伯牛在期盼中回來(lái),還帶回來(lái)鐵礦。對(duì)于鐵礦石的好壞,周書(shū)燦不懂,但是看到制衡的激動(dòng)程度,也明白了七八分。
制衡激動(dòng)的說(shuō):“子騫,要趕緊煉鐵,這深山太危險(xiǎn)了。今天如果不是伯牛的斧頭,我們恐怕要有傷亡了?!?p> 周書(shū)燦看向伯牛,詢(xún)問(wèn):“怎么回事?”
伯牛大手一揮,“沒(méi)事,我們回來(lái)遇到狼了,還好是落單的狼,我扔了斧頭,那狼竟然帶著斧頭跑了。哎,就是一把斧頭,這不是帶回來(lái)鐵礦了,明天我就會(huì)有新的斧頭?!?p> 伯牛說(shuō)的輕松,周書(shū)燦想想未必如他說(shuō)的那樣輕松,果真是簡(jiǎn)單的一頭狼的話(huà),他們一隊(duì)這么多人呢,何至于伯牛丟了斧頭逃命?每個(gè)人都拿著木棍呢,正常情況下肯定能把狼打跑的。
周書(shū)燦用手掂掂伯牛拿回來(lái)的鐵塊,思索怎么煉鐵?煉鐵必須是高爐煉鐵才行,古代受自然條件限制只能低溫?zé)掕F,所以,春秋之前的鐵器很多來(lái)源于隕鐵。
在歷代文獻(xiàn)中,有關(guān)隕鐵的記載也可謂不絕如縷。最早記錄隕鐵墮落現(xiàn)象的是《史記》:“秦獻(xiàn)公十七年(公元前368 年),櫟陽(yáng)雨金四月至八月?!彼^“雨金”是指許多鐵隕石同時(shí)墮落,也即現(xiàn)代人所謂的“隕石雨”。
鐵隕石主要由鐵鎳合金組成,一般含鎳4~10%,極少數(shù)隕鐵中的鎳含量可以高達(dá)60%。隕鐵的絕大部分都是可鍛的。
鐵很易被氧化,除隕鐵外,自然界中的鐵都呈氧化物或其它化合物的形態(tài)存在。純鐵的熔點(diǎn)為1537℃,直接熔鐵在新石器時(shí)代根本就不可能。鐵礦石的還原溫度雖然并不需要這么高,但溫度低時(shí)還原速度很慢,對(duì)實(shí)際生產(chǎn)沒(méi)有意義。同時(shí),低溫還原出來(lái)的鐵在冷卻時(shí)很容易被重新氧化,又變成了鐵銹。
塊煉鐵也稱(chēng)為鍛鐵,是在較低的冶煉溫度下由鐵礦石固態(tài)還原得到的鐵塊。冶煉塊煉鐵,一般是挖穴為爐,裝入高品位的鐵礦石和木炭,點(diǎn)燃后,鼓風(fēng)加熱。當(dāng)溫度達(dá)到1000℃左右時(shí),礦石中的氧化鐵就會(huì)還原成金屬鐵,而脈石成為渣子。
由于礦石中其它未還原的氧化物和雜質(zhì)不能除去,只能趁熱鍛打擠出一部或大部,仍然會(huì)有較多的大塊夾雜物留在鐵里。由于冶煉溫度不高,化學(xué)反應(yīng)較慢,加之取出固體產(chǎn)品需要扒爐,所以產(chǎn)量低,費(fèi)工多,勞動(dòng)強(qiáng)度也大。
與生鐵不同,塊煉鐵含碳極低,質(zhì)地柔軟,適于鍛造成形。由于塊煉鐵在鍛打前疏松多孔,故也被稱(chēng)為海綿鐵。
周書(shū)燦思索片刻,依稀記得書(shū)上說(shuō)古代的內(nèi)熱式陶尊煉銅爐很適于冶煉塊煉鐵,中國(guó)歷史上最早的人工冶鐵產(chǎn)品,當(dāng)然也非塊煉鐵莫屬。
中國(guó)早期煉銅使用陶尊,外部涂有草拌泥,起絕熱保溫作用,內(nèi)面涂有耐火泥層,銅礦和木炭直接放入爐內(nèi)。這一裝置不同于從外部加熱的“坩堝”式熔爐,可以使?fàn)t內(nèi)溫度提得更高。
為了提高產(chǎn)量,就要強(qiáng)化鼓風(fēng)和加高爐身,爐子必將逐漸從地坑式向豎爐發(fā)展。爐身加高以后,爐內(nèi)上升的煤氣流與礦石接觸的時(shí)間延長(zhǎng),能量利用率有了提高。
