卓文君家族当年如何冶铁?中外考古学家在邛崃复原汉代冶铁技术
根据《史记》记载,卓文君的家族卓氏在临邛冶铁,所产铁器倾销滇蜀,最终创下富可敌国的财富。在汉代冶铁究竟是怎样操作的?12月8日上午,在邛窑考古遗址公园,约两米高的仿古生铁炼炉上,燃烧着1000多度的烈火,来自中外的考古学家们,用中国最古老的冶铁技术做实验,复原千年前的冶铁活动。
今年10月,来自四川大学考古系、成都文物考古研究院的工作人员,入驻邛窑考古遗址公园,花了两个月时间建起一座实验考古研习营。
8日上午10时许,研习营里升起第一把火。“这是我们第一次开炉炼铁。”成都文物考古研究院工作人员马春燕告诉记者,除了鼓风机,几乎所有的工具、工序都是模仿的古制,约两米高的炼炉,其原型也是古石山冶铁遗址内的出土文物。“在工序上,先是准备燃料、矿石和矿粉,随后,把助燃剂石灰石按比例添加,最后进炉冶炼。”马春燕介绍,燃料、矿料的大小,以及助燃剂的比例,都是按考古发现和文献记载操作的。
“早在距今2600年前,中国已经有了冶铁技术,到了距今2500年以后,中国的冶铁技术就成熟了。秦灭蜀之后,将中原的一些大家族迁移到了蜀地,其中就包括掌握了冶铁技术的卓氏家族,他们在向西南迁移的过程中,看到临邛有丰富的矿产资源、森林资源,水利资源,就留了下来,他们将中原的冶铁技术带到了临邛,使得临邛逐渐成为蜀地、甚至整个中国大西南的钢铁产业中心。”
近年来,考古工作者在古临邛境内的邛崃、蒲江等地发现了大量汉代冶铁遗迹和遗物,在铁牛村、古石山、许鞋匾等冶铁遗址内均发现有耐火砖、炼渣、铁矿等,古石山遗址更是发现了一座中国南方地区迄今为止保存最为完整的汉代炼铁炉,也就是此次复原炼铁炉的原型。据介绍,此次实验的炼铁炉,是依照从蒲江古石山考古遗址出土的汉代炼铁炉,以二分之一的比例复制的。实验用的铁矿与木炭的比例,均参照考古发掘与文献资料复原。
四川邛窑考古遗址公园展开冶铁实验考古 看两千年前古人如何炼铁
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冶铁实验考古是冶金考古学研究中非常重要的一种研究方法,它通过复原汉代从矿石开采到冶炼铸造的过程,可以更好理解和研究汉代生铁的冶炼技术及其背后的文化体系。
2018年,考古人员在邛窑举行第一次汉代冶铁实验考古中,以考古发现的汉代炼铁炉为依据,结合文献记载等比例缩小复原修建了一座汉代冶铁竖炉,成功冶炼得到生铁,为研究汉代冶铁技术与技术流程提供了丰富的研究资料和成功的实验考古案例。
今年,考古工作者们在筑炉材料、炼炉形制、冶炼方法、冶炼燃料等方面进行了调整。
记者在现场看到,今年的炼炉高2.7米,呈圆椎体状,由四名工人全手工作业修筑。
从早上6点开始,冶铁炉开始烧炭预热,中午12点左右通过炉前工向内添加木炭、矿石进行冶炼。到下午5点,铁水终于出炉。实验过程中,工作人员还使用热电偶和红外测温仪记录炉体不同位置的温度,在鼓风管前端插入测风仪检测并记录风速。这有利于进一步分析实验结果与炉温、风速的关系。
据介绍,来自四川大学历史文化学院考古学系的师生们基于对考古发现的矿石、炉砖、鼓风管的复原,目前已基本完成了对汉代冶铁炉从形态到筑炉工艺的复原。
邛崃,古称“临邛”,盛产煤,铁,盐,茶。《史记》记载,“程郑,山东迁虏也,亦冶铸,贾椎髻之民,富埒卓氏,俱居临邛”,卓氏和程郑氏迁入临邛依靠冶铁,销铁于西南而富甲一方。与去年相比,今年的炉子更高大,外形也从方形变成了圆形。据介绍,炼炉以古石山遗址发现的汉代炼铁炉为原型,复原炉高2.5米(加20cm炉基,2.7米),整个炉子有两个进风口,并有两个热电偶插在炉壁上,出铁口在炉子底部,是一个直径5cm的圆孔。
据介绍,这座冶铁炉由四名工人全手工作业修筑,夯筑的方法是以按压捶打泥土的方式,一层一层加土,然后捶打压实加紧,反复如此垒高修成冶铁炉。冶铁时,通过炉前工向内添加木炭、矿石进行冶炼。
来自四川大学历史文化学院的考古专业的学生们,站在梯子上,按着时间从顶端的炉口往里加木炭,同时和一旁的同学大喊时间以及加料的种类和量,由后者记录。鼓风机运转不停,空气通过管道涌入炉子,加炭时,不时引起上窜的火苗。木炭加了5个小时后,学生们开始加石灰石。又过了一个小时,终于开始加铁矿石。
春秋战国时期,中国已经炼出了液态的生铁,“欧洲直到14世纪才用高炉炼出来。”
而在炼出液态的生铁以前,“想要制作工具,需要成千上万次捶打,做容器则是不可能的。”