铸铁技术与球墨铸铁技术在冶炼中的重要作用

1.青铜冶铸技术

青铜是红铜与锡的合金，其色青灰。它的熔点低于红铜，而硬度却高于红铜。中国古代青铜器的形成和发展经历了一个漫长的时期。现代已知中国最早的青铜器，是甘肃东乡马家窑文化遗址出土的铜刀，距今约4800 年，经检验，铜刀是用锡青铜铸成的。青铜的发明是人类文明史上的重大事件，由于其克服了纯铜的柔软弱点，且具有熔点低、铸造性能好等优点，逐渐成为古代铜器中的主要品种，并促进了车、船、雕刻、金属加工等制造技术和农业、军事及经济社会的发展。青铜器的应用，代表了当时的科技水平和文化艺术水平，成为这一时代的鲜明标志。根据考古发现与文献记载，中国古代制造青铜器主要分为采冶与铸造两个大的工艺过程，而铸造有块范法和失蜡法两种基本方法，此外还有分铸法、焊接法等工艺。最初出现的青铜器是小型工具或饰物。夏代始有青铜容器和兵器。商朝的建立，使得青铜工业得到迅速发展。商中期，青铜器品种已很丰富，并出现了铭文和精细的花纹。发展到商晚期，青铜器纹饰更为精致和繁复，一些超大型的铜器问世。代表作是1939 年在河南安阳出土的商代晚期最大的青铜器后母戊鼎，通高133 厘米，长166 厘米，重875 千克。器形凝重，饰华精美，集中表现了殷商青铜铸业的生产能力和技术水平，具有重要的历史价值。商晚期至西周早期，是青铜器发展的鼎盛时期，器形多种多样，浑厚凝重，铭文逐渐加长，花纹繁褥富丽。随后，青铜器胎体开始变薄，纹饰逐渐简化。春秋晚期至战国，由于铁器的推广使用，铜制工具越来越少。秦汉时期随着铸铁技术的发明和铁器的推广使用，在兵器、工具等方面，铁器已占据主导地位，而陶瓷器皿在生活用品中占据主要地位，青铜器开始淡出历史舞台。

2.古代铸铁技术

中国早在春秋时期就发明了铸铁技术。战国中期以后，铸铁器逐步取代铜、木、石、蚌器，成为主要的生产工具。对铁器的大量需求，促成了铁范（铸铁金属型）的发明。1953 年河北兴隆燕国冶铸遗址出土的铁范，曾用来铸造铁斧、锄、镰和车具，表明铸铁技术在这个时期已达到较高水平。秦汉时期，冶铁业有一个很大的发展。汉武帝实行盐铁官营，在全国设立49 处铁官，促进了铸铁技术的推广和进步。汉代已有炉膛容积达40～50 立方米的炼铁炉，使用人力、畜力和水力鼓风。铸铁热处理技术在此期间有明显的进步，对封建社会前期生产力的发展起了重要作用。铸铁在封建社会后期仍广泛用作农具（如犁和犁镜）、煮盐用的牢盆、铁炮和艺术铸件等。10 世纪已能铸造重达50 吨的特大型铁铸件（如河北沧州铁狮子）。五代以后，铁建筑物增加，如湖北当阳的北宋铁塔。唐宋时期南方冶铁生产发展迅速，湖北、湖南、广东、福建等地的铁都以质地良好著称。广东佛山成为著名的冶铸中心，所产铁锅远销东南亚。铸铁技术中的球墨铸铁技术不仅在铁的冶炼技术方面有重大意义，而且对机械制造业也有重大的推进作用。球墨铸铁技术就是将存在于铁内的片状石墨变成球状，以提高铸铁的机械性能。从出土文物分析，最迟在汉魏时期，中国铁匠已初步掌握了球墨铸铁技术，而西方直到20 世纪中前期才发明了该项技术。

3.古代铸钢技术(www.xing528.com)

灌钢法是古代中国劳动人民发明的一种先进炼钢工艺，也是中国早期炼钢技术一项最突出的成就。在1740 年坩埚制钢法发明之前，世界上最先进的制钢技术，是中国古代创造的灌钢冶炼法。灌钢，又称团钢，由北齐著名冶金家綦母怀文发明，是将生铁和熟铁一起加热，让先熔化的生铁液灌入疏松的熟铁空隙中，使熟铁增加碳分变成钢材。灌钢法的发明和推广，对于增加钢的产量，改善兵器、农具和手工工具的质量，都有重大的意义。隋唐时期，这种方法受到了冶炼家的垂青；而到了宋代，灌钢法流行于全国，并有所创新和完善，成为当时的主要炼钢方法。在沈括的《梦溪笔谈》中，除了记有当时的冶炼方法外，还首次提到灌钢一词。到了明代，这种灌钢的冶炼技术又有了很大程度的发展。著名科学家宋应星在他所著的《天工开物》一书中，详细记述了当时的灌钢工艺。明中期以后，灌钢法更进一步发展为苏钢法。这些先进的科学技术成果，都是我国古代劳动人民的智慧结晶，使我国古代的炼钢技术长期居于世界领先地位。

《梦溪笔谈》和《天工开物》

《天工开物》中关于灌钢工艺的记载