古代和近代中国钢铁工业的盛衰

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导读: 中国很早就掌握了冶铁制钢的技术,是首先使用铸铁和用生铁炼钢的文明古国,在钢铁冶炼技术上有着悠久而灿烂的历史。 早在距今二千五百年前的春秋战国之交,中国人就已能生产和使用铁器。人类早期从矿石中炼得的通常是“块炼铁”。这是在800—1000℃的高温条件下,由木炭还原直接得到的一种含有大量非金属夹杂的海绵状的固体铁块,需要经过锻造除渣成型。而生铁则是在1150—1300℃的更高温度条件下冶炼出来的,出炉的时候产品呈液态,非金属夹杂少,可连续生产,也可浇铸成型,生产效率和质量都大大优于块炼铁。国外很早就
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中国很早就掌握了冶铁制钢的技术,是首先使用铸铁和用生铁炼钢的文明古国,在钢铁冶炼技术上有着悠久而灿烂的历史。

早在距今二千五百年前的春秋战国之交,中国人就已能生产和使用铁器。人类早期从矿石中炼得的通常是“块炼铁”。这是在800—1000℃的高温条件下,由木炭还原直接得到的一种含有大量非金属夹杂的海绵状的固体铁块,需要经过锻造除渣成型。而生铁则是在1150—1300℃的更高温度条件下冶炼出来的,出炉的时候产品呈液态,非金属夹杂少,可连续生产,也可浇铸成型,生产效率和质量都大大优于块炼铁。国外很早就可以生产“块炼铁”,但一直到十四世纪末、十五世纪初才能生产液态的可铸成型的生铁。从文物中已证实,中国的近代炼铁时间虽比国外为晚,但已出土的春秋、战国之交的铁器,不少却是生铁铸成的。如江苏六合程桥出土的春秋晚期的一件铁块经分析是中国出土的最早的生铁实物,也可说是世界上出土最早的生铁实物。出土的战国早期铁器,也多是生铁的。出土的战国中晚期生产工具,如铁镢头、铁锄、铁镰、铁口犁等,也大多是铸铁经过热处理的,块炼铁较少。这说明中国在战国时期冶铸生铁的技术已在世界遥遥领先。究其原因,可能是继承了中国高超的青铜冶铸技术,有了较强力的鼓风系统(皮囊),对原料经过一定的选矿处理,并较早地发明了较高的竖炉。

中国早在春秋战国时就有冶炼、铸造并使用生铁的历史,这已被大量出土文物所证明。如河南辉县固围村的战国墓中,就出土过铁锄、铁斧等农具、工具90余件。而且从古籍中,也不断可找到当时已进入铁器时代的记载。一九五三年长沙出土的战国楚竹简,就有“铁箕一十二箕”的简文。《荀子·议兵篇》说:“宛巨铁,惨若蜂虿”。《孟子·滕文公》也记载过孟轲对许行的问话:“许子以釜甑,以铁耕乎?”中国大史学家、文学家司马迁在《太史公自序》中述说自己的身世时,也谈到过他祖父的祖父司马昌,在战国时“为秦主铁官”,说明那时秦国已任命专门的官职来掌管官营的炼铁生产。

司马迁还在《史记·货殖列传》中记述了战国晚期中国炼铁业的盛况和几个有名的炼铁巨子。他说:当时中国“铜铁则千里,往往山出棋置”,意思上铜铁之山在千里之内,如棋子一般分布着。他记载的炼铁巨商大贾有:邯郸的郭纵、蜀的卓氏、临邛的程郑、南阳的孔氏、鲁的曹邴氏等人。如说:“邯郸郭纵以铁冶成业,与王者埒富”;又说:“蜀卓氏之先,赵人也,用铁冶富”。秦破赵后,卓氏被迁徙到四川临邛(即邛崃)后,“即铁山鼓铸,运筹策,倾滇蜀之民,富至僮千人。田池射猎之乐,拟于人君”。可见卓氏当时已是一个善于筹划管理冶铁业的巨子,他就是西汉著名文学家司马相如的夫人卓文君的祖先。至于程郑,也是从山东迁居临邛冶铸的,富埒卓氏。而南阳的孔氏、山东的曹邴氏,都是因铁冶而富至巨万的。由这些人冶铁积累财富的规模,可见战国晚期中国冶铸业的盛况。

