科普-中华学生百科全书-第173节
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陨铁有了认识，并加以利用的。我国对陨铁的发现和利用虽然比埃及晚，但
却是最早进行人工冶炼铁的国家。最迟在春秋时期，我国的劳动人民就掌握
了冶铁技术。人们发明了高大的竖炉，以木炭为冶炼燃料，用皮口袋鼓风来
使炉温升高，冶炼出世界上从未有过的生铁，使我国的冶炼技术后来居上。
而在欧洲，直到公元 14 世纪，才炼出生铁，比中国晚了 1000 多年。我国的
考古工作者曾在江苏六合程桥出土了春秋晚期的一种铁丸，经科学鉴定，这
种铁丸就是用白口生铁铸造的。这是到目前为止我国出土并且经过分析的最
早的生铁实物，也是世界上最早的生铁实物。
“生铁”是相对于“熟铁”而言的，它是人们根据铁含碳量的多少，而
给铁划分出的两个类别，一般我们把含碳量小于 0．05％的铁叫熟铁，把含碳
量大于 2．0％的铁叫做生铁。
在我国古代，生铁最早主要是用来铸造家具和手工业用器，但到后来，
随着生铁应用范围的扩大，一些大型和特大型铁铸件便不断问世了。浙江北
雁荡山能仁寺，曾铸有一口上口直径为 2．2 米，高为 1．55 米的大铁锅，这口
大铁锅据锅上的铭文记载，重二万七千斤。五代后周时期，河北沧州还铸有
一个铁狮子，这狮子重达五万余斤。那么，这么重的铁铸件，是怎样铸出来
的呢？
沧州铁狮在河北沧县旧州城内，距沧州市 20 公里，沧州古城又名狮子
城，就是因铁狮子而得名。铁狮铸于公元 953 年。相传是周世宗北征契丹时，
罚罪人铸此，以镇守州城。铁狮身高 3．8 米，头部 1．5 米，通高 5．3 米；通
长 6．5 米，身躯宽 3 米，总重量约五万余斤，是我国早期最大的铁铸件。
铁狮栩栩如生，历经千年，雄风犹存，即使是在眼下，要铸这么庞大的
活灵活现的铁狮子，也不是一件容易的事。先人们采用的是中国传统的泥范
铸造技术，按照分节叠铸方法而成的。狮腹内壁光滑，当是用整块泥模为芯；
外观有明显的范块拼接痕迹，显然是分段接铸而成的。从拼接痕迹上看，范
块的尺寸大小不同，像四肢和左、右肋的范块就有 13 种规格。狮身各段铸范
共 300 余块，另加背上莲花盆 65 块，总共约有 400 多块外范。仅从这众多的
外范块数来看，就可见铸造工艺之复杂，也足见我国铸造技术的水平。
古代最先进的制钢技术——灌钢
世界上，在 1740 年坩埚制钢法发明之前，最先进的制钢技术，是算中国
古代创造的“灌钢”冶炼法。
“灌钢”，又称“团钢”。它是由生铁和熟铁合在一起冶炼得到的一种
含碳量较高、且质地均匀的优质钢，（含碳量在 0．05％～2．0％的铁称为钢）。
这种具有独创性的灌钢冶炼方法，至少在南北朝时期就已经发明了。除了那
些无名英雄之外，从文献记载上，我们知道的这种先进技术的最初实践者，
就是北朝东魏、北齐间（公元 550 年前后）的著名冶金家綦毋怀文。
綦毋怀文是个讲究“道术”的人，在北齐的信州做过刺史。他曾炼造出
一种“宿铁刀”。这“宿铁”，就是后世所说的“灌钢”。《北史·艺术列
传》里记录有他的这一发明创造。书中记载说：
“怀文造宿铁刀，其法烧生铁精，以重柔铤，数宿则成刚（钢）。以柔
铁为刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斩甲过三十札。”
这段话的意思是说：綦毋怀文制造有宿铁刀。他的方法是，选用品位比
较高的铁矿石，冶炼出优质生铁，然后把液态生铁灌注到熟铁上，这样几度
熔炼，就成了钢了。钢炼成之后，他便以熟铁作刀背，用钢作刀锋，并用动
物的尿和油脂来淬火。用这种方法制造的宿铁刀，能一下子砍断 30 多块叠放
在一起的胄甲片。
从这段记载中可以看出，綦毋怀文不仅最早实践了“灌钢”冶炼法，还
