中国冶金简史

中国冶金概况

埃及大约在公元前5000年时开始进入青铜时代，公元前1000年左右开始进入铁器时代；美索不达米亚地区大约在公元前7000年时开始利用自然铜，公元前4000年时开始进入青铜时代，公元前1200年左右开始进入铁器时代；爱琴海地区大约在公元前3300年时开始进入青铜时代，公元前1000年左右开始进入铁器时代；印度大约在公元前2500年时开始进入青铜时代，公元前800年左右开始进入铁器时代；而中国是在公元前1500年左右开始进入青铜时代，公元前500年左右开始进入铁器时代的。

在早期的文明国度和地区中，中国使用铜、铁等金属的年代相对说来是较晚的。但是，由于中国在冶铸技术方面的发明和创新，使中国的冶金业很快就后来居上，跃升于世界的前列，并为中国古代文明的高度发达奠定了坚实的物质基础。从这里我们可以看到一个技术进步带动生产发展，并进而促进社会文明进步的典型范例。 中国冶金史上的一个最突出的特点，是铸造技术占有重要的地位，以至于铸造既作为成形工艺而存在，又成为冶炼工序中的一个组成部分，达到了“冶”与“铸”密不可分的地步。因此在古代文献中往往是冶铸并称，并对中国文化产生了深刻的影响。如常用词汇“模范”、“范围”、“陶冶”、“就范”等，都是由冶铸技术衍生而来的。这种冶与铸密不可分的冶金传统，是古代世界上其它国家和地区所无法比拟的。

夏王朝时期

中国冶金是从新石器时代晚期的采石和烧陶发展起来的。采石时不断发现各种金属矿石，烧陶窑为金属的冶铸准备了高温炉和在炉内还原条件下冶炼矿石的技术。在甘肃东乡县林家马家窑文化遗址中发现的距今约5000年的青铜刀，以及在其他一些新石器晚期遗址中相继发现的早期铜器和铜渣等，标志着中国冶金业的诞生。《左传》等古文献中关于夏代铸九鼎的记载和这时期遗址中出土的青铜器物，

说明随着夏王朝的建立，青铜冶铸业有了初步发展。

商周青铜冶铸的兴盛

历年出土的商周青铜工具有锄、铲、、锛、斧、凿、钻、刀、削、锯等，青铜武器有戈、矛、钺、戟、剑、镞等，礼乐器有鼎、簋、盘、盂、钟等。青铜工具以超过木石工具的优良性能提高了整个社会生产力，青铜武器则成为维护奴隶制国家的物质力量。为数众多而花纹精细、造型复杂的青铜礼乐器珍品更显示出青铜业发展的精湛工艺，反映了当时社会文明的水平。

商周青铜冶铸作坊和矿山遗址的发掘，反映了青铜冶铸业发展的广度和深度。距今约3600年的河南偃师二里头早商遗址，出土有陶范、化铜炉残壁和铜渣。郑州商代前期都城周围的作坊遗址，仅南关外一处铸铜遗址面积就有1000平方米以上，出土大量陶范、大块炼渣、熔铜炉壁。安阳殷墟在今苗圃北地和孝民屯都发现有较大规模的铸铜作坊遗址,面积在1万平方米以上，残留有1.2 米长的大陶范。湖北盘龙城商代遗址出土各种熔炉多座，江西清江吴城商代遗址出土石范,说明在商代,不仅黄河两岸而且长江两岸青铜冶铸业也有较大发展。洛阳北郊西周青铜冶铸遗址面积达 9万～12万平方米。在试掘的 200平方米中出土了很多铜生产工具、上万块陶范、大量炉壁残块和大块炼渣。山西侯马发掘出东周时晋国铸铜遗址，河南新郑发现有韩国铸铜遗址多处。这些遗址所反映的铸铜业在规模上、技术上、产品上都有新的发展。

商周青铜冶铸技术的发展,可以概括为以下几点:①铸造出世界罕见的青铜文物。如商代精美的四羊尊、重875 公斤的司母戊青铜鼎及东周曾侯乙墓出土的音调准确的大型成套编钟等。②掌握了先进的古代铸造技术。铸造工艺有范铸法、分铸法、镶铸法、失蜡法等；制范材料有石范、泥范、陶范、铁范；铸造型范结构有单面范、双面范、复合范、叠铸范等。③总结了最早的青铜合金配比和性能、用途关系的规律，即《考工记》所载的“六齐”。④不同于世界其他地区的“纯铜－砷铜－青铜”发展历程，至今尚未发现中国有砷铜阶段。

