冶鐵博物館陳展框架序言鐵礦石是地殼主要組成成分之一，鐵在自然界中分布極為廣泛，但人類最早發(fā)現的鐵是從天空落下來的隕石.利用鐵也比黃金和銅要遲，首先是由于天然的單質狀態(tài)的鐵在地球上非常稀少，其次是它容易氧化生銹，加上它的熔點（1812K）又比銅（1356K）高得多，就使得它比銅難于熔煉。西亞赫梯人是世界上最早發(fā)現和掌握煉鐵技術的。隨著青銅熔煉技術的成熟，逐漸為冶鐵技術的發(fā)展創(chuàng)造了條件，中國早在春秋戰(zhàn)國時代就已經開始煉鐵，這也是我國最早的人工冶煉。當時成為春秋首霸的齊國在管子的輔佐下國力逐漸強盛，疆域不斷擴大的同時冶鐵業(yè)也隨之高度發(fā)展，引人注意的是，淄博張店正處在齊國的腹心地區(qū)，同時淄博鐵山一帶又有著豐富多樣的冶鐵歷史文化遺產，從考古發(fā)現和文獻考證兩方面來推斷，齊國是較早掌握冶鐵技術的國家之一，那么淄博鐵山極有可能是中國冶鐵發(fā)源地。鐵的發(fā)現和大規(guī)模使用，是人類發(fā)展史上的一個光輝里程碑，它把人類從石器時代、銅器時代帶到了鐵器時代，推動了人類文明的發(fā)展。至今，鐵仍然是現代化學工業(yè)的基礎，是人類進步所必不可少的金屬材料；鋼鐵在國民經濟中占有極其重要的地位，亦是衡量一國家國力的重要標志。

代序廳隕鐵墜臨單元說明：人類最早發(fā)現的鐵是從天空墜落下來的隕石，隕石中含鐵的百分比很高，是鐵和鎳、鈷等金屬的混合物，在融化鐵礦石的方法尚未問世時，人類不可能大量獲得生鐵的時候，鐵一直被視為一種帶有神秘性的最珍貴的金屬。【創(chuàng)作畫】隕鐵墜臨操作說明：創(chuàng)作畫加多媒體投影，動態(tài)顯示隕鐵從太空飛落到地

球從而被人們發(fā)現的全過程，直觀形象，通俗易懂。【文版】早期人類冶煉技術不發(fā)達，無法從鐵礦石冶煉得到鐵,而地球自然界幾乎沒有單質鐵的存在，所以隕鐵一度是鐵的唯一來源。【物】隕鐵復制品【文版】隕鐵是來自地球之外的“客人”，是墜星的一種，含鐵量大的隕星稱為隕鐵。隕鐵的主要成分是鐵和鎳；鐵的含量一般在98%以上，鎳的含量在4%~20%之間，所以很容易鑒別.因為地球上沒有哪種礦石能夠通過直接熔煉提供含量這么高而且成分均勻的鎳。背景資料：4000多年前尼羅河流域和幼發(fā)拉底河流域的鐵珠和匕首，是由隕鐵加工而成的。可以說，人類最早使用的鐵，就是隕鐵。直到近代，馬來群島地區(qū)的馬來克力士劍依然有使用隕鐵制造。馬來人制克力士喜歡用隕鐵，一是因為馬來群島上鐵礦貧乏，且冶鐵工藝不精，二是因為隕鐵中含鎳，可以增強刀身的堅利。2011年07月19日，一塊極為罕見的巨型鐵隕石首次被外界知曉，這塊巨型隕鐵藏在新疆阿勒泰地區(qū)荒無人煙的地方，據親自前往現場考察的專家介紹，這塊鐵隕石的重量初步估計在25噸以上，也有可能超過30噸，成為中國第一大隕鐵的可能性很大，而且這塊隕鐵的形態(tài)和外觀精美異常，科學研究價值極高，可謂地球上發(fā)現的又一極為珍貴的宇宙標本。前言文明是人類進步的重要標志，通常把城市、文字和冶金術作為人類文明的三大要素。