下时,所得的铜为海绵状,与自然铜的形态存在一定差异,经多次实践之后,人们对铜的性能渐渐熟悉起来,经受热锻造之后,便能烧制成小件工具,即为红铜器。但陶窑终究不是一种理想的炼铜设备,它的效率非常的低。为了适合炼铜,必须从根本上加以改进。

当然,这种改进不是一蹴而就的,通过缓慢的发展,到了商代,在铸造遗址中发现已经较普遍地采用一种叫“大口尊”的熔铜炉,这是圆筒形的粗陶器,直径在三十厘米以上,底部较小,内外均涂有草拌泥,能从上面鼓风。这种炉子用来炼铜也是完全可以的,将孔雀石和木炭放入炉内,加以鼓风即可。估计,早期的炼铜炉大概也是这种形式,容积可能要比熔铜炉大一些。

“大口尊”炼铜当然比陶窑已经进了一大步,但毕竟还是相当原始的,不能连续操作,往往需要毁炉取铜,生产效率比较低。又经过了数百年的生产实践,逐渐改进炉型,改进操作方法,而后创造了竖炉冶炼法,进入到了炼铜的成熟阶段。竖炉炼铜要比“大口尊”炼铜难度大得多,因为除了必须获得高温以及保持还原性气氛外,还需要解决三个重大的技术问题:第一,能够根据矿石性质,造出合适的渣型;第二,有防止炉缸冻结的措施;第三,有较强大的鼓风设备和通风能力。这种竖炉发展到相当完整和趋于定型的程度,绝不是在短时间内形成的,必然是在长期生产实践中,汲取炉缸多次的教训,加以改进的结果。成熟的竖炉炼铜经验,为我国发展生铁冶炼创造了良好的条件。

除了冶炼技术外,铁器的造型也不是启蒙式的盲目生产,它的造型的铸造工艺也是由铜发展而来。而铜器的造型脱胎于陶器,从已经发掘的商代前期的青铜器来看,无论从形体、工艺、造型、装饰上都已经达到了相当高的水平。陶器盆形鼎,它出土于河北藁城台西村,经考古学家们证实,该陶器属于商朝前期。河北藁城出土的商前期陶器尖足鬲,北京市平谷县出土的弦纹鼎,属于商代中期,北京出土的商代中期铜盉。假如我们把这些器物进行横向的对比,便不难发现它们的相似性,由此可见,当时陶器的造型对铜器产生了极大影响。

历史数年千的发展,陶器的造型技术日渐成熟,并给金属制造带来了极大影响。铸铜工艺的陶范(泥型)便是沿用该技术。因此,在商朝时期,便已发展为含有如雕刻、浇注、修整等系统化工艺流程的铸铜技术。在此历史阶段,既能铸造精巧铸件,亦能铸造大型铸件。龙与羊分铸的“四羊尊”以及重达公斤的“司母戊”,即为二者的典范。此类铸件表明,在商朝时期,便已采用了一些复杂的先进工艺。如果那时没有如此规模的冶金工厂与较为完善的铸造设备,是不可能有铁器铸造的发明。

就当前的考古材料看来,相较于其他国家的一些地区,国内掌握冶铁技术的时间落后了将近年,但先祖们一经掌握该技术,便快速出现了生铁,而国外冶炼生铁要比我国晚两千年之久。



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