鐵骨漢風天下雄——從鄭州古滎漢代冶鐵遺址的考古收穫談起

1975年，鄭州市文物部門在古滎鎮對古滎冶鐵遺址冶鍊區進行了首次考古發掘，發現兩座大型煉鐵爐殘跡，東西並列。其中位居東部的一號煉鐵爐結構複雜，規模最為宏大。在一號冶鍊爐南面不遠處，填埋有大小不等的10餘個積鐵塊。積鐵塊是由於凍爐事故造成的爐內鐵液結塊，其中3塊屬「大麥克」型，重量超過20噸。2號爐建在早期爐基之上，呈南寬北窄的「凸」字形狀，面積稍遜於1號爐基，但建築風格和方法與1號爐基相同。在煉鐵爐周圍還有水井、水池、四角柱坑、船形坑等冶鐵配套設施以及礦石場、32座陶窯、兩處爐渣坑。這次發掘還出土很多陶范、陶器、鐵器與熔爐的耐火磚、鼓風管殘塊。在陶模和鐵器上刻鑄有「河一」銘文，證明這處冶鐵作坊應為西漢中晩期河南郡第一冶鑄作坊。冶鐵高爐是目前發現的西漢中晚期容積最大的煉鐵爐，標誌著冶鐵鑄造技術居於當時世界領先水平。

2015年8月至2016年6月，為配合滎陽故城遺址公園建設，在市文物局的支持下，鄭州市文物考古研究院與鄭州市古滎漢代冶鐵遺址博物館對冶鐵區南部進行考古發掘，揭露面積1250平方米，清理出東西並列的長廊型房基兩座以及水井一眼、窯址一座、水池一個，對船形坑進行復挖和解剖，為深入了解冶鐵遺址功能區分佈及冶鑄工藝流程提供了珍貴的實物資料。古滎冶鐵遺址面積12萬平方米，至今發掘面積只有2950平方米，根據發掘情況及其相關研究成果，大致談談其功能區的布局、工藝流程和一些重要的學術意義。

冶鐵遺址功能區布局情況

從古滎冶鐵遺址發掘出的遺迹現象及其布局位置看，有冶鍊高爐、礦石料場、道路、四角柱坑、水井、水池、船形坑、窯址、房基和灰坑等，分屬冶鐵、鑄造、服務保障等三大功能設施。冶鐵區的中心是兩座冶鐵高爐，並以此布局相關設施：四角柱坑是為冶鍊爐上料的高架設備，處於兩爐與礦石料場之間，這樣就組成一個便利完整的上料系統；1號高爐南有水井，北有磚砌的水池，便於冶鐵用水之需，這種供水系統也是比較合理的；1號爐北部、2號爐西南是巨大的爐渣堆積區，1號爐南部是積鐵塊填埋坑。窯址分佈於冶鍊場周邊附近，具有烘范、鐵器加熱處理或燒制陶器、陶范等作用，應與鑄造鐵器有關。從整體情況看，冶鐵和鑄造應是一條龍式的，如此盛大規模和複雜的工藝流程只是遺址發掘部分所展現的粗略概況。這樣的熔爐應是冶鍊鑄造相間操作的，即冶鐵一段時間，出一次鐵水，澆注一批鑄范，然後再繼續冶鑄。當熔煉過久或鑄范澆畢，需適時停爐，冶鑄工匠必須精確地掌握熔爐的操作程序。

2015年至2016年發掘的區域主要有兩座長方形房基、窯址、水井、水池和灰坑等，都屬北部冶鑄場服務性的工作區，其中兩座房基、窯址開口地表之下，應是與1號2號煉鐵爐同時期建築，中間的水井、水池包括H1、H5灰坑（水池的可能性較大）則為較早的設施。