中國冶金技術是古代技術體系中的主體技術之一，冶金技術包括采礦、冶煉、鑄造加工等一系列技術，統稱礦冶技術，他們造就了中國豐富多彩的冶金文化，銅和鐵作為礦冶技術的主要產品成為冶金文化的重要組成部分，在傳統社會不僅起著物質性的基礎作用，而且大大促進了生產技術的變革，推動了社會的往前進步。在某種意義上，我們可以說：一部中華文明史，其實就是一部由銅和鐵鑄就的文明史。中國冶煉塊鐵源于公元前6世紀，約比西方晚900年，然而冶煉鑄鐵的技術卻比歐洲早2000年；中國鑄鐵的發(fā)明出現在公元前5世紀，而歐洲則遲至公元后的15世紀。由于鑄鐵的性能遠高于塊鐵，所以真正的鐵器時代是從鑄鐵誕生后開始的。社會發(fā)展的歷史表明，鑄鐵的出現是社會生產力提高和社會進步的主要標志。中國從塊鐵到鑄鐵發(fā)明的過渡只用了約一個世紀的時間，而西方則花費了近三千年的漫長路程。從這里，我們可以看到一個技術進步帶動生產發(fā)展，并進而促進社會文明進步的典型范例。第一單元：冶煉華章——冶鐵歷史廳單元說明：在早期的文明國度中，中國使用銅、鐵等金屬的年代相對較晚。但由于中國在冶鑄技術方面的發(fā)明和創(chuàng)新，使中國的冶金業(yè)很快就后來居上，躍升于世界前列，并為中國冶金文明的高度發(fā)達奠定了堅實的基礎。春秋戰(zhàn)國時期，冶鐵業(yè)在商周鑄銅技術下脫穎而出，日漸繁盛，漢代的冶鐵業(yè)，在戰(zhàn)國的基礎上又有了長足的發(fā)展，西漢中期以后，又出現炒鋼。歷經南北朝得到普遍推廣，并且更趨成熟，北宋時期又進行了傳承和創(chuàng)新，明清時期，冶鐵業(yè)逐漸出現了資本主義萌芽。第一組：春秋戰(zhàn)國時期的冶鐵業(yè)說明：早在2500年前的春秋戰(zhàn)國，就已生產和使用鐵器，逐步由青銅時代過渡到鐵器時代。春秋戰(zhàn)國時代是我國由奴隸社會向封建社會轉變的階段。促成這一社會變革的物質因素，是社會生產力的發(fā)展，勞動工具是社會生產力發(fā)展的主要標志，最早鑄鐵和使用鐵器的是春秋時代的齊國。【物】革命導師恩格斯在《家庭、私有制和國家的起源》【文版】恩格斯指出：“鐵使更大面積的農田耕作，開墾廣闊的森林地區(qū)，成為可能；它給手工業(yè)工人提供了一種其堅固和銳利非石頭或當時所知道的其他金屬所能抵擋的工具。”【文版】根據考古發(fā)掘，我國冶鐵歷史至遲開始于春秋晚期，至U戰(zhàn)國中晚期已經進入到大規(guī)模用鐵時期。鐵的冶煉和使用標志著新的生產力的出現，促進了社會發(fā)展，加速了奴隸制的崩潰和新興地主階級封建制在個諸侯國的建立；而生產關系的變革使生產力得到解放，促進了鐵器的廣泛使用。【圖】春秋戰(zhàn)國時期形勢圖戰(zhàn)國形勢圖戰(zhàn)國形勢圖【文版】齊國在春秋戰(zhàn)國時代，能成為春秋第一霸主、戰(zhàn)國七雄之一，與冶鐵業(yè)的發(fā)達不無關系。【表】齊地歷年出土鐵器表【文版】鑄鐵柔化技術是世界冶鐵史上的一大成就。我國用鐵礦石直接煉鐵，早期的方法是塊煉鐵，后來用豎爐煉鐵。在春秋時代晚期（公元前6世紀）已煉出可供澆鑄的液態(tài)生鐵，鑄成鐵器，應用于生產，并發(fā)明了鑄鐵柔化術。這一發(fā)明加快了鐵器取代銅器等生產工具的歷史進程。【場景還原】鑄鐵柔化技術參考場景：【圖版】生鐵雖然堅硬，但韌性較差，性脆易折。如果在高溫下將鑄鐵件長時間進行加熱，使其化合碳發(fā)生變化，就可以改變它的材質和性能。其中有一種方法叫鑄鐵柔化處理，通過這種處理的鑄鐵叫可鍛鑄鐵。【圖】淄博地區(qū)發(fā)掘的冶鐵遺址1.2.5.6.【文版】戰(zhàn)國冶鐵業(yè)興盛，生產的鐵器制品以農具、手工工具為主，兵器則青銅、鋼、鐵兼而有之。據記載，今山東臨淄和河北邯鄲鐵礦等，春秋戰(zhàn)國時期都已進行開采。背景資料（多媒體展臺）：戰(zhàn)國已嫻熟地使用鑄鐵柔化技術。戰(zhàn)國時期，隨著生產關系的變革，冶鐵業(yè)迅速發(fā)展起來。《管子?地數篇》載出銅之山四百六十七、出鐵之山三千六百零九，可見人們對鐵礦資源的重視和了解程度。管仲相齊時“官山海”，已對鐵的開采、生產實行管理，臨淄東周冶鐵遺址面積達十數萬平方米。戰(zhàn)國中期以后，鐵器的使用已遍及當時的七國疆域，農具有犁、鋤、臿、鏟、鐮，手工工具有斧、鑿、錐、削等。鐵器取代銅、石、木、蚌器成為主要的生產工具，標志著社會生產力有了劃時代的發(fā)展，也是戰(zhàn)國經濟繁榮、出現百家爭鳴的興盛局面的物質基礎。技術的原理鑄鐵（生鐵）雖然堅硬，但韌性較差，性脆易折。如果在高溫下將鑄鐵件長時間進行加熱，使其化合碳發(fā)生變化，就可以改變它的材質和性能。其中有一種方法叫鑄鐵柔化處理，通過這種處理的鑄鐵叫可鍛鑄鐵。按照熱處理條件的不同，鑄鐵柔化處理技術又可以分為兩種工藝：一種是在氧化氣氛下對白口鑄鐵件進行退火脫碳處理，使之成為白心可鍛鑄鐵；另一種是在中性或弱氧化氣氛下，對白口鑄鐵件進行長時間高溫退火處理，使之成為黑心可鍛鑄鐵。例如洛陽鐵鏟、長沙鐵臿等，經檢驗是以鐵素體和珠光體為基體，石墨作團絮狀析出，質量比白口鐵和灰口鐵都要好。石家莊兩件戰(zhàn)國鐵斧都經過脫碳處理，表層成為鋼的組織，內部仍為萊氏體，保留著生鐵的組織。第二組：秦漢時期的冶鐵業(yè)說明：秦所采取的政治經濟措施，促進了冶鐵業(yè)的發(fā)展，有利于鋼鐵技術的進步。漢代冶鐵業(yè)較秦有更大發(fā)展。西漢中期，武帝劉徹和桑弘羊等實行鹽鐵官營，全國設立了四十九處鐵官，人力物力相對集中，推廣先進技術。西漢三大手工業(yè)中，冶鐵業(yè)占著主導地位。【物】秦代鐵鏵（復制品）【文版】始皇陵側出土的秦代大型鐵鏵長達三百毫米，重十余斤。顯示了當時秦朝冶鐵業(yè)的發(fā)展水平。【物】秦代鐵權（復制品）【文版】河北圍場縣等地也先后出土的秦代鐵權。【圖】【文版】漢代冶鐵業(yè)較秦有更大發(fā)展，武帝劉徹和桑弘羊等實行鹽鐵官營，全國設立了四十九處鐵官，人力物力相對集中，推廣先進技術。西漢三大手工業(yè)中，冶鐵業(yè)占著主導地位。背景資料：西漢初年對鹽鐵業(yè)采取自由經營政策。漢武帝時，為增加政府財政收入，打擊工商業(yè)者，實行鹽鐵由國家壟斷經營，并設置行政機構具體管理。在中央于大司農之下設鹽鐵丞，總管全國鹽鐵經營事業(yè)，于地方各郡縣設鹽官或鐵官經營鹽鐵產銷。鹽官營的辦法是：民制、官收、官運、官銷。募民自備生產費用煮鹽，政府提供主要的生產工具牢盆（煮鹽用的大鐵鍋）以間接控制其生產，產品由官府收購。