汉代,三国冶铁发展史料


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    一、南阳冶铁业的起源及发展

    南阳(古称宛),位于河南省西南部,属南襄盆地北区。南阳盆地在漫长的地质演化过程中,经过多次褶皱、挤压、碰撞、断裂、升降、岩将浸入,风化变质,沉积等构造活动,形成了丰富的矿产资源,如铁、锌、铜、铅等,其中尤以铁矿资源较为丰富,这为南阳冶铁业的发展提供了充足的原料。根据目前掌握的资料,已有铁矿点45处,我们的祖先早就在此进行铁矿的开采、冶炼及铁器的铸造。

    南阳的冶铁历史可追溯到战国时期。《苟子.议兵》载:“......宛钜铁也、惨如蜂虿......”谓南阳铸造的兵器,像毒蝎一样历害,秦汉时,南阳凭借优越的地理环境,丰富的铁矿资源,加上冶铁能工巧匠的努力,使得冶铁业得到迅速发展。这期间,出现了孔仅这样的冶铁家。《史记.货殖列传》载:“宛孔氏之先,梁人也。用铁冶为业,秦伐魏,迁孔氏南阳,大鼓铸,规陂池......家致富数千金,故南阳行贾尽法孔氏之雍容。”汉武帝时,又任用孔仅为大农丞,《汉书,食货志》:“武帝元狩年间,以孔仅为大农丞,领盐铁事。......孔仅,南阳大冶,皆致产累千金。”东汉南阳太守杜诗,在总结前人经验的基础上又发明了水排,利用水力鼓风,大大提高了冶铁效率,推动了冶铁技术的改进。《後汉书.杜诗传》:“杜诗......迁南阳太守,造作水排,铸为农器的铸造用力少,见功多,百姓便之......。”两汉时期南阳冶铁业进入大发展时期,铁器已基本取代青铜在社会各个方面占据主导地位,《盐铁论》曰铁制农具是“器用便利,则用力少得功多......其功相什而倍”。根据文献记载和考古发掘资料,当时南阳冶铁业规模宏大,有多处较大的冶铁作坊。南阳市北关瓦房庄冶铁遗址就是一个大规模的冶铁作坊。在已发掘的3000平方米的范围内,发现了十七座半地穴式炼炉,出土遗物有陶范、坩锅、热风管以及铸造的锛、?、铧、锤、砧、齿轮和锻制的刀、镰、矛、马衔、钩形器等,通过对出土的12件铁器化验分析,其中9件农具是韧性铸铁,2件是铸铁脱碳钢,1件是球墨铸铁,可见,当时南阳的冶铁技术已达到相当高的水平。所有这些,一方面把我国的冶铁技术水平推向崭新的阶段,另一方面又为以後,特别是宋代南阳冶铁业的进一步发展奠定了坚实的基础。

    二、铁官机构及铁器的供输

    汉代,铁金属在工业、农业和军事中的作用愈显重要,官府对冶铁业的管理越加严格,汉武帝时任用孔仅为大农丞,将盐铁税利的巨业,收归官府经营管理,实行一系列严格措施,使冶铁业得到空前的发展。孔氏家族原本是梁国的冶铁商贾,素有经营冶铁的管理才能,所以他能在汉武帝时一跃而成为大司农丞要职,在任职的短短十余年间,从组织管理到冶铁技术和农具的推广,做出了巨大的努力,为汉武帝的雄才大略的扩展提供了雄厚的经济基础。