到了汉代,中国冶铁业实行官营,冶炼技术和炼铁点的分布,都有了很大的进展。据《汉书·地理志》记载:汉武帝时(公元一一九年)已在全国设立了48个铁官,下面设有炼铁场。这48个铁官分布的地点是:郑(陕西华县)、夏阳(陕西韩城县)、雍(陕西凤翔县)、漆(陕西彬县)、宜阳(河南宜阳县)、渑池(河南渑池县)、安邑(山西夏县)、皮氏(山西河津县)、平阳(山西临汾县)、绛(山西曲沃县)、大陵(山西文水县)、隆虑(河南林县)、雒阳(河南洛阳市)、阳城(河南登封县)、西平(河南西平县)、宛(河南南阳市)、皖(安徽潜山县)、昌邑(山东金乡县)、沛(江苏沛县)、武安(河北武安县)、都乡(可能是河北井陉县,待考)、涿(河北涿县)、千乘(山东高青县)、东平陵(山东章丘县)、历城(山东济南市)、嬴(山东莱芜县)、临淄(山东淄博市)、东牟(山东牟平县)、东武(山东诸城)、下邳(江苏睢宁县)、朐(江苏连云港市)、盐渎(江苏盐城)、堂邑(江苏六合县)、沔阳(陕西勉县)、临邛(四川邛崃县)、武阳(四川彭山县)、南安(四川乐山)、狄道(甘肃临洮县)、渔阳(北京市密云县)、夕阳(河北迁西县)、平郭(辽宁盖县)、北平(河北满城县)、郁秩(山东平度县)、莒(山东莒县)、无盐(山东东平县)、鲁(山东曲阜县)、彭城(江苏徐州)、广陵(江苏扬州市)。这48个铁官当时分布大河上下和长江南北的39个郡内,区域辽阔,足见汉武帝时炼铁规模之宏大。汉武帝时还起用过南阳孔氏后代孔谨,以及桑弘羊等人当大司农,主管全国铁官的生产。著名的《盐铁论》就是记载桑弘羊同诸贤良辩论当时盐铁政策的著作。已经发掘的河南汉代冶铁遗址,占地约6万平方米,有2座炼铁炉的遗迹,每座炉缸面积8.5平方米,残留积铁重达20余吨。

汉代在冶铁、铸铁的同时,还发展了制钢技术和锻钢技术,到东汉末年成为有名的“百炼钢”技术。百炼钢技术是中国古代的一种锻钢工艺,其主要特点是将生铁熔化炒炼脱碳成钢。再经过反复加热锻打成钢刀。反复折叠锻打,可以去除夹杂,细化晶粒,致密组织,提高韧性。所谓百炼,是形容其锻打次数之多。这种炼钢技术在东汉时不断提高,到二世纪末叶,正式出现了“百炼”之称。一九六一年,日本大和栎本东大寺古墓曾出土过一把中国东汉中平年间(公元一八四—一八九年)的钢刀,上有错金铭文“百练清刚”等字,“练”即“炼”,“刚”即“钢”。一九七四年,山东临沂地区苍山县还出土过一把三十炼的钢刀。上有错金铭文“卅炼大刀”,是东汉永初六年(公元一一二年)造的,刀长111.5厘米。经化验,钢的组织较均匀,含碳量较高(0.6—0.7%),刃部经过淬火。这说明东汉时期中国就掌握了比较高的生铁炼钢和锻造技术,热处理技术也达到一定的水平。东汉时,南阳太守杜诗还推行了以水力代替人力鼓风(公元三十一年后),用来炼铁并铸造农器,这也推动了钢铁生产技术的发展。《后汉书》说:杜诗“造水排铸造农器,用力少,见功多,百姓便之”。到三国和晋朝时,百炼钢技术比较成熟,曹植在《宝刀赋》中称赞这种百炼钢刀可以“陆斩犀革,水断龙舟”。曹操、孙权、刘备为了争夺中原,争相炼制这类钢刀和钢剑。百炼钢的原料主要是“炒钢”。“炒钢”技术发展于西汉末年。“炒钢”的原料是生铁。把生铁加热到液态并不断地加以搅拌,靠鼓风或加入精矿粉,使铁中的碳氧化,将含碳量降到钢的成分范围。上述三十炼的苍山钢刀就是炒钢炼出来的。炒钢的工艺过程是先炼生铁后炼钢,这是近代两步炼钢的开始,在炼钢技术上有划时代的意义。十八世纪英国发明了炒钢,马克思曾给予很高的评价,说不管怎么赞许也不会夸大这一创造的重要意义。