创造了畜尿和油脂两种淬火介质，这是綦毋怀文在钢的热处理技术上的一大
创新。在綦毋怀文之前，人们一般都用水作为淬火的介质，而綦毋怀文用牲
畜尿和动物油脂作为冷却剂，一方面扩大了淬火介质的使用范围；另一方面，
也是更重要的，是可以获得不同的冷却速度，从而得到不同性能的优质钢。
灌钢法是我国古代炼钢技术上的卓越成就。它的发明和推广，对于增加
钢的产量，改善兵器、农具和手工工具的质量，都有着重大的意义。因此，
隋唐时期，这种方法受到了冶炼家的垂青；而到宋朝，则流行于全国，并有
所创新和完善，成为当时的主要炼钢方法。在沈括的《梦溪笔谈》中，除了
记有当时的冶炼方法外，还首次提到“灌钢”一词。他说：
“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，封泥炼之，
锻令相入，谓之团钢，亦谓之灌钢。”
这话的意思是说：社会上所说的炼钢，就是在炼钢炉中，把熟铁屈绕成
盘，并将生铁片嵌在盘绕的熟铁条中间，然后用泥把炼钢炉密封起来烧炼。
待炼成后取出来锻打。用这种方法炼出来的钢，就称为团钢，也叫灌钢。
时至明代，这种灌钢的冶炼技术又有了很大程度的发展。著名科学家宋
应星在他所著的《天工开物》一书中，详细地记述了当时的灌钢工艺。他说：
“凡钢铁炼法，用熟铁打成薄片如指头阔，长寸半许，以铁片束包尖紧，
生铁安置其上，又用破草履盖其上，泥涂其底下。洪炉鼓鞴（bèi），火力到
时，生钢先化，渗淋熟铁之中，两情投合。取出加锤，再炼再锤，不一而足。
俗名团钢，亦曰灌钢者是也。”
宋应星这段话的意思是说：炼钢的方法，是先把熟铁打成像手指头那样
宽，一寸半左右长的薄片，然后用熟铁片束包扎紧，再将生铁放在扎紧的熟
铁片上面。随后，盖上破草鞋（要用沾有泥土的，这样才不致于立即被烧毁），
另外，在铁片底下还要涂上泥浆。当这一切都做完之后，把它放进洪炉里，
用劲鼓风，达到需要的温度时，生铁便先熔化成铁液，渗淋到下面的熟铁中，
两者便互相融合了。这时，就可取出锤打。经过再炼再锤，反复多次，才行。
这样锤炼出来的钢，俗称团钢，也叫灌钢。
我们不难发现，明代灌钢的冶炼方法已跟宋代大不相同：人们不再用泥
封炉，而改用涂泥的草鞋遮盖；不把生铁片嵌在盘绕的熟铁条中，而把生铁
片覆盖在捆紧的熟铁片上。这两种方法的改进是具有很大进步性的。正如杨
宽先生在《中国古代冶铁技术发展史》一书中所分析的那样：“他们不用泥
封而用涂泥草鞋来遮盖，一方面是使炼钢炉依然能够从空气中得到氧，使生
铁在还原气氛下熔化；一方面是使大部分火焰反射人炉内，以提高冶炼温度。
他们把熟铁打成薄片后夹紧捆住，无非使生铁的铁液能够准到若干熟铁薄片
的夹缝中，增加生铁和熟铁的接触面，使熟铁易于吸收生铁的铁液，能够使
碳分均匀地渗入。”
明代，除了宋应星所记述的这一改进的灌钢技术外，还产生了一种新型
的灌钢冶炼方法，这就是“苏钢”冶炼法。“苏钢”是灌钢发展的高级阶段，
灌钢的优点在这里得到了最充分的表现。
相传，“苏钢”是由江苏人发明的，所以称为“苏钢”。它的冶炼方法，
明朝的唐顺之，在他所著的《武编·前编·铁》中有简略的记载，他说：“以
生铁与熟铁并铸，待其极熟，生铁欲流，则以生铁于熟铁上，擦而入之。”
也就是说，把生铁与熟铁放在一块冶炼，等到生铁熔化，铁汁欲流时，则将
生铁水擦入熟铁中，灌钢就炼成了。
“苏铁”冶炼法创造出来以后，曾在明末、清代盛行一时，直到近现代，
还有冶炼家用这种方法炼钢，但方法又大大地进了一步。它的具体操作要点
是：
炼钢时，先把没有经过锻打的熟铁（料铁）放到炉内，鼓风加热。两分
钟后，用火钳钳住生铁的一端斜放在炉口内，继续鼓风，使炉内温度不断升
高。当炉温升到 1300℃左右的时候，斜搁在炉口内的生铁的一端开始熔化，
