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3000多年前人们的冶炼技术如何也许和我 [复制链接]

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迄今为止,世界上发现最早的炼炉,是在以色列境内阿布马塔遗址中发现的炼铜坩埚炉(公元前-年)。残留的炉体呈圆形,直径30-40厘米;直立的炉壁厚3、高12-15厘米以上。炉子的内表面由于木柴灰和金属的化学作用而完全呈结晶体。坩埚是椭圆形的,用混有碎麦秸的灰色黏土筑成。

就我国目前的考古材料来看,早在商代中期的郑州南关外冶铜遗址中,发现有一种坩埚。内壁还残留有数层铜渣。商代晚期的熔铜炉则有安阳殷墟的“将军盔”和江西吴城的圆形坑炉。此坑炉平面呈圆形,直径2米,高40~60厘米。壁、底均平。坑底套有平面呈扇形的小坑,小坑深24厘米,小坑底部有一层厚约5厘米的红烧土。红烧土面上有灰烬层。小坑内发现了数件石范、泥芯和两块铜片,还处有大量铜渣和木炭。到春秋战国时期,随着鼓风技术的进步,长江中游地区的治炼技术发展到一个新的高度。

湖北铜绿山遗址

这一时期的治炼遗存以铜绿山春秋竖炉为典型。在铜绿山共发掘出春秋时期炼铜竖炉8座。8座竖炉的结构和尺寸大体相同都由炉身、炉缸和炉基三部分组成。炉身已坍塌,炉缸则保存较好炉基是整个竖炉的底座,其构筑法是先在地面挖一圆坑,坑内用石块和黏土垒筑夯实,高出地面约20厘米。底部掘有一横一竖的“T”形沟。

又在炉基两侧砌土块作工作台,以形成竖向暗沟,横沟两端则沟口外露。为了承受炉体的重压,风沟中多数用石块支撑,一般用三块石料,下部两块斜靠在一起,上方再平放一块石头,成“丌”形。风沟经高温烘烤,土色呈红褐色,沟底出有灰烬和木炭。风沟是为了炉底的通风,为防止炉缸因受潮冻结,有时在沟中架火烧烤,以加强防潮作用。

炉缸是架设在风沟以上的中心部分,截面形状为椭圆形,长轴与炉基的横向风沟相垂直。长轴长70厘米,短轴40厘米,缸深30厘米。炉缸自下而上分四层,第一层用矿物质黏土(内含铁矿粉、石英砂、高岭土)夯筑,第至四层用木炭粉和高岭土混合物逐层夯筑。每层均有烘烤的痕迹。三层共厚9厘米左右。第四层层面成窝状。有的炉内壁为两层,均被烧烤成渣流面。

当时的炉子经过修补,多次使用。炉缸短轴线前端有一拱形门,称为“金门”。门槛向内倾斜,进深40厘米,内大外小。金门是竖炉前壁所设工作门,功用是修补炉子时捣搪炉缸,开炉时架炭点火。炉子运行期间发生重大故障时,折门处理。另外,在炉缸上部,长轴线的端点处开有个风口,风口直径5厘米,向内倾斜角19°风口是为供风增氧,提高炉温而开的,也有可能安插人力鼓风机的风管的。《礼记》中有“良治之子,必学为装”的记载。“裘”即皮革,可用来制作鼓风机的皮囊。

安阳殷小屯苗圃北地商代铸铜遗址已发现有人力鼓风的痕迹。山西侯马春秋治铜遗址出土有陶质鼓风管多根。风管分为牛角式和直筒式两种,分别用于小型、中型和大型的熔铜炉。铜绿山冶铜竖炉附近出土有几块粗铜,在4号炉炉缸底中部残留粗铜一块,重克。粗铜中铜含量高达94%以上。

这说明当时冶炼提纯技术已相当进步。几座竖炉旁还发现了几种配套遗迹,如碎料台、和泥池、筛选场。碎料台紧靠炼炉,台面长1.25、宽1、高0.2米。台中部为石砧,质料系坚硬的花岗闪长岩,平面近圆形,直径35厘米,中心下石砧周围的台面为高岭土筑成。

在碎料台旁边发现有成堆的细碎矿石,显然是经过打击碾碎的。石球作为配套工具,在每座竖炉旁均有出土。和泥池为圆形坑,里面残存有质地细腻的高岭土,这可能是垒筑或修补竖炉时用的以上资料表明,到春秋时期,我国长江中游地区的原始居民就已经成功地解决了炼炉构筑、炉料整备、配料、鼓风熔炼操作等问题,达到较高的冶炼技术水平。

当时的矿山冶炼规模是相当大的。铜绿山矿区遗留大量的炼铜渣,有些地段厚达数米。据地质部门估算,总量多达40万吨。大规模的冶炼需要进行科学的管理,调配劳动力,协调工作进度,排除冶炼故障。与之相适应,学者们认为当时也有相应的组织管理措施,能够进行持续稳定的生产,为社会提供大量铜料。这正是商周时期灿烂的青铜文代所赖以建立的物质基础

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