第五节冶金

　　第五节 冶金 清代冶金业超过了明代中叶的水平。据地质调查所统计，1916年全国旧法炼铁产量为17万余吨，清代晚期铁的产量当与之相近。铜大量用于铸钱。康熙年间（1662—1722）云南东川等地铜的最高年产量达1400余万斤，称为滇铜，其中1100万斤以上用于铸钱。此外，锡、铅、锌的生产有较大发展，白铜生产也有相当规模。

　　 炼铁 清代炼铁炉的规模与明代大体相同，据屈大均《广东新语》记载：“炉之状如瓶，其口上出，口广丈许，底厚三丈五尺，崇半之，身厚二尺有奇”，筑炉用灰沙盐醋，外束藤条，用木料支护，鼓风木扇高五、六尺，宽四尺，由四人操作，装料用“机车”，一昼夜可出铁12版，每版300斤，日产量约1.8吨。道光初年严如煜《三省边防备览》记汉中铁厂炼铁炉，高约6米，外用木料支护，成为方形，用风箱鼓风，由十余人轮流曳引，每座竖炉包括采矿、运输炉料在内需工匠百余人。明清时使用焦炭和“机车”炼铁是传统钢铁技术出现向现代钢铁技术转变趋势的重要标志，也是这种转变已有了现实可能性的证明。

　　坩埚炼铁是中国特有的炼铁方法。咸丰《青州府志》记载：“康熙二年，孙廷铨召山西人至此，得熔铁之法。凿取石，其精良为石、次为硬石，击而碎之，和以煤，盛以筒，置方炉中，周以礁火。初犹未为铁也，复碎之，易其简与炉，加大火，每石得铁二斗，为生铁。复取其恶者，置圆炉中，木火攻其下，一人执长钩和搅成团出之，为熟铁，减其生之二焉”。这是迄今所知坩埚炼铁最早的文献记载。坩埚炼铁的优点在于炉体构造简单，操作简便，成本低廉，适合使用当地材料。英国人宿克来1899年统计晋城、阳城、太原等地坩埚铁年产量达5万吨。

　　清代仍流传百炼钢工艺。清末魏源《海国图志》征引林则徐奏章：“至熟铁则不可铸而但可打造。其打造之法，用铁条烧熔百炼，逐渐旋绕成团，每五斤熟铁方能炼成一斤，坚刚光滑无比。”

　　锌是从十六世纪起传入欧洲的。埃契森《金属史》提到：“1745年有一批金属锭块从广州交付给瑞典，但货船沉没于哥德堡港。大约于1842年，其中一部分锭块被打捞起来并证实为98.99％的锌。”英国勃列斯托地方于1738年开始生产锌，其工艺即源自中国。① 金属加工 清代传统金属加工工艺具有较高的水平。山西晋城、广东佛山等重要冶铁中心都有铁线行，用当地产的熟铁拔丝。粗细铁丝的逐次拉拔成形和锻造都经过中间退火①。四川泸定桥是建于康熙四十五年（1706）的铁索桥，长103米，宽2.8米，由九根铁索组成，铁索用粗9厘米的锻铁链节接续而成。四川老君桥铁索则用眼杆式链节组成。由此可见锻接质量之好。清代芜湖汤天池，梁应达以善锻铁画著称，现芜湖仍保存这一传统工艺。清代除了有渗碳热处理工艺外，还有化学热处理工艺。陈克恕《篆刻针度》记载了化学热处理工艺。

　　 铸造型范 在泥型铸造方面，成批生产的中、小型铸件已采用可重复使用的“半永久”泥型。这种工艺直到近代仍广泛流传，如创立于道光十七年（1837）的无锡王元吉冶坊即以铸造薄壁锅著称，可铸出壁厚仅0.7—1毫米厚的灰口铁锅，一副铸型可用200次左右。

　　清代宫廷手工业以失蜡法为制作爵、铏、簋、豆等艺术铸件的主要工艺手段。据《广储司磁器库铜作则例》记载，爵的蜡模是用“剥蜡法”制作的，即将蜡片在模板上压制花纹，再焊接成器形。据记载，剥蜡法和拔蜡法在明清时期都是常规工艺，有很细的分工和工料定额。

　　 铸炮铁范 清代创制了铸炮铁范。魏源《海国图志》所辑《铸炮铁模图说》详细论述了由泥型翻制铁范，再用铁范铸炮的工艺过程。书中还总结了铁范铸炮可多次使用以及节省人力、物料，生产效率高，适合于战备需要等优点，与现代铸造工程学对金属型的认识是基本一致的。此书作者龚振麟重视学习西方先进科学技术，在传统工艺的基础上首创此法，创制了新式炮架，并于1842年撰成此书。遗憾的是，他的发明未得到广泛应用。他写的《铸炮铁模图说》一书，是世界上最早系统论述铸铁金属型铸造的专著①。

　　

　　①华觉明等：《世界冶金发展史》第592页。科学技术文献出版社1985年版。

　　①刘年增、华觉明：《首创铁模铸炮的龚振麟》，载《科学技术发明家小传》，北京人民出版社1978年版。