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宋朝後中國軍事水平低下的原因之一:用煤煉鐵
送交者: ZTer 2008年01月12日19:53:19 於 [史地人物] 發送悄悄話

中國冶鐵業長期受含磷量過高的困擾。這大概是因為鐵礦質量不好,也可能是因為鑄鐵技術的緣故。或者兩者兼而有之。中國的冬天很寒冷,因此高含磷量鐵器冷脆現象很嚴重。隨着冶煉技術的發展,封建時代後期的鐵器雜質含量其實是可以得到控制的。我見過一張表,表明宋以後的中國木炭冶煉鐵器含硫量已經普遍低到萬分之一以下,已經達到羅馬的水平(當然含磷量仍然很高,基本上都在0.1%以上)。然而,中國人終於自己選擇了一條絕路:用煤煉鐵。

  蘇軾曾做過一首《石炭行》,盛讚用煤煉鐵的好處。他認為用煤“冶鐵作兵,犀利勝常雲。”還可以節省木炭,提高爐溫。確實,煤有這兩個好處。它還降低了煉鐵的成本。然而可怕的殺手——硫,就潛伏在煤中。

  根據對出土安陽唐坡宋代冶鐵遺址出土九根大鐵錠的檢測,其含硅0.86%、含錳0.001%、含磷0.1%、含硫1.075%。含錳如此“謙虛”,含硫含磷都如此之高,這樣的鑄鐵,按現代鑄鐵標準,完全是不能用的廢品。悲哀的是這樣的次品卻是封建時代後期中國“正常”的鋼鐵!事實上考古工作者只需檢測封建時代後期鐵器中的含硫量,就可以滿有把握的判斷出它到底是煤炭煉製還是木炭煉製。

  《天工開物》卷十《冶鐵》指出,當時中國煉鐵,十分之七用煤,十分之三用木炭。考慮到中國鋼鐵含磷量本來就高,可以說明朝時期中國90%以上的鋼鐵,都成了次品廢品!用煤煉鐵,是中國冶鐵史上最巨大、最具有決定性的災難。這種災難中國古人已經有所察覺。趙士楨就指出,煤煉鐵鑄造的火器,容易炸膛。中國的鍛打、焊接技術進展緩慢,估計也跟含硫含磷超標有關。常識部分已經說過,硫會造成熱脆,而在古代,900度以上跟985度以下,是很難分清的,這就基本上斷絕了中國鐵器高溫鍛打的技術可能。而硫和磷對鋼鐵的焊接性能都有不利影響。

  解決含硫量超高的辦法,就是煉製焦炭。最早描述煉製焦炭的,是方以智的《物理小識》,這種技術估計到清朝得到了發展。焦炭能把生鐵中的含硫量降低到千分之一以下,但這是189世紀中葉以後的歐洲數據。而冶煉方法不如歐洲先進的中國煉鐵爐是很難達到這種效果的,事實上歐洲自己的早期焦炭高爐製品同樣不能達到上述數字。並且不要忘記,直到清末開始對中國傳統煉鐵方法進行科學調查時,中國仍然有很多燒煤煉鐵爐,尤其是占大頭的坩堝煉鐵法,更是煤的大用戶——因此不難理解中國坩堝煉鐵法只能煉出一些垃圾。

  用煤煉鐵不好,這點有經驗的人都會知道。世界上最早用煤煉鐵的羅馬人就沒有推廣這種技術。歐洲人在17世紀初開始嘗試用煤煉鐵,但一直沒有推廣,尤其優質鐵堅持用木炭煉製。直到18世紀初能夠大規模煉焦後才開始用焦炭取代木炭。因此嚴格來說歐洲不存在用煤煉鐵的階段,實際上是直接用焦炭取代了木炭。我們的冶金史書上說中國會用鐵煉煤比歐洲早若干年,這種說法無論從哪方面來說都是不正確的。那麼中國人為什麼一定要用煤煉鐵呢?中國人顯然不是傻瓜,之所以用煤煉鐵,是出於不得已:一、一味追求人口增值造成主要居住地區人口過於密集,植被稀少,木炭成本太高;二、沒有發展出石質建築,造成建築用木材需求量太大,進一步造成植被稀少;三、農桑結合,片面追求糧食高產,精耕細作、造成牧業持續萎縮。也就造成牧業用林極其稀少,再進一步造成木炭成本過高;四、長期鑄鐵,造成木炭極大消耗,更進一步造成植被稀少,木炭成本提高。到宋以後,中國人口密集區已經無法大量用木炭煉鐵。只能用煤。實際上看史書不難發現明朝用木炭煉鐵的地區主要是福建、廣東兩個森林面積大、雨量豐富而氣溫高(因此植被恢復容易)、人口相對較少的地區。西南少數民族能鍛造出優於漢族的刀劍,也跟那裡森林多,人口少,可以用木炭煉鐵有關(我是壯族人,我們壯族古代是長期用塊煉鐵法的,在明末也以刀劍精良聞名,當然,比不上苗族人)。

  楊寬和華覺明都有一種說法:中國至少在魏晉之後,就已經開始用煤作燃料。論據不過是酈道元《水經·濁漳水注》所引《釋氏西域記》中以下的話:“屈茨北二百里有山,夜則火光,晝日但煙。人取此山石炭,煉此山鐵,恆充三十六國用。”據說這是晉朝道安和尚的作品,所以中國在那個時候已經用煤煉鐵了。唯一的問題是:西域小國用煤煉鐵,關中國什麼事?如果因為政治原因,可以認為西域從來就是中國的一部分,那麼楊寬下面一段話更令人叫絕:“西域的冶鐵技術是從中原傳過去的,前面已經談到;這種使用煤作燃料來煉鐵的方法,也該是從中原傳過去。因此中原用煤煉鐵的方法,至少在晉代或者近代以前就開始了。我國是世界上最早用煤煉鐵的國家。歐洲用煤煉鐵要遲至16世紀。”(《中國古代冶鐵技術發展史》第88頁)一段短短的話,出了一個邏輯錯誤和兩個史學錯誤,令我懷疑他到底是不是真的糊塗。

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