开始不断地滴铁水，这时，炼钢工人便用大铁钳钳住生铁在炉外的一端，左
右移动，使铁水均匀地淋到熟铁上。同时，不停地翻动熟铁，使熟铁各部分
都能均匀地吸收铁水。淋完两次后，便把熟铁夹到铁砧上锻打。去除杂质，
就得到了需要的钢坯，俗称“钢团”。
以上我们介绍了“灌钢”的不同操作工艺，这些先进的科学技术成果，
都是我国古代劳动人民的智慧结晶。正是由于他们的发明创造，使我国古代
的炼钢技术自立于世界之林，为我们中华民族争得了荣誉。
世界钟王——永乐大钟
北京海淀区魏公村东，北三环路北侧的“大钟寺”，原本称为“觉生寺”
后来因为寺里悬挂了一口非常大非常大的铜钟，所以，人们就称这座寺院为
“大钟寺”。大钟寺是清雍正十一年（公元 1733 年）修建的。它的规模可以
用“宏大”两个字来形容。自南向北依次为山门、天王殿、正殿、后殿、藏
经楼、大钟殿、配殿等。名为“华严钟”的大钟，便悬挂在大钟殿内。
大钟殿从外面看颇像天坛的祈年殿，下方上圆，高五丈，四面皆窗。大
钟便悬挂在 8 根立柱支起来的钟架上。这 8 根立柱每根都有一合抱粗，上面
绘着五彩金龙。这些金龙栩栩如生，把大钟更衬托得气势非凡。大钟通高 6．75
米，钟唇厚 22 厘米，钟口最大直径 3．67 米，总重量约为 46．5 吨。这口足有
两层楼高的大钟，上上下下、里里外外都铸满了文字，每个字 1～1．5 厘米见
方，字体恭楷端正，古朴遒劲，相传是明初著名书法家沈度的手笔。据考证，
这口大钟铸有 7 部佛经，9 项汉文咒语和 100 多项梵文咒语。总计 23 万余字，
至今钟文清晰可辨。
大钟除“华严钟”这一名称外，又称“永乐大钟”。这是因为它铸于明
朝永乐年间而得名。大钟自问世以来，一直是世界上公认的“钟王”。《大
英百科全书》把它排在世界著名古钟的榜首。1733 年，俄国沙皇为了超过中
国的这口大钟，曾不惜花费巨大的人力、财力，用了 5 年时间，在莫斯科铸
造了一口约 193 吨重的大钟。可是，还没等沙皇高兴上多一会儿，那口大钟
浇铸冷却后便裂了一条大缝，成为敲不响的哑钟。而我国的大钟，至今完整
无损，钟声远播，这不能不归功于我国先进的冶炼铸造工艺。
永乐大钟是冶炼工匠采用我国传统铸造技术“泥范法”一次铸造成功的。
它的具体做法是：先在地上挖一个大坑，用草木和三合土做好内型，上面涂
上极细极纯的泥，把写好字的宣纸反贴在细泥上，刻好阴字，再加热烧成陶
范，然后再一圈圈地做好外范。最后，将熔好的铜汁一次灌入，大钟便铸成
了。
这做法说起来简单，实际上是一种巧妙而又需要熟练技巧和很好组织协
同的工艺措施，哪一环节出现偏差，都可导致铸件的失败。别说是在古代手
工业生产技术的条件下，就是在今天，要成功地浇铸 40 多吨的大铸件，也不
是一件容易的事。由此可见，当时我国工匠们的冶铸技术已经达到了炉火纯
青的地步。
经专家们用现代科学方法测量，大钟的合金比率非常科学合理：其中铜
80．54％，锡 16．4％，铅 1．12％，还有其他一些少量金属元素。专家们认为，
正是由于这种合理的合金比率，才使得大钟质地坚固，硬度适中，虽经重击，
音质也不受破坏。大钟的钟声声级可达 120 分贝，在声音传播条件好的情况
下，声响可传百里之遥，而且能持续 3 分钟之久。更令人不可思议的是，大
钟的振动频率与音乐的标准音频率相差无几。钟壁自上而下，还可依次分出
高低不同的音阶。难怪日本著名声学家北村音一教授在聆听了大钟的钟声
后，赞叹地说：“这是我听到的世界上最美妙的钟声。”
植物纤维的最早利用——葛布
葛布是用葛的韧皮作原料，经过一系列加工纺织而成的织物。葛是一种
多年生的草本植物。它的叶子挺大，茎蔓生，开着紫红色的小花。喜欢生长
在气候温暖湿润的山区。
我国利用葛的历史非常悠久。还是在旧石器时代的时候，我们的先人便
知道挖取葛的根来作食物，并用�
