第三十四章 钢铁生产（2 / 2）

1961年，在广东新会发掘大约1270年前后的南宋末年炼铁遗址时，除了找到炉渣、石灰石、铁矿石外，还找到了焦炭。这是世界上冶铁用焦炭的最早实例。

其中的石灰石，早在西汉时，我国人民就有意识地在冶炼生铁时添加它，因为这有助于降低炉渣熔点，也有一定的脱硫作用。据孙承泽的《春明梦余录》等书记载，“妙在石子产于水门口，色间红白，略似桃花，大者如斛，小者如拳，捣而碎之，以投于炎，则化而为水。石心若燥，沙不能下，以此投之，则其沙始销成铁。”这里所说的色如桃花的石子应该就是莹石，用作熔剂可以降低熔点，是炼铁技术的一项重要进展，这是最早的文献记录。

黄启臣的《明代钢铁生产的发展》提到，明代的铁产量，是世界第一。直至17世纪晚期，年产铁量最多的俄罗斯也只有2400吨。而15世纪的明朝永乐初年，我国的铁产量已经是9700吨了。1534年，仅广东的铁产量就达到了3000多吨。

炼钢技术和钢产量也是首屈一指。正德四年，1509年，光全国官营的作坊就产生铁48.6万斤，熟铁28.8万斤，钢铁6.2万斤。

出土文物表明，中国在战国晚期就已掌握“块炼渗碳钢”炼钢技术。人们在锻打块炼铁和熟铁的过程中，反复不断地加热，让铁吸收木炭中的碳份，减少夹杂物后成为钢，适用于制作兵器和刀具。后来，人们用这种组织紧密、碳分均匀的“块炼渗碳钢”打造器物的时候，有意识地增加折叠、锻打次数，一块钢烧烧打打、打打烧烧，重复很多次，甚至上百次，所以称之为“百炼钢”。

在西汉中晚期，中国出现新的炼钢技术——“炒钢”。其方法是：将生铁加热成半液体和液体状，然后加入铁矿粉，同时不断搅拌，利用铁矿粉和空气中的氧去掉生铁中的一部分碳，使生铁中的碳含量降低，去渣，直接获得钢。

大约在东汉末年，又出现炼钢新工艺“灌钢”法的初始形式。南北朝时，綦毋怀文对这一炼钢工艺进行了重大改进和完善。宋代的盘钢法，明清的苏钢法都是在灌钢法这个基础上的发展创新。灌钢法，是我国炼钢技术的一项最突出成就，约翰?德在《史前钢铁使用》一书中就称赞灌钢法为“后世平炉方法的先声”。

綦毋怀文的炼钢方法是：“烧生铁精，以重柔铤，数宿则成钢”，就是说，选用品位较高的铁矿石，冶炼出优质的生铁，然后，把液态生铁浇注在熟铁上，经过几度熔炼，使铁渗碳成为钢。

而发展完善后的苏钢法，其工艺过程是：先把熟铁料放到炉里鼓风加热，然后把生铁的一端斜放到炉口里加热。当炉温达到一千三百摄氏度左右时，炉里生铁不断熔化滴落，熟铁料也已经软化，就用钳子夹住生铁块，努力使铁水均匀地浇淋到熟铁上。浇淋完毕后，停止鼓风，夹出钢团，上砧锤锻，去除杂质，一般要重复这一过程两次。

灌钢法的主要目的并不是利用生铁向熟铁渗碳的工艺，而是利用生铁含碳量较高、“熟铁”含氧化夹杂较多的特点，用“熟铁”中的氧来氧化生铁中的硅、锰、碳，造成激烈的“沸腾”，从而达到去除夹杂的目的，与现代白林炼钢法的原理相近。

除了以上的诸多成就，我中华民族在钢铁热处理方面也有独到之处。

完善灌钢法的綦毋怀文，造出的刀被称为“宿铁刀”，极其锋利，能够一下子斩断30札铁甲，其方法是：先把生铁和熟铁用灌钢法炼成钢，做成刃口，然后“以柔铁为刀脊，浴以5牲之溺，淬以5牲之脂”。这样。对于含碳量比较高的钢，理想的淬火介质应该是：工件在比较高的温度650～400℃，具有较大的冷却速度；在低温300～200℃，具有较小的冷却速度。这就需要采用双液淬火法。綦毋怀文先用动物尿、后用动物油，正是一种双液淬火。

另外，诸葛亮在定军山屯军之时，打造兵器，必须从成都运水，说明对水质有了一定的要求，可以理解为大致相当于现代的盐水淬火。

原始的退火工艺也有，是把燃料、工件堆成一堆，点燃任其燃烧，缓慢冷却。具有正火组织的古代钢铁制品也有一处出土。

黄复华需要做的就是把这诸多经验加以总结推广，把中国的钢铁业往合适的发展方向上加以引导。另外，2000年铁器的广泛生产应用，使得中国的铁矿资源也是越用越少，高品位矿藏更是稀少。向外为中华民族获得丰富的优质铁矿资源，将是黄复华的远期目标。