    汉代,南阳郡是辖县和产铁最多的大郡之一,调查发现冶铁作坊遗址为数达`11处之多,这在其它郡中是绝无仅有的,在这11处遗址中,从事冶铁兼铸造或单独铸造(含锻制生产)者,有宛城、鲁山和泌阳,其它八处为主冶炼生产。从已发现的铁器铭文看,南阳郡铸造作坊编号只有二个,一是“阳一”,位于宛城内,二是“阳二”,产品已发现但作坊遗址未找到。表面上看南阳郡铁官掌握的作坊仅只两个,但结合11个遗址看,作坊数远远超过此数,可以看出南阳郡铁官作坊是明少暗多。但铁器的实际产量却要多得多,不然南阳郡铁官不可能支持中国南方广大地区发展经济所需要。南阳郡如此多的作坊,分散在宛城、鲁山、方城、泌阳和南召、桐柏各地,每个作坊都有厂级职官,管理作坊之事,作坊之中又分设小官吏,并分工负责铁矿开采和运输,伐木烧炭与运输,铁的冶炼和运输,铁器铸造生产等。

    南阳郡是向外郡供输和销售铁器最繁盛的大郡之一,该郡铁器销售范围之广和销量之大,可以称全国之最,据《汉书》记载,汉武帝在西部、西南部和南部的湖南省南部及两广直到越南的中部,四川省的南部和贵州、云南直到缅甸北边部,四川省西部和陕西西部及西北以远新设十七个郡,这些新郡所需财资,铁器等物品,均由南阳郡和汉中郡铁官调运。

    三、汉代南阳冶铁业的成就

    南阳汉代的冶铁工业,经孔氏家族孔仅及其杜诗等人卓有成效的经营,在冶铸技术上具有多项创造发明,技术的革新和提高,使铁制品的产量和质量有显著的提高,促进了汉代南阳经济、科技的新发展,这些重要新技术和特点是:

    1、热鼓风熔炉:利用炉内的余热,加热风管,使鼓入的冷风变成热风,提高炉内温度,缩短熔炼时间,提高铁水质量。是中国最早的热鼓风熔炉装置。

    2、空心熔炉座:炉座建在地面之上,用砂质耐火材料建成空心熔炉基座,避免地下湿气浸入炉腔而出现事故,空心炉座出现较早,但它的结构最为科学。

    3、水力传动鼓风机械:以水为动力激发水轮而产生,推动鼓风机构,变间歇鼓风为连续鼓风,水的力量远超过人力和兽力,加速铁的冶炼和熔化,提高冶炼质量。

    4、人力传动鼓风机构:把水力传动机械改造为以人为动力的传动机械,扩大了传动机械的使用范围,减轻劳动强度和提高功效。

    5、铁范造型的先进技术:铁范铸造与使用虽然最早发生在燕国和赵国,然而真正探索清楚铸造工艺技术者是在南阳宛城。它创造一套翻砂工艺的模具,批量翻制并能够多次烧注的泥模(铸模),批量铸造并能长期使用的铁范。除了本作坊应用之外,还向鲁山等作坊提供模具,扩大了铁范应用的地区范围,常用而用量大的农具、工具和部分兵器都用此技术生产。所以南阳郡有能力支援众多新郡发展经济。

    6、宛城锤范和镇平锤范:宛城是用翻砂工艺批量制造生产锤的,镇平是制造互换性能良好的铁范,连续而批量生产锤的,南阳郡应用两种先进铸造技术,大批量生产铁锤为南阳郡的画像石工程的开拓,提供了足够的重力工具。

    7、双堆叠铸技术:叠铸技术已经是很先进的了,南阳独自制造双堆叠铸加倍制造车,就具有特殊意义。南阳铁器外销地域之广,外销量之大,必然要有一支庞大的车运队伍。汉代常以车辆数目之多形容城市的繁荣,南阳是官吏、商贾云集地区之一,宛城是当时最繁华都市之一,创造最先进技术制造众多的车辆,这是必然之事。

    8、较大型退火脱碳炉:宛城退火脱碳炉的容积,以现有残存的部分计算近3立方米,较巩县铁生沟炉的容积大2立方米,以铁铲为例,每炉脱碳数量较巩县多一倍以上,约3000余件。

