古代炼铁的状况以及日本炼铁技术起源探究

    如前所述，日本发掘出来的最古老的炼铁炉是在西日本发现的，6世纪中叶的炼铁炉，其最初使用的原料是铁矿石，但很快就使用矿砂了。矿砂是日本传统炼铁方法的传统原料，一直沿袭使用，成为日本炼铁技术方面一个特征。木炭作为燃料与还原剂使用，木炭用横口木炭窑生产。最初的炼铁炉构造很简单，炉壁用土制造，炉的平面形状有椭圆形、圆形、方形、长方形等多种多样，直径在45cm左右，短轴方向有渣沟，长轴方向有风口，这样的炉子称之为箱形炉。以后长度加大，统一成为长方形箱形炉（图2）。这就是继承了日本的优势技术，成为脚踏风箱式炼铁的典型炉形。矿砂炼铁技术是怎样传到日本的？！或者就是日本自身发源的，尚不明确。最近在韩国石帐里的炼铁遗址（4世纪）处发现矿砂炼铁炉，是否当时从朝鲜半岛传来的这一技术呢？！期望今后进一步调查考证。

图2  长方形竖形炉的推测复原图

    6世纪中叶以后，矿砂冶炼急速在西日本发展。7世纪末，由当时的法令规范向东日本扩展，普及到全国，而铁矿石炼铁便消声灭迹了。了解更多的有关世界著名钢厂（瑞典乌德霍姆UDDEHOLM工具钢、日本大同模具钢、瑞典一胜百模具钢、德国葛利兹模具钢、美国熔炉斯伯粉末工具钢、日本不二越高速钢、日立模具钢等）的最新产品动态资讯，敬请关注东莞市弘超模具科技有限公司模具钢材专业网站www.hongchao-dg.cn。
    8世纪出现了竖形炉（筒形炉），主要在东部及北日本地区。这种炉子比较高，是半地下式的，脚踏风箱在后面（图3）。这种形式的炉子9世纪在日本海沿岸地区普及，成为东日本代表形式的炼铁炉。10世纪也发展到九州地区。这种炉子承担了各地所需的铁料生产，到中世纪才开始衰退，全国都分布有奈良、平安时代的炼铁遗迹。中世纪随着箱形炉的改良，中国地方（“中国地方”为日本地名——译者注）炼铁法成为日本主要炼铁业中心。箱形炉向纵向延长，风箱与地下结构进行了改良，使高温作业成为可能，开始了铸铁及钢的批量生产。然后也才有了把铸铁脱碳炼制熟铁等技术，这样到室町时代末继续发展着近世脚踏风箱式的炼铁技术。

图3  半地下式竖形炉的复原图

    应该认为风箱对于炼铁是很重要的。原始的炼铁方式是自然通风的，但日本的炼铁技术一开始便几乎都采用风箱，风箱的变化与炼成铁的质量及状态具有密切关系。
    在日本炼铁技术的发展中，风箱是以下述阶段发展改进的：
    ⑴、皮风箱（古代）；
    ⑵、脚踏风箱（奈良时代以后）；
    ⑶、定向送风风箱；
    ⑷、提高了板加工技术后送风效率提高（室町时代以后）；
    ⑸、天平式风箱（扛户时代中期以后）；
    ⑹、利用水车做动力的风箱（明治时代以后）。
    上述各阶段与炼铁技术密切相关：⑴是熟铁冶炼期；⑵和⑶是冶炼生铁与钢可能使用的；⑷是炉子大型化初期矿砂炼铁法可能使用的（直接冶炼土钢的日本独特的直接炼钢法）；⑸天平式风箱可以使炉温升得较高，因而有可能确立了近代矿砂炼铁法的技术基础。
    以上概括了风箱炼铁法的进步过程，但日本炼铁技术的发展与欧洲及中国的发展过程有着很大的差异。
    有些历史疑问一直未能全面搞清，如在日本用矿石炼铁为什么未能继续发展，而是在接受了炼铁技术的同时，却转向了矿砂冶炼技术？为什么没有像欧洲和中国那样发展竖形炉至高炉，而是直至近代前一直沿袭使用高度不大的箱形炉？为什么从绳文时代晚期即开始使用铁器，而且通过与大陆的交易开展着铁的文化，然而用了800年的时间才开始自己的炼铁事业？许多有关日本炼铁技术起源方面的谜团尚待探讨。

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