南北朝以后,中国推广了“灌钢”和“苏钢”的技术。“灌钢”是由生铁和熟铁在一起冶炼而成的,可以用作刀剑的锋刃,是一种含碳量较高和质量较好的钢。生铁中含碳高,而熟铁中含碳低,为得到预期的灌钢成分,可以根据产品需要来改变生铁和熟铁之间的配比。据文献记载,北朝(公元五五○年左右)的綦母怀文,把生铁烧化,浇到叫“柔铤”的熟铁料上,就可以炼成灌钢,再淬火处理,可作刀镰。“灌钢”的进一步发展,就是“苏钢”,即在鼓风高温(1300℃)条件下,将生铁水均匀滴到软化的料铁上,不断翻动料铁,使之剧烈氧化,然后将料铁锤击,除去夹杂。中国古代生铁的冶炼和铸造,以及炒钢、灌钢、苏钢等技术的发展,在明末宋应星的《天工开物》一书中有较详尽的描述。这些技术成就,对中国古代社会和中华民族的发展,对提高社会生产力,曾起了重要的推动作用。据有关专家的不完全推算,中国铁的年产量唐朝时可能达到5000多吨。宋、明时期,在官营钢铁的同时,也允许民营钢铁的发展,生产有了更大的提高。(不完全统计,实际值很高——我在[原创]宋朝钢铁工业中有估算)

到了明朝末年,生产凋敝,铁的产量下降。清朝初期,曾一度禁止民间冶铁,生产下降。一八四○年鸦片战争以后,中国沦为半封建半殖民地社会,钢铁业也日益衰落下去。在旧中国腐朽统治和生产关系的桎梏下,中国近代钢铁工业发展迟缓,规模狭小,布局畸形,技术落后。从一八九八年到一九四八年的五十年间,旧中国累计只生产了760万吨钢(其中还包括日本帝国主义侵华期间强占的地区在内的钢产量),比美国一八九八年一年的钢产量907万吨还要少16%。

旧中国的最后半个世纪,钢铁工业史大体可划分为3个阶段。第一阶段是一八九○年到一九三○年,即从一八九○清朝湖广总督张之洞开始兴建中国第一个近代钢铁厂——汉阳铁厂——算起,到一九三○年日本帝国主义侵占东北前为止。这一阶段中国的主要钢铁生产厂是汉阳铁厂(后来同大冶铁矿、萍乡煤矿合并,改组为汉冶萍煤铁厂矿有限公司),它的钢产量约占同期全国总产量的75%。这个厂初建时投资540万两白银,累计只生产了50余万吨钢,到一九二五年倒闭。这一时期,旧中国的钢产量从未达到过年产10万吨的水平。第二阶段是一九三一年到一九四五年,即日本帝国主义侵华时期。日本侵华后,大肆掠夺中国煤铁资源,在鞍山组建了昭和制钢所(即今鞍钢的前身)。这一时期,该所累计产钢545万吨,占同期全国钢产量的90%以上。一九四三年是旧中国产钢最多的一年,产量达92.3万吨,其中昭和制钢所生产84.3万吨。这一时期,国民党统治区的钢产量微不足道。一九三八年到一九四五年抗日战争八年中,国民党统治区总共仅生产了4.5万吨钢材。第三阶段是一九四六年到一九四八年全国解放前的三年。国民党政府靠输入美枪美炮和洋钢洋铁来打内战,对本来就薄弱的钢铁工业,未图恢复发展,致使国内钢铁生产江河日下,一蹶不振。

但是中国也出现过几代仁人志士,他们为工业救国,苦学冶炼和机械等技术,有的还远渡重洋,到欧美留学。这些人中,有少数到了延安、太行山解放区,如沈鸿、徐驰等,曾亲手创建延安第一座小高炉,陆达等人则建立了解放区的第一个近代钢铁厂——山西故县铁厂,还办起了一批土法炼铁厂,在极艰苦条件下生产钢铁,支援抗日战争解放战争。但大部分矿冶学者如周仁、周志宏、邹元曦、王之玺、杨树棠、靳树梁、孙德和、李松堂、朱玉清等,则留在国民党统治区参加钢铁厂的建设、生产,或从事教学、科研工作,付出了辛勤劳动。但是,他们这种“立志矿冶,实业救国”的苦心,在旧中国根本不可能得到实现,而只有在中华人民共和国成立以后,才得如愿以偿。这个冶铁古国的钢铁工业,才得以前所未有的速度和崭新的姿态,在东方重新崛起。

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