鐵的官營官府控制更緊，包括直接組織開礦冶煉，鑄造器物及銷售，即控制了生產和流通的全部過程，不像鹽的民制官收。民私自煮鹽和鑄鐵在受釱左趾的刑罰，工具有產品沒收入官。管理鹽鐵事業(yè)的官吏，多為商賈出身。鹽鐵官營雖然在增加國家財政收入，抑制商人勢力，改進與推廣先進技術方面起了積極作用，但亦不免帶有封建官營事業(yè)共有的弊病，如不少鐵器質量低劣，規(guī)格不合要求，價格昂貴，還有強迫人民購買及強征人民作役的弊病。昭帝始元六年（前81）鹽鐵之議時，賢良文學曾對鹽鐵官營大加攻擊，但事關財政收入，除罷關內鐵官外，鹽鐵官營并未廢止。漢元帝初元五年（前44）鹽鐵官曾與齊三服官、常平倉等一同罷廢。永光三年（前41）又因財政困難而恢復。王莽行五均六筦，鹽鐵官營亦是其中內容，到地皇二年（22）廢除。《漢書?貢禹傳》說：當時“攻山取銅鐵，一歲功十萬人以上”實際上包括民間開采以及《鹽鐵論》所說“家人合會”這類小規(guī)模經營方式在內，參與冶煉銅鐵的人數遠不止此。西漢末年和新莽時期以盜鑄論罪的數以十萬計，就是證明。在廣大群眾實踐的基礎上，漢代出現了規(guī)模宏大的冶鐵作坊。以河南為例，解放以來，經過普查、發(fā)掘和據文獻所載，可以確定有冶鐵遺址的所在已有十八處，所占面積達數萬平方米至十余萬平方米。其中，如鞏縣鐵生溝、南陽瓦房莊、鄭州古滎鎮(zhèn)均經大規(guī)模科學發(fā)掘。鞏縣鐵生溝發(fā)現大量經破碎揀選的礦石和木炭、鐵渣，煉爐遺址十八座和藏鐵坑、大鐵塊多件。南陽瓦房莊在三千平方米的發(fā)掘區(qū)域內，找到三個鑄造區(qū)和一個煉鋼鍛造區(qū)，發(fā)現多個熔爐遺址，“人排”遺跡，大量鐵范、泥范和各類鐵器、耐火磚等。鄭州古滎鎮(zhèn)1965年、1975年兩次發(fā)掘，發(fā)現兩座大型煉鐵高爐遺址，大積鐵多塊，其中最重者達二十多噸，烘窯十余座和大量泥范、鐵器、鐵渣、鼓風管、礦石等。溫縣西招賢村冶鐵遺址在一座烘范窯內出土三百多套完整的疊鑄泥范。這些重大發(fā)現為研究漢代冶鐵生產和冶鐵技術提供了十分重要的資料。煉鐵技術在煉鐵技術方面，以古滎冶鐵遺址為例，一號高爐爐缸呈橢圓形，面積達8.5平方米，爐高約5—6米，爐容達到50立方米左右，估計日產量有半噸到一噸，在當時技術條件下，這是相當可觀的，也是世界上絕無僅有的。橢圓形爐型反映了冶鐵工匠增大煉爐產量的重大努力和對鼓風與爐徑相互制約關系的深入認識。在古代鼓風器風量、風壓較小的情況下，這是擴大爐容，多加鼓風器，使風能達到爐缸中心的一個途徑。爐基南面的坑中重達二十余噸的大積鐵，證明高爐曾多次修筑、使用。對積鐵、鐵塊和鐵渣的分析和計算，證實漢代已有意識在爐料中加入石灰石作熔劑，以降低煉渣的熔點，改善渣的流動性和爐況。漢代的生鐵一般是高碳低硅的白口鐵。由于爐溫增高和熔鑄技術的改進，從西漢前期起，就出現質量比白口鐵為優(yōu)的灰口鑄鐵，如河北滿城劉勝墓所出車■就是用灰口鑄鐵造的。南陽瓦房莊出土的西漢東漢鐵釜、澆口各一件則是高磷灰口鑄鐵。磷份增高，使鐵水流動性改善，適用于薄壁大型容器的鑄造，即使在現代也還有這樣使用的。漢代出現這種新的鑄鐵材料，應是冶鐵工匠有意地加入咼磷鐵礦或富磷熔劑的結果。