炼铁技术（中国古代的铁匠都是怎么炼铁铸剑的？）
古代中国是诸候纷争的年代，那时已拥有数十万计的应征军队，把这样庞大的军队武装起来，就必须拥有一个能够大批量生产冷兵器的生产体系 。古代中国为了大批量制造冷兵器，除了制造冷兵器本身是一种高科技外，冷兵器的制造原材料—铁，特别是能够大量提供钢铁的工业是必不可少的 。就是在今天，钢铁也是制造各种兵器的最重要材料 。
▲古代庞大的军队需要大量的冷兵器，其原料来自钢铁和铁匠们的制造
在中国，钢铁总产量，根据国家官方掌握的数字（国家直接掌控经营的炼铁厂的产量和民间炼钢厂生产的铁所交纳的税额），在唐代已达到1200吨左右，宋朝为4700吨左右，明朝开国初期为11000吨左右，最高达到40000吨（2015年中国粗钢产量8.038亿吨，余下排名分别是日本1.05亿吨、印度0.896亿吨、美国0.789亿吨、俄罗斯0.711亿吨，中国产量占世界一半以上） 。
▲现代铁匠的传统打铁铺
根据所查阅掌握的材料，在十三世纪，中国已是世界上最大的铁的生产国和消费国，直到十七世纪仍保持着这一领先的地位 。从汉代到明朝，中国人不仅在数量上处于世界领先地位，而且还拥有世界上最先进的钢铁冶炼技术 。
▲古代铁匠打铁
在中国关于铁的最早冶炼使用，也是从天产陨石提供的陨铁开始的 。而正式开始铁的生产，是在战国时代，这从出土古兵器文物挖掘已得到证实，因为在中国各个朝代的首都遗址均发现了生产铁的遗址 。但是在战国时代，作为制造兵器原材料，还不能认为已经完全从青铜发展到钢铁的阶段 。因为在当时，钢铁的生产技术尚未成熟 。
▲桃花岛弟子、知名铁匠冯默风以烧红的铁拐曾助神雕侠杨过一臂之力打跑李莫愁
到了一统天下的秦朝，从钢铁的生产技术上来说，仍属后进国，这也可以证明上述的论点 。汉朝以后，用于生产冷兵器的主要金属，已从青铜发展钢铁 。由此可以证明，这时中国已经掌握了很高的炼铁技术，能够大量生产钢铁了 。
▲古代原始的高温炼铁炉，将铁矿石投入以高温熔炼铸成铁锭
中国的炼铁技术之所以能够居于世界领先地位，是和自古以来的不断科技进步分不开的，这可以从以下几点得到证实：
第一，能够制造1200℃以上的高温炼铁炉，从而可以进行钢铁高温下的精炼，这是关键 。
第二，发明了向高温炼铁炉输送充足空气的装置——风箱，从而实现了高温下的冶炼 。而且在炼钢方面，能够连续地供给足够空气（即始终维持高温冶炼）的高性能风箱，早在纪元前就开始出现了，而且不久又出现用水力（古代称为水排）和动物力量（称为马排）取代人力的鼓风装置，极大的提高了高温炼铁炉的供氧能力 。
▲有经验的铁匠通过观察高温炼铁炉的火色决定炼钢质量
第三，中国早从古代就不使用木炭，而是把热量高的煤炭作为炼铁的燃料 。到了北宋时代，已经普遍使用煤炭来炼铁了 。利用优质煤炭炼铁的优点，就是能够很容易地得到理想高温冶炼效果 。用优质煤炭作炼铁燃料，还有能够减少生产工序等其他方面的优点 。此外，如果用优质木炭来作燃料，当然就需要广大的山林伐木来烧炭，费时费力这就大大限制了炼铁厂的选地条件 。而使用优质煤炭作燃料，就没有这个限制了 。
▲风箱——通过底部管子连接高温炼铁炉鼓风送氧，提高熔炉温度，现代换成工业电扇送风
大家都知道，如果在低温（800~900℃）条件下熔化铁矿石，含碳量就低，而其他无用化学成份反而增多，炼出来的铁就会像海绵软木一样发软 。通过把铁矿进行反复锻造，除去多余影响铁质的有害化学成份，提高含碳量就能提高钢铁的硬度，近似炼钢生产技术，早在战国时代就开始出现了 。到了汉代，这种提高钢铁的性能的锻造技术已经相当普及了 。从实践操作中，人类又懂得了通过反复折叠锤打就能提高钢铁的硬度和韧性这个道理 。
▲早在宋代已出现水排风箱，通过曲柄、杠杆机械原理来推动鼓风《农书》
从汉代开始，就掌握了根据不同用途控制加热和锻造次数的技术，当时汉代已出现的百炼钢就证明一切，“百炼成钢”这句成语就充分显示了当时中国铁匠的聪明才智 。
▲灌钢法
打可排除钢中夹杂物，提高韧性，从而使其成分趋于均匀，组织趋于致密，细化晶粒，改善钢的性能 。古代铁匠常把精铁加热锻打上百次即成百炼钢，魏晋时代是百炼钢的鼎盛时期 。唐宋之后，因灌钢工艺的发展普及，百炼钢因生产费时费力有所减少 。
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