与青铜冶铸一起兴起的是锡、铅的开采与利用。金、银工艺也有相应的发展。东周时青铜表面加工的鎏、贴、错等技术已甚精致，并用金铸造货币。东周时出现鉴别青铜剑质量的相剑术，实际是一种靠肉眼观察鉴定金属质量的金相学。

东周、秦汉到南北朝时期冶铁业的发展

冶铁业起于春秋时期。甘肃灵台、江苏六合、湖南长沙等地区都有春秋时期的小件铁器物出土。早期的铁是以矿石直接还原得到的含碳量很低、性能较软的铁。春秋末期，炼铁炉温提高,得到含碳3.5％以上的生铁，可以在较低温度（1200℃）熔化、铸造，并通过加热退火,消除脆性,得到韧性铸铁器件。这一发明早于欧洲约2000年。战国中期，铁在农具、手工工具、兵器上大规模应用，冶铁业中心逐渐形成。山东临淄齐国故都冶铁遗址有四处，其中最大的一处面积40余万平方米。河北易县燕下都城址内有冶铁遗址三处，总面积达30万平方米。河北兴隆燕国铸铁遗址出土铁范共48付，87件。铁范的应用提高了铸铁的生产率，促进了产品规范化和批量生产。其他如赵国的邯郸、楚国的宛（今河南南阳）都是当时重要的冶铁中心。 秦汉时期，冶铁业成为最重要的手工业。秦灭六国后,迁冶铁业者赵人卓氏、齐人程郑入蜀,使临邛（今四川邛崃）发展为又一个冶铁业中心。公元前 119年，汉武帝实行冶铁官营，在全国设铁官49处，每个铁官下属一至几个作坊。已经发掘的汉代冶铁或铸铁遗址有20多处，多数建在有铁官的地区。这些作坊中，一种以冶铁为主（一般设在矿山附近），另一种以铸铁为主（设在城市郊区），少数是冶铸兼作。南阳瓦房庄遗址是一个大型铸造作坊，面积12万平方米，有熔炉17座。郑州古荥河有一冶铸兼作的作坊遗址，有椭圆形炼炉二座，有效容积40～50平方米，停炉后留下的积铁块重20吨以上，还有各种铸范、风管、炼渣等遗物，反映出冶铁生产的巨大规模。与东周比，秦汉铁器具有品种多、质量好、数量大、分布广的特点，铁器遍及兵器、工具和生活用具各个方面；材料质量有块炼铁、各种不同硬度的钢和铸铁等；制作工艺采用铸、锻、柔化、渗碳、淬火等技术。

尤其是出现了用生铁反复加热锻打和淬火的百炼钢工艺，使钢的质量达到较高的水平。遍及中原的各种秦汉铁器的出土，表明铁农具和手工工具已经普遍取代铜、骨、木、石器。铁器的使用也迅速扩展到广东、广西、云南、新疆、辽宁等边远地区。 秦汉用黄金为货币，金产量有较大增长。

魏晋南北朝时期冶金业最大的特点是：形成了中国古代钢铁生产技术的独特体系和某些产品的规范化、系列化。广泛使用的灌钢是一种生产工艺简便、产品质量优良的重要制钢方法。北齐綦毋怀文造宿铁刀的精湛工艺，特别是淬火热处理技术，使古代钢铁技术体系更为完善。河南渑池出土的近2000件铁器中,有455件六角轴承是具有17种规格的系列产品;1101件V形铧是互换性很好的成套组装犁铧的组成部分。这些产品反映当时使用钢铁器物所达到的普遍程度。

唐宋元时期冶金业的繁荣

这一时期冶金业的繁荣可以从采冶地区的扩大、产量的提高、生产品种增加和大型铸件等方面反映出来。《新唐书·食货志》载唐前期有坑冶168处，计银冶58处，铜冶96处，铁山5处，锡山2处，铅山4处。实际民间采铁决不限于五山，零星记载产铁地点不下百余处。宋代冶金业有重大发展。北宋初各路主管矿冶的机构监、冶、场、务有201处,到北宋中期增至 271处。利国监（今江苏徐州东北）是当时最大产铁中心，有36冶，冶各百余人。莱芜监（今山东莱芜东南）有铁冶18所，冶工1800余人。磁州（今河北磁县）亦有冶铁中心，并以产钢出名。宋代已较广泛用煤炼铁，又推广了用胆水从铁中提取铜的技术。铜冶也扩大规模。广东岭水铜场有10万人从事开采。元代较大的冶铁中心有44处。綦阳铁冶有冶户2764户；燕南燕北17处铁冶用工 3万余人。