特別重要的是，在鞏縣鐵生溝和南陽瓦房莊出土的鐵器組織中還發(fā)現了質量十分優(yōu)良的球狀石墨（鐵生溝鐵鏟和瓦房莊鐵鍍），與現行球墨鑄鐵國家標準中的一類A級球狀石墨相當。球墨鑄鐵是1947年才在英國研制成功的一種高強度鑄鐵材料，目前在工業(yè)生產中應用廣泛。在其研究過程中曾受到韌性鑄鐵中偶而出現的球狀石墨的啟發(fā)。而我國早在西漢后期已出現了球墨鑄鐵，可說是冶鑄史上的一個奇跡。制鋼技術漢代工農業(yè)生產和軍事活動的需要，使各種制鋼技術得到蓬勃發(fā)展。西漢前期劉勝墓所出鋼劍，經檢驗是由塊煉鐵滲碳反復鍛打而成的，由于鍛打次數增多，鋼的質量比戰(zhàn)國燕下都鋼劍有明顯提高。到了東漢時期，又出現了以炒鋼為原料的經“三十煉”的金馬書刀和鋼刀。《漢金文錄》著錄的永元錯金書刀，銘文為“永元十六年（公元104年）廣漢郡工官..卅煉史成長荊守丞主”。1974年山東蒼山縣出土的東漢鋼刀，銘文有“永初六年（公元112年）五月丙午造卅煉大刀吉祥”，為接近共析成份（碳含量千分之八）的高碳鋼鍛成。稍后一些時期，在東漢中平年間（公元184—189年）又出現具有“百煉清剛”銘文的百煉鋼刀。另一卓越的制鋼工藝一一鑄鐵脫碳成鋼，則是從高度成熟的鑄鐵柔化術衍變而來。通過長期反復的實踐，漢代冶鐵工匠對于生鐵的機械性能隨著碳份的高低而變化這一點已有深入的認識。在實踐上，他們能夠把碳含量達4%左右或更高的鑄鐵，經過脫碳使內層也消除白口鐵的組織，通體都成為高碳鋼。這樣，就創(chuàng)造了一種在固態(tài)下通過高溫脫碳處理，把生鐵變成鋼的先進工藝。鄭州東史馬出土的東漢鐵剪和南陽東漢鐵戟等，就是這樣制成的。由于生鐵在澆注過程中，非金屬和金屬夾雜物可上浮撇去，金屬組織較為純凈。因此，鑄鐵脫碳后所得到的鋼，和現代碳素滾珠軸承鋼的質量相近。這種制鋼工藝從目前資料看，是我國所獨有，很有獨創(chuàng)精神。西漢時期鋼鐵技術最重大的成就是炒鋼（或炒鐵）的發(fā)明。它是在地面上挖出缶狀爐缸，內層涂以耐火泥，上置頂蓋，做成炒鋼爐。冶煉時，將生鐵料燒成熔融或半熔融狀態(tài)，鼓風吹煉并加攪拌，使成為熟鐵，或在有控制地脫碳的條件下成為低中碳鋼以至高碳鋼。流傳至今的傳統煉鋼工藝仍沿用了這種方法。因為它以生鐵為原料，價廉易得，生產率高，因此和其它制鋼方法相比，有極大的優(yōu)越性。它的出現和逐步推廣改變了整個冶鐵生產的面貌，是鋼鐵發(fā)展史上有劃時代意義的大事情。炒鋼技術及熱鍛制鋼，大大促進了百煉鋼的發(fā)展，使之進入成熟階段。鞏縣鐵生溝和南陽瓦房莊都出土有炒鋼爐，說明炒鋼技術可能在西漢中期或稍遲時已經發(fā)明。東漢時期鐵器種類增多，鍛鐵器比鑄鐵器有明顯增加，銅兵器全被鐵兵器取代，社會生產力也較西漢有提高，這和炒鋼的發(fā)明和推廣是分不開的。制鋼術的進步，需要更多的生鐵作原料，從而促進煉鐵技術的發(fā)展。鞏縣鐵生溝似已試用煤來冶鐵。用煤作燃料是冶鐵技術提高的重要因素。在鼓風技術方面，東漢時期以水力為動力，創(chuàng)制了“水排”鼓風裝置，在鋼鐵史和機械史上都有重大的意義。從南陽地區(qū)諸冶鐵遺址的實地調查看,有些煉爐即建在河邊，很可能采用水力鼓風。