自铁矿还原出可锻之铁并加工成器的技术。约公元前2000纪中叶起于安纳托利亚一带,前1200年后随青铜体系崩溃而普及。西方长期用块炼法得海绵铁再反复锻打;中国则在公元前5世纪即掌握高温还原、直接铸造生铁,并发展出炒钢、灌钢等脱碳工艺,路径与西方大不相同。铁矿分布远比锡广,铁器因此第一次让金属工具进入寻常农户之手。
关于你来信所说的好铁,我基祖瓦特纳的库房中现无好铁。此时炼铁不宜,我已回复。
—— 赫梯王哈图西里三世致亚述王书信(约前1250)

历史
铁在自然界几乎不以单质存在(陨铁除外),须以炭为还原剂在高温下自矿石中夺氧,故其冶炼晚于铜。约公元前二千纪中叶,安纳托利亚与近东已能小规模产铁;哈图西里三世的信件说明当时铁仍属稀缺贵重之物,需按季节生产、按需求调拨。旧说称赫梯人垄断技术、其崩溃使冶铁外泄,近数十年学界已大幅弱化这一叙事:更可能是青铜体系崩溃后,锡的断供迫使各地转向随处可得的铁矿。西方的路径是块炼法,炉温不足以熔化铁,得到的是渗着炉渣的海绵状铁块,须反复加热锻打排渣,费工而产量低。中国则走了另一条路,至迟公元前5世纪已用竖炉高温还原,直接得到液态生铁浇铸成器(铸铁农具因此在战国大量普及),其后又以炒钢、百炼、灌钢等法脱碳制钢。欧洲要到中世纪晚期才有高炉,18世纪以焦炭代木炭,才把铁推入工业规模。
关联
参考文献
- Theodore A. Wertime & James D. Muhly (eds.),The Coming of the Age of Iron
- 李约瑟(Joseph Needham)等,《中国科学技术史》第五卷第十一分册·钢铁冶金
- Ferrous metallurgy
考据说明部分存疑
- “赫梯垄断冶铁技术”是旧说,近数十年来学界已大幅弱化此说。
- 以青铜体系崩溃解释铁器普及是主流看法,但并非唯一解释。
- 中国在公元前5世纪已铸造生铁,这有考古确证,比欧洲早约一千八百年。
- 撒哈拉以南非洲的冶铁是否独立起源,仍在争论。
史论
铁的历史意义常被压缩成“更硬的兵器”,更深的一层却在农具。青铜太贵,只能装备贵族与军队;铁矿遍地,铁犁铁锄可以进入寻常农户之手,耕作面积与人口随之上一个台阶。技术的社会效果,往往取决于它成本的下限。中西两条冶铁路径的分岔也是一处极好的教材。中国早于欧洲近一千八百年掌握生铁铸造,这一事实在“西方中心”的旧教科书里长期缺席;但同样要避免把它翻转成另一种优越叙事。生铁路线的形成,与中国竖炉形制、高磷矿石、鼓风与燃料条件都有关,是一组具体条件的结果,不能当作民族禀赋的证明。