    9、南阳郡是外销铁器最多的郡:南阳郡铁官的铁器向西南、东南、南部和西部输出地区,约占103个郡国的十分之一地区,贡献之大不言而喻。

    四、南阳汉代冶铁遗址

    1、南阳市瓦房庄冶铁遗址

    位于南阳市北关瓦房庄西北,东南与冶铜遗址为邻,东北是较大的制陶作坊,遗址面积28000平方米,已发掘3000平方米,1954年调查,1959--1960年进行发掘,遗址共分四层,耕土层、扰土层、第一层(汉代层)、第二层(西周层)、汉代又分西汉层和东汉层。

    西汉时期的遗址和遗物

    遗迹有:熔炉基4座,勺形鼓风机械基址1个,水井9眼,水池3个。遗物有:从炉口到炉腹炉基座各部位熔炉残块,鼓风管残块,模范有地面范9个,镂铧带钩等残范块,铁器有铧、锸、铲、锛、斧、凿、钩、权、锥、刀、锤、鼎、熨斗、剑、铁条等、铜器有五铢、大泉五十、镞等,陶器中有陶罐、筒瓦、板瓦、瓦当、瓦钉、陶钱等。东汉时期遗迹和遗物,遗迹有熔炉基5座,烘范窖3个,退火脱碳窑1个,锻炉9座,烧土槽4个,水井2眼,瓦洞3个,砖镶边路一条、范坑3个,遗物较西汉多,有各种耐火砖构件、鼓风管、各种模和范602中,其中犁铧、锸、镂铧、锤、六角等铸造工艺都可复原,各种形状的浇口范、楔形、裤形、多节叠铸等浇口铁、铁器数量比西汉明显增多,另有各种板材、各种条材等。另外还有磨石、陶纺轮、陶具、陶坠、石杵、五铢钱、陶釜、盆、甑、罐、瓮、板瓦、筒瓦、瓦当等。

    瓦房庄冶铁遗址是以铸造为主,兼营炒钢、锻造的一处大型铁制品工厂,通过对其中12件铁器化验分析,其中9件农具是韧性铸铁、2件是铸铁脱碳钢、1件是球墨铸铁,这说明当时南阳的冶铁技术已达到相当高的水平。南阳瓦房庄汉代冶铁遗址对研究当时的社会状况,生产力水平特别是冶铁技术水平具有相当重要的价值。1963年6月被河南省人民政府公布为省级重点文物保护单位。

    2、桐柏张畈冶铁遗址

    位于桐柏固县乡东7公里的张畈村东南两河交汇处,面积9千多平方米,遗址东部残存窑一座,南部靠近小河有炼炉址、北部为矿石堆积区,因为这里矿粉堆积最多,文化层厚达3米左右,地面散布大量炉壁块,黑色耐火炉壁残块,长方形砖、炼渣、陶铸风管残块和瓦片、农民在耕地时曾挖出铁锄、铁锤、铁砧、铁斧、铁刀、铁板等,从遗物看始于西汉延续至元朝,是一处冶炼作坊,它的发现为研究我国古代冶金史提供了重要的实物材料,1963年6月被河南省人民政府公布为重点文物保护单位。

    3、镇平安国城遗址窑藏铁器

    安国古城是一处从新石器时代到汉代的遗址汉代故城的东南边,挖出瓮窖藏汉代的铁范和铁器,瓮口用铁鏊封盖,其中铁范61件、锤6件、六角9件、圆形3件、齿轮3件,权1件,锤范的造型工艺非常科学,互换性能非常好,合范和开范都很方便,根据尺寸统计,知道锤有多种规格,它的误差仅是毫米级,研究铁器铭文知道,是王姓私营作坊的产品。“吕”字锤范来自江苏西北部铜山县,汉代的吕县地知道对“工”的命名,既有私营铁器,也有官营铁器,镇平安国城铁范,铁器的发现,有重要意义,铁质铁范的大量出土,表明铁制品是作坊大量生产的产品之一,反映了南阳冶铁业的高度发展水平。

