第2部分

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工破碎的砂粒。石英顆粒有裂紋出現，玻璃相中析出針狀莫來石晶體，有流動結構，均說明當時化鐵爐能夠達到相當高的溫度。　從遺址中出土的大量鼓風管的情況推測，化鐵時有可能已試用換熱式熱風裝置，有一種陶質鼓風管，外敷厚約45mm的草拌泥，下層泥料表層燒熔下滴，靠近拐角處的泥料熔融順角流下，據測定溫度，燒琉溫度當在1250℃～1280℃之間。風管的這種燒琉狀態，有一種解釋認為，它可能是架設在爐頂上，作為預熱管道使用的。

此外，在出土的大量碎鐵塊和熔渣中，有不少梯形鐵板和鏵、鍤、錛、钁、鋤、斧等鐵器殘片（厚度約40～70mm）。這些遺物可能是化鐵爐所用原料，方形的鐵砧和鐵錘，既是鍛造工具，又是用來破碎原料的工具。大量的木炭渣表明所用燃料為木炭，爐中殘留木炭凝塊，有的與表面微熔的鐵塊凝結在一起，某些器形尚能辨認。由這種現象推測可能是分層裝料的結果。從出土的爐襯看，斷面明顯分成三層，至少已經過兩次停爐和補爐，補爐的材料與耐火磚所用材料相同。根據出土的遺物推測，對於這樣大的熔爐，當是半連續操作的，每過一定時間，出一次鐵水，澆注一批鑄範。當熔鍊過久或鑄範已畢需適時停爐。這說明漢代工匠已很好地掌握了熔爐的操作程式。漢代鑄造技術，在戰國時代鑄造鐵器和銅器的技術上又有所發展。這時鑄造所用的範有泥範、陶範和鐵範，特別是鐵範的使用，使鑄造鐵器的質量及效率均有不同程度的提高。從南陽瓦房莊發掘出的各種模及範來看，其工藝過程大致如下：制模工人就地選取黃粘土，羼入35％左右的細砂，加水調泥，製成模版，然後精工細雕地挖模面，按照嚴格的尺寸要求，塑制不同模面上的各個部位的形體。模面制妥後，塗上塗料涼幹，這是首先的必要的制模工序。在澆鑄之前，先合模，糊加固泥，再將鑄模送入窯中烘烤，到一定溫度之後停烘出窯，乘熱澆鑄鐵汁，在澆注時將澆口、冒口注滿鐵汁，以適應模腔收縮的需要。待鐵汁在模腔中凝固到一定程度之後，開啟加固泥，脫去泥模，再打掉澆口鐵，即可獲得鐵質的鑄範。然後把鑄出的鐵上範、鐵下范進行合範，再將鐵範芯插入範腔中，並用某種鐵工具將鐵範捆紮夾固，以免澆注時鐵汁的熱漲作用而開裂。合範後，也可能入窯烘烤，乘熱澆注鐵汁，待鐵汁凝固到一定程度之後，開啟鐵範，並打掉澆口、冒口鐵，便獲得產品。　鑄造技術方法的發展還表現在疊鑄技術方面。疊鑄技術就是把許多範片或範塊層層疊合起來，用統一的直澆道，一次澆鑄出多個鑄件。這種方法在戰國時已經發明（梓溪：《談幾種古器物的範》，《文物參考資料》1957年8期。），它主要適用於小型鑄件的大量生產。到漢代疊鑄技術又有了進一步發展，如河南溫縣發掘的一處漢代烘範窯，出土有500多套疊鑄範，有16種鑄件，36種規格，一套範有4～14層不等，每層有1～6個鑄件，最多的一次可鑄84件，這樣就大大提高了生產效率。南陽瓦房莊冶鐵遺址出土有幾件疊堆微熔遺物和三至五個“V”字形鐵犁鏵套疊遺物等，充分證明南陽是最早採用雙堆疊鑄技術的冶鐵大郡。　鑄範的設計也相當科學，範腔之間的泥層很薄，為使範面緊湊儘可能減少吃泥量，有些範的直澆口製成扁圓形，合範用的榫卯定位結構也按此原則予以佈置。範的外形與範腔相吻合，不少鑄範削去角部，使邊厚儘可能一致，不但可以減少範的體積和用泥量，而且使散熱更加均勻，提高鑄件質量。　範芯的製造，除自帶泥芯外，形狀簡單的用泥條捺入芯座內。複雜的，如車（車口）泥芯，用泥質對開式芯盒製成。南陽瓦房莊發現的東漢時期多堆式疊鑄（車口）範，範塊採用對開式垂直分型面，兩堆鑄範共用一個直澆道，使金屬實收率更高，澆注時間更少，說明疊鑄技術有了進一步的發展。

鍊鋼的方法，特點和應用

1）電弧爐鍊鋼

電弧爐的基本構造如圖1所示。利用電弧產生的熱量來熔化爐料和提高鋼液過熱溫度。由於電弧爐不用燃料燃燒的方法加熱，故容易控制爐氣的性質。可按照冶煉的要求，使之成為氧化性或還原性。電弧爐成為在鑄鋼方面應用最普遍的鍊鋼爐。

2）感應電爐鍊鋼

鍊鋼採用無芯感應電爐，其工作原理和構造鑄鐵的電爐相同。爐體結構與外觀如圖2所示，主要包括感應器和坩堝兩部分。但由於鍊鋼需要消耗更多的熱量，故在輸入功率方面比同樣容量的熔鍊鑄鐵用爐大。鍊鋼用的感應電爐依爐子容量（坩堝直徑）的不同而採用不同的頻率，容量在10kg左右的用高頻