南陽自戰(zhàn)國以來即以冶鐵著稱，南陽大冶孔僅曾任西漢大司農和大農丞領鹽鐵事等要職，境內又有豐富的水利資源，“水排”在這里產生是很自然的。鑄造技術在鑄造技術方面，漢代使用鐵范和韌性鑄鐵更加廣泛，技術上高度成熟。如南陽瓦房莊出土經檢驗的鐵農具就有八件是韌性鑄鐵的，并且大都是質量較好的黑心韌性鑄鐵。它們鑄作精細，退火完全，有的和現代韌性鑄鐵已無原則區(qū)別。溫縣烘范窯出土的疊鑄范是戰(zhàn)國齊刀幣疊鑄技術的進一步發(fā)展。其中共有十六類鑄件，三十六種規(guī)格，如各種車馬器和權等，最多的一次可鑄得八十四件鑄件，工藝設計和制作都十分精巧。為了易于清理、打磨，內澆口薄僅2毫米，采用預熱鑄型澆注。這一技術在解放后多年內仍被一些工廠用以大批量地鑄造紡織機、縫紉機的零件。漢代《淮南萬畢術》說：“曾青得鐵則化為銅。”“曾青”指天然硫酸銅。它與鐵作用得金屬銅。這就是膽銅法，它開創(chuàng)了水法冶金的新途徑。關于銅鏡鑄造方面，長期使人們感興趣而又眾說紛紜的是透光鏡的鑄作。河南省博物館所藏西漢銅鏡一面，經過測試，證實有“透光”效應①。近年來經用現代科學方法研究與試制，已經弄清楚它的作用機理，主要是由于鏡體很薄，又在背面鑄出花紋，冷卻時造成鑄造應力，再加磨制，而使鏡面具有微小的曲度，這樣在光的照射下，就可將鏡背花紋、文字反映出來。漢代一些少數民族如居住在滇池周圍地區(qū)的滇族具有發(fā)達的青銅文化。石寨山、李家山等處先后出土的大批青銅器和銅柄鐵劍等，造型、鑄作都很精美。其中，如貯貝器蓋的細小部件，應是用失蠟法鑄成的。大量青銅農具（如斧、謬.等）的出土，證實這里也和商周時中原地區(qū)一樣，曾使用青銅農具進行耕作。漢代式樣的“滇王之印”和銅洗，又說明漢代在云南設郡后，這一地區(qū)和中原的聯系有所加強，加速了經濟、文化發(fā)展。此外，如廣西嶺溪縣等地出土的五銖錢、銅鼓等，也是各民族間文化交流，共同發(fā)展的實物例證。①趙新來：《介紹一面西漢透光鏡》，《河南文博通訊》1979年3期。第三組：魏晉南北朝時期的冶鐵業(yè)魏晉南北朝:百煉鋼技術已相當成熟，還發(fā)明了把生鐵和熟鐵合煉成鋼的灌鋼法。組：隋唐的冶鐵業(yè)隋唐:冶鑄業(yè)已普遍采用了切削、拋光、焊接等工藝。第五組：宋元時期的冶鐵業(yè)宋兀咼爐第六組：明清時期的冶鐵業(yè)明朝:廣東佛山冶鐵業(yè)，一天產鐵量達到六七千斤；云南采礦業(yè)也很有名。清朝：廣東冶鐵業(yè)出現資本主義萌芽。明清高爐，活門木風箱、活塞木風箱、煤炭煉制、鑄造工藝第七組：近現代冶鐵業(yè)第二單元：一鐵多得一鐵的用途第一部分：鐵元素（什么是鐵）第一組：地球上質量比例最高的金屬——鐵英文名陳、化學符號、原子序數、氧化形式等第二組：鐵的性質物理性質、化學性質、原子性質第三組：主要來源第四組：名稱由來英文名稱、中文名稱第五組：分布范圍第六組：制備情況第二部分：鐵的用途和意義鐵器的使用極大的促進了農業(yè)的發(fā)展，并和牛耕技術的使用一起極大地提高了生產力間接地促使奴隸制度的瓦解，推動了向封建社會的轉變。鐵與鋼鐵與兵器鐵與農業(yè)鐵與工業(yè)鐵是工業(yè)部門不可缺少的一種金屬