    其它较大的遗址有:桐柏毛集铁山庙汉代铁矿遗址、毛集铁山庙冶铁遗址、毛集後铁炉村冶铁遗址等,另外,在南阳市新野县、唐河县、社旗县、淅川县、铜柏县、邓州市、方城县、南召县、镇平县等均发现有汉代铁制品出土。

    三国时期连年的军阀混战,使冶铁事业也遭到严重破坏。铁非常缺乏,以致出现了砍棺取钉,用木制刑具代替铁制刑具[脚钳]的情况。曹操占据河北地区后,开始恢复冶铁事业,设置官营冶铸机构,任王修为司金中郎将,韩暨为监冶谒者,主管冶炼事宜。在河南渑池曾发视大批窖藏铁器,有些就是曹魏时期的。韩暨注意采用新技术,用「水排」[水力鼓风炉]冶铁,比用「马排」可多得三倍利益。鼓风器是冶铸的重要工具。在我国冶铸工业史上,最初用的鼓风器,是一种皮囊,后来改用木扇,最后改为近代所用的风箱。它所用的原动力,最初是人力,后来采用畜力,东汉初年开始用水力,称为「水排」。水排是用卧式[或立式]水轮带动皮囊或木扇鼓风的机械装置。韩暨将这种水排加以改进,推广使用,对我国古代冶铁业的发展,起了重要作用。三国时期的冶铸业中之还大量使用了煤。在西晋人的通信中,曾提到曹操在邺城修筑了规模巨大的铜雀台、金虎台和冰井台三处别墅。其中冰井台有房屋一百四十间,台下有冰室,冰室内有井,井深十五丈,井里储藏着数十万斤煤,可知当时煤的产量已经相当可观了。煤和「水排」的使用,提高了铁的产量和质量,铁制工具的数量大大增加,质量也提高了,更有利于农业和手工业生产的恢复和发展。由于农业手工业的恢复和发展,商品交换也有了起色。魏文帝时曾罢行五铢钱[当时通用的一种货币],魏明帝时正式恢复使用,改变了过去基本上以物易物的局面。一些城市也逐渐繁荣起来。曹魏京城洛阳已成为北方的商业中心,商人把货物从四面八方运来。西域商人也远道来这里贸易。除洛阳外,邺城也是一个比较繁荣的城市。中原地区经侪的恢复,有利于维护北方的统一,支持了魏、晋对蜀、吴的战争,奠定了覆蜀灭吴,统一中国的物质基础。鼓风器是冶铸的重要工具。在我国冶铸工业史上,最初用的鼓风器,是一种皮囊,后来改用木扇,最后改为近代所用的风箱。它所用的原动力,最初是人力,后来采用畜力,东汉初年开始用水力,称为「水排」。水排是用卧式[或立式]水轮带动皮囊或木扇鼓风的机械装置。韩暨将这种水排加以改进,推广使用,对我国古代冶铁业的发展,起了重要作用。

    三国时期的冶铸业中之还大量使用了煤。在西晋人的通信中,曾提到曹操在邺城修筑了规模巨大的铜雀台、金虎台和冰井台三处别墅。其中冰井台有房屋一百四十间,台下有冰室,冰室内有井,井深十五丈,井里储藏着数十万斤煤,可知当时煤的产量已经相当可观了。煤和「水排」的使用,提高了铁的产量和质量,铁制工具的数量大大增加,质量也提高了,更有利于农业和手工业生产的恢复和发展。由于农业手工业的恢复和发展,商品交换也有了起色。魏文帝时曾罢行五铢钱[当时通用的一种货币],魏明帝时正式恢复使用,改变了过去基本上以物易物的局面。一些城市也逐渐繁荣起来。曹魏京城洛阳已成为北方的商业中心,商人把货物从四面八方运来。西域商人也远道来这里贸易。除洛阳外,邺城也是一个比较繁荣的城市。中原地区经侪的恢复,有利于维护北方的统一,支持了魏、晋对蜀、吴的战争,奠定了覆蜀灭吴,统一中国的物质基础!58xs8.com