生鐵冶鍊的歷史地位和學術價值

根據考古發現，最早的冶鐵高爐產生於漢代。漢代的冶鐵高爐遺址在河南、江蘇、北京、新疆等地都多次被發現，而鄭州古滎鎮一號高爐是容積最大、結構最先進的一座。經過復原，橢圓形爐體高6米，長徑兩側各設置二個鼓風口，這種爐體結構能克服風力吹不到中心的難題。夯土技術是傳統的建築手法，在古滎冶鐵高爐建造中不論是盤築爐基還是夯築爐壁，都智慧地運用了這項技術，故能把冶鐵爐建造得既高大結實又十分保溫。這種結構的高爐，是當時最先進的煉鐵設備。改進后的煉鐵爐能夠容納50立方米的鐵礦石料，每天生產生鐵達1噸之多，可見煉鐵效率之高。古滎冶鐵遺址發現2座煉鐵爐基，如果同時生產，年產量可達720噸。在2000年前，這個產量不僅在，就是在整個世界也都是第一位的，絕對是驚人的偉大成就。

冶鐵技術最早出現在小亞細亞的赫梯帝國，赫梯人掌握冶鐵技術是在公元前1400年左右（商代中期），包括後來的西方國家直到公元14世紀，一直處在冶鐵技術早期的塊煉鐵階段。塊煉鐵是含雜物較多的海綿狀固體鐵塊，質地柔軟，能鍛不能鑄，難以製作形狀較複雜的器物。這主要是煉鐵爐構造、鼓風、燃料等技術決定了爐溫不能使鐵質熔成液體所致。因此，冶鐵技術的原始使得產量不大，品質不高，鐵器在生產生活和軍事方面的應用十分有限，並不能完全替代銅器在社會發展中的地位。

冶鐵技術傳入中原后，在發達的青銅冶鍊技術的基礎上，運用煉銅爐結構方面的技術成就，改用煉鐵高爐，提高鼓風能力，很快發明了冶鑄生鐵、炒鋼等技術，秦漢以後的冶鐵技術就長期領先於世界。生鐵（也叫鑄鐵）則是在攝氏1150到1300度的高溫下冶鍊出來的。生鐵出爐時呈液態，可以連續生產，澆鑄成型，非金屬雜質少，質地比較堅硬，生鐵的冶鍊工藝和技術均比塊煉鐵要求更高。這種把鐵熔化成液體的技術是需要煉爐科學、礦石揀選、礦料裝爐、鼓風、燃料等一系列技術綜合達標才能完成。重達20餘噸的積鐵塊就是煉成的鐵液停滯在爐腔而不能完全流入熔池形成的事故，嚴重的凍爐事故往往會造成停爐生產。這樣「大麥克」型的積鐵塊在古滎是深埋地下的廢料，這種情況也只能出現在漢代高爐煉鐵，從側面反映出當時巨大的冶鐵生產能力。的生鐵冶鍊顯然是最先進的冶金技術，是世界冶金髮展史上的一次大革命，推動了生產力巨大發展。

在古滎冶鐵遺址發現梯形鐵塊30多公斤。這些鐵塊經化驗含碳量僅有0.1%，是退火脫碳處理的鑄鐵鋼坯。梯形鐵塊就是古滎冶鐵作坊生產的優質鋼鐵產品，分銷各捷運鋪後由鐵匠煅制具體的鐵器用具。這項製造鋼鐵的方法就是炒鋼技術，即將生鐵炒到成為半液體半固體狀態，利用鐵礦物或空氣中的氧進行脫碳，藉以達到需要的含碳量。炒鋼技術的發明，也打破了生鐵不能轉變熟鐵的界限，使塊煉鐵、生鐵原先各行其是的兩個工藝系統進一步結合，成為統一的鋼鐵冶鍊體系。

從塊煉鐵到鑄鐵發展到鋼鐵，應有很長的循序漸進的發展過程。由於有成熟的青銅冶鍊技術作基礎，古代冶鐵技術一開始就是高起點、大發展階段，三項技術幾乎是並列出現的，西方國家開始煉鐵的時間比要早，但直到公元14世紀才出現鑄鐵，反而比落後了近2000年。

