古代煉鐵的狀況以及日本煉鐵技術(shù)起源探究
如前所述,日本發(fā)掘出來的最古老的煉鐵爐是在西日本發(fā)現(xiàn)的,6世紀(jì)中葉的煉鐵爐,其最初使用的原料是鐵礦石,但很快就使用礦砂了。礦砂是日本傳統(tǒng)煉鐵方法的傳統(tǒng)原料,一直沿襲使用,成為日本煉鐵技術(shù)方面一個特征。木炭作為燃料與還原劑使用,木炭用橫口木炭窯生產(chǎn)。最初的煉鐵爐構(gòu)造很簡單,爐壁用土制造,爐的平面形狀有橢圓形、圓形、方形、長方形等多種多樣,直徑在45cm左右,短軸方向有渣溝,長軸方向有風(fēng)口,這樣的爐子稱之為箱形爐。以后長度加大,統(tǒng)一成為長方形箱形爐(圖2)。這就是繼承了日本的優(yōu)勢技術(shù),成為腳踏風(fēng)箱式煉鐵的典型爐形。礦砂煉鐵技術(shù)是怎樣傳到日本的?!或者就是日本自身發(fā)源的,尚不明確。最近在韓國石帳里的煉鐵遺址(4世紀(jì))處發(fā)現(xiàn)礦砂煉鐵爐,是否當(dāng)時從朝鮮半島傳來的這一技術(shù)呢?!期望今后進(jìn)一步調(diào)查考證。
圖2 長方形豎形爐的推測復(fù)原圖
6世紀(jì)中葉以后,礦砂冶煉急速在西日本發(fā)展。7世紀(jì)末,由當(dāng)時的法令規(guī)范向東日本擴(kuò)展,普及到全國,而鐵礦石煉鐵便消聲滅跡了。了解更多的有關(guān)世界著名鋼廠(瑞典烏德霍姆UDDEHOLM工具鋼、日本大同模具鋼、瑞典一勝百模具鋼、德國葛利茲模具鋼、美國熔爐斯伯粉末工具鋼、日本不二越高速鋼、日立模具鋼等)的最新產(chǎn)品動態(tài)資訊,敬請關(guān)注東莞市弘超模具科技有限公司模具鋼材專業(yè)網(wǎng)站www.syfukang.com。
8世紀(jì)出現(xiàn)了豎形爐(筒形爐),主要在東部及北日本地區(qū)。這種爐子比較高,是半地下式的,腳踏風(fēng)箱在后面(圖3)。這種形式的爐子9世紀(jì)在日本海沿岸地區(qū)普及,成為東日本代表形式的煉鐵爐。10世紀(jì)也發(fā)展到九州地區(qū)。這種爐子承擔(dān)了各地所需的鐵料生產(chǎn),到中世紀(jì)才開始衰退,全國都分布有奈良、平安時代的煉鐵遺跡。中世紀(jì)隨著箱形爐的改良,中國地方(“中國地方”為日本地名——譯者注)煉鐵法成為日本主要煉鐵業(yè)中心。箱形爐向縱向延長,風(fēng)箱與地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改良,使高溫作業(yè)成為可能,開始了鑄鐵及鋼的批量生產(chǎn)。然后也才有了把鑄鐵脫碳煉制熟鐵等技術(shù),這樣到室町時代末繼續(xù)發(fā)展著近世腳踏風(fēng)箱式的煉鐵技術(shù)。
圖3 半地下式豎形爐的復(fù)原圖
應(yīng)該認(rèn)為風(fēng)箱對于煉鐵是很重要的。原始的煉鐵方式是自然通風(fēng)的,但日本的煉鐵技術(shù)一開始便幾乎都采用風(fēng)箱,風(fēng)箱的變化與煉成鐵的質(zhì)量及狀態(tài)具有密切關(guān)系。
在日本煉鐵技術(shù)的發(fā)展中,風(fēng)箱是以下述階段發(fā)展改進(jìn)的:
⑴、皮風(fēng)箱(古代);
⑵、腳踏風(fēng)箱(奈良時代以后);
⑶、定向送風(fēng)風(fēng)箱;
⑷、提高了板加工技術(shù)后送風(fēng)效率提高(室町時代以后);
⑸、天平式風(fēng)箱(扛戶時代中期以后);
⑹、利用水車做動力的風(fēng)箱(明治時代以后)。
上述各階段與煉鐵技術(shù)密切相關(guān):⑴是熟鐵冶煉期;⑵和⑶是冶煉生鐵與鋼可能使用的;⑷是爐子大型化初期礦砂煉鐵法可能使用的(直接冶煉土鋼的日本獨(dú)特的直接煉鋼法);⑸天平式風(fēng)箱可以使?fàn)t溫升得較高,因而有可能確立了近代礦砂煉鐵法的技術(shù)基礎(chǔ)。
以上概括了風(fēng)箱煉鐵法的進(jìn)步過程,但日本煉鐵技術(shù)的發(fā)展與歐洲及中國的發(fā)展過程有著很大的差異。
有些歷史疑問一直未能全面搞清,如在日本用礦石煉鐵為什么未能繼續(xù)發(fā)展,而是在接受了煉鐵技術(shù)的同時,卻轉(zhuǎn)向了礦砂冶煉技術(shù)?為什么沒有像歐洲和中國那樣發(fā)展豎形爐至高爐,而是直至近代前一直沿襲使用高度不大的箱形爐?為什么從繩文時代晚期即開始使用鐵器,而且通過與大陸的交易開展著鐵的文化,然而用了800年的時間才開始自己的煉鐵事業(yè)?許多有關(guān)日本煉鐵技術(shù)起源方面的謎團(tuán)尚待探討。更多信息
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