据官方记载：唐元和初每年采铁207万斤,宋皇佑年间官府每年得铁724万斤,元至元十三年（1276）课铁1600万斤。这些数字虽不能确切反映全国产量，但可说明冶铁量有明显的提高。 这一时期社会经济的发展从多方面促进了冶金业的繁荣。首先，

工农业发展需要大量铁工具。元代颍州地区就有每年输铁100多万斤,铸农具20万件供应市场的记载。其次，商品经济发展使货币的需要量猛增,铜、铅、锡等消耗日大,宋代部分地区还行使铁钱。另外,宗教的兴盛，艺术品和建筑装饰的发展也耗用更多的金属。其中一些大型铸件从一个侧面反映了当时的冶铸的新水平。唐武则天时在洛阳铸铜天枢，高105尺，下有铁山围170尺。铸九州鼎，高14尺到18尺，用铜56万多斤。五代时所铸沧州铁狮重10余万斤。宋代在太原晋祠铸有四个大铁人,在正定铸大铜佛高73尺。元代用铁1.6万斤铸铁龟，又铸铜殿长2.7米、阔2.5米。又有一些极为精巧的铸件，如唐代铸造的黄道游仪，北宋铸造的水转浑天仪等。这一时期的金属加工，工艺精湛，嵌镶铜镜技术达到高峰，金银饰品及鎏金器物受到世界赞誉。

明清时期冶金业的发展

这一时期金、铜、铁、锡、铅、锌的生产规模和产量都比唐宋时期有所增长，并生产白铜（铜镍锌合金）。银两逐步成为主要货币，银产量亦有增长。

公元1404年左右，明代永乐年间铸造的大铜钟（现保存在北京西直门外觉生寺），是世界上著名的大钟之一。铜钟高7米，重四十多吨，铸造精美，表现出明代劳动人民铸造技术上的高度成就。公元十五世纪，明代中叶我国已大量生产金属锌。宋应星的《天工开物·五金》中有关于密封加热冶炼\"倭铅\"（即锌）方法的记载。明代的钱币\"永乐通宝\"（公元1403-1424年）有的含锌高达99%。欧洲到十八世纪才开始冶炼锌。宋应星的《天工开物》记载了我国古代冶金技术的许多成就，如冶炼生铁和熟铁（低碳钢）的连续生产工艺，退火、正火、淬火、化学热处理等钢铁热处理工艺和固体渗碳工艺等。 明初规定各省的铁产额为1847万斤，高于历史上记载的水平。洪武六年（1373）在江西、湖广、山东、广东、陕西、山西等省置冶铁所13处，后增设长沙、茶陵 2处，永乐时又在四川龙州、湖广武昌、直隶遵化、辽东三卫里置冶铁所。其中著名的是遵化铁厂，明武宗正德六年（1511）时年产生铁48.6万斤，钢27万斤。明后期，

冶铁已用活塞式风箱，并在世界上最早使用焦炭。锌的冶炼臻于完善，可能已使用硫化铜炼铜。清代冶金续有发展。云南铜矿规模宏大，开30余厂，乾隆时年产逾1000万斤。广东铁厂林立,用瓶型大容积高炉,日产铁最高可达6000斤。广东佛山镇以铸锅、炒铁、制铁线铁丝等闻名，产品畅销国内外。陕西南部为新兴冶铁区，设厂于深山老林，亦用大型高炉，并就近制作铁器。炼钢方面，在灌钢基础上发展为苏钢，质量提高。

明清以来,冶金业的规模远远超过前代,并发展了铸造、锻造、有色金属生产和加工技术，向欧洲出口白铜、锌这些当时还是独特的产品。不过，清代冶金业与欧洲崛起的资本主义近代冶金工业相比，已日见落后。这是中国封建制度长期延续、阻碍生产力发展的结果。