鼓風(fēng)強(qiáng)化則有兩方面的效果:一方面使氣體壓力加大,穿透爐內(nèi)料層的能力增強(qiáng),因而允許增加爐身高度;另一方面是燃燒強(qiáng)度提高,直接提高了爐內(nèi)溫度。這些都促使產(chǎn)量提高。
可是,事物總是一分為二的,溫度高了雖然鐵產(chǎn)量有所提高,往鐵里滲碳的速度也加快了,當(dāng)滲碳超過(guò)2%以后,就引起了質(zhì)變,得到的是另外一種產(chǎn)品――生鐵。
生鐵的熔點(diǎn)最低可達(dá)1147℃,而溫度升高后還促使原料中的其它元素被還原進(jìn)入鐵中,這就使得生鐵的熔點(diǎn)更為降低。于是,得到液體產(chǎn)品的可能出現(xiàn)了。而生鐵不耐鍛打,這種液態(tài)生鐵多被視作冶煉不正常的產(chǎn)物,一般是拋棄的。
生鐵在中國(guó)歷史上一開(kāi)始就有用武之地。這一點(diǎn)在《禹貢》篇中同樣透露了玄機(jī)。春秋戰(zhàn)國(guó)之際的鑄鐵大興,實(shí)肇始于此,“剛鐵”的出現(xiàn),恰逢其時(shí)。
這種白口鑄鐵中,幾乎全部的碳都與鐵化合形成了碳化三鐵,其斷口呈暗白色,晶粒粗大,具有很大的硬度和脆性,因此被稱(chēng)為“剛鐵”。
考古發(fā)現(xiàn)已經(jīng)證實(shí),中國(guó)最早的文字或畫(huà)于陶器,或刻于竹木,或鑄于銅鐵,或鏤于甲骨,而竹木和甲骨是最常用的材料。不管是刻還是鏤,“筆”的硬度至關(guān)重要。當(dāng)“剛鐵”初現(xiàn)時(shí),雖然不耐鍛打,其硬度卻是當(dāng)世之最。
塊煉鐵(柔鐵)首先出現(xiàn),白口生鐵(剛鐵)緊隨其后。由于白口生鐵一出現(xiàn)就派上了用場(chǎng)(刻鏤),使得生鐵冶煉技術(shù)得以生存并有所發(fā)展,并最終由于青銅冶鑄技術(shù)的影響,在春秋戰(zhàn)國(guó)之際奠定了中國(guó)冶鐵術(shù)的基本走向――以生鐵冶鑄為主。
春秋五霸齊桓公任用管仲,《國(guó)語(yǔ)·齊語(yǔ)》里面,管仲所說(shuō)的“美金以鑄劍戟,試諸狗馬;惡金以鑄鋤夷斤,試諸壤土”,美金是指青銅,惡金是指鐵,也是毫無(wú)疑問(wèn)的。
齊桓公之所以能夠劃時(shí)代地成為五霸之首,在諸侯中特出一頭地,在這兒可以找得出他的物質(zhì)根據(jù)。煮海為鹽積累了資金,鑄鐵為耕具提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。所以桓公稱(chēng)霸并不僅僅由于產(chǎn)生了一位特出的政治家管仲,而是由于這位特出的政治家找到了使國(guó)富強(qiáng)的基本要素。
鑄鐵技術(shù)在齊桓公時(shí)已接近成熟,因此才引起了當(dāng)權(quán)者(管仲)的注意。反過(guò)來(lái),由于當(dāng)權(quán)者的大力提倡,鑄鐵技術(shù)的發(fā)展也就大大加快了速度。試想,鑄鐵農(nóng)具的使用既然能使齊國(guó)“足食”,相鄰各國(guó)必將仿而效之。稍后的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代鑄鐵技術(shù)被七國(guó)普遍采用,其最初的契機(jī)應(yīng)該是在這里。而中國(guó)冶鐵術(shù)以生鐵冶鑄為主的基本走向由此而奠定就毫不奇怪了。
附:齊桓公(?~前643年9月12日),姜姓,呂氏,名小白,春秋五霸之首,上古五霸之一,與晉文公并稱(chēng)“齊桓晉文”,公元前685~前643年在位,春秋時(shí)齊國(guó)第十五位國(guó)君。
成就:重用管鮑,強(qiáng)軍富民。九盟諸侯,三平晉亂,平復(fù)衛(wèi)國(guó),驅(qū)逐戎狄。