《鹽鐵論·水旱篇》云：「農，天下之大業也；鐵器，民之大用也。器用使得，則用力少而得作多，農夫樂事勸功。」從古滎遺址出土大量農具產品看，由於採用高爐煉鐵和鋼鐵產量提高，鐵器已推廣普及到社會各領域中及日常生產生活，促進了經濟文化的極大發展。漢代雄厚強大的國力，就是在發達的冶鐵業基礎上昂揚崛起的。

冶鐵盛名的「天下名都」

滎陽故城始建於戰國時期，秦漢時期盛興，北魏孝文帝太和十七年（公元493年）城廢。滎陽故城北依邙山黃河為險固，南以嵩岳作屏障，西據虎牢伊闕之關隘，東達齊魯有河淮水利，自古華夏繁榮腹地，歷來兵家必爭之樞紐。由於水土自然條件優越，水陸交通便利，農商手工業發達，秦漢時期滎陽城號稱「天下名都」。

古滎漢代冶鐵遺址就位於滎陽故城西門外200米處。蔚為壯觀的兩個煉鐵高爐，眾多與之配套的水池、水井、船形坑、烘范窯、長廊形作坊、鐵礦石料場等建築設施以及陶范、鐵器、陶器等器具，生產十幾種鐵器品牌，說明這個遺址不僅規模龐大，而且擁有巨大的生產能力。一些鐵器和陶范上鑄刻有「河一」銘文，證實這就是聞名遐邇的河南郡第一冶鑄作坊。

在漢代，由於鐵器的廣泛使用，冶鐵業事關國計民生，成為國家經濟發展的支柱行業，元狩四年（公元前119年）漢武帝將冶鐵業收歸國營，由中央統一管理。據《漢書·地理志》記載，全國設置鐵官49處，各轄若干冶鐵作坊。地處中原的河南省，發現漢代冶鐵遺址最多，是西漢時期最重要的冶鐵基地。河南境內漢代鐵官設有6處，而且規模都比較大。根據考古資料，鄭州古滎冶鐵遺址出土鐵器上有「河一」銘文，應為河南郡第一冶鐵作坊；鞏義市鐵生溝遺址出土鐵器上有「河三」銘文，應為河南郡第三冶鐵作坊；南陽瓦房庄遺址出土鐵器上有「陽一」銘文，應為南陽郡第一冶鐵作坊。目前發現的冶鐵遺址有30餘處，面積達到1萬平方米的已屬大型作坊，面積12萬平方米的古滎冶鐵遺址是當之無愧的西漢冶鐵方面的龍頭作坊，為漢代經濟文化發展做出了重要貢獻。

古滎冶鐵遺址出土鐵器318件，其中有犁、犁鏵、鏟、錛、钁、臿等農具206件，還有圓鐵夯、釜、燈盤、釘、鉤等生活用器，另有少量的鑿、矛、齒輪等其他器具和兵器。鐵鏟、犁鏵、钁等10餘件鐵器或陶范上刻鑄有「河一」銘文，表明這些鐵器是作坊生產的品牌產品。古滎冶鐵遺址僅出土4件鐵矛兵器，採用熟鐵鍛打，質地堅硬、刃部鋒利，延展性能比銅器更加優越，擴大了士兵的攻防範圍。梯形鐵塊的脫碳鋼坯，可能更適於銷往各地的鐵鋪以便鍛造所需的鐵器。如此看來，由於漢代的冶鐵業發展，成為最早進入鋼鐵時代的古代國家，為漢武帝時代鑄就了雄霸天下的「鐵骨漢風」。羅馬學者普利尼在《自然史》中就曾特別提到，漢代的鑄鐵製品品質最優，享有盛名，在當時的羅馬帝國備受青睞。