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来源：《西域研究》2021年第3期  清代乌鲁木齐铁厂生铁 炒炼效率问题 李延祥 纪昀曾于谪戍新疆期间曾创作一首描述炼铁的诗，收入其《乌鲁木齐杂诗》中，诗曰：“温泉东畔火荧荧，扑面山风铁气腥。只怪红炉三度炼，十分才剩一分零。”其下自注：“铁厂在城北二十里，役兵八十人采炼，然石性绝重，每生铁一百斤，仅炼得熟铁十三斤。”这首诗描述的历史事实的时间、地点等，已有多位学者考证。但此诗自注中描述了铁厂冶炼生铁并炒炼成熟铁的过程，其中相关数据涉及炒炼效率问题，似有所误。 生铁炒炼是中国古代独特的制钢或熟铁工艺，其起源可追溯到战国时期。其具体过程是将液态生铁（含碳约4%）在炒炉中搅拌，使之与空气充分接触，生铁中的碳会被氧化而脱除，达到钢（含碳量0.02%～2.06%）或熟铁（含碳量低于0.02%）的程度，以获得钢或熟铁。炒炼过程中会有相当量的铁被氧化形成高铁炉渣，故生铁中的铁在炒炼时不可能全部转化为钢或熟铁。炒炼所得产品含碳量越低，被氧化成渣的铁量就越高。纪昀的炼铁诗所述即为炒炼成熟铁的情形。 纪昀诗中“十分才剩一分零”及注中“每生铁一百斤，仅炼得熟铁十三斤”，指的是同一事实，即一百斤生铁炒炼成熟铁，其效率为13%。这一效率值明显偏低，与同时期的其他文献不相符合。 《乌鲁木齐政略》有两段相关记载：“（乾隆）三十七年，参赞大人索（诺木策凌）委员监视采炼，实在每荒生铁一百斤炼成生铁七十二斤，每生铁七十二斤折打熟铁一十五斤，奏准更正将匿报之员交部议处 嗣后照新定之数办理。”“（乾隆）三十八年，大人索（诺木策凌）等奏明，……经道、厅议定章程内：挖铁一百五十名，每名日挖生荒铁二斤，共三百斤，每季共挖生荒铁二万七千斤，合计一年共挖生荒铁十万八千斤。每生荒铁一百斤可打折熟铁十五斤，共计一年可得熟铁一万六千二百斤……。”[1]这两段记载中的“荒生铁”“生荒铁”应指同一事物。“每名日挖生荒铁二斤”是指经过选矿处理的精矿，即纯净的铁矿石，否则不至于每名矿工一天仅挖得二斤。“每生荒铁一百斤炼成生铁七十二斤”，按生铁冶炼回收率接近百分之百计，入生铁炉的矿石含铁量应为72%，正与赤铁矿（Fe2O3含铁70%）或磁铁矿（Fe3O4含铁72%）成分相符，也说明用于生铁的“生荒铁”是纯净的铁矿石。从这两段记载可知，当时100斤精矿即荒生铁可以练得生铁72斤，72斤生铁经炒炼后可获得熟铁15斤，折合炒炼熟铁的效率是20%，而不是据现存诸版本纪昀炼铁诗及注字面数字所核算的13%。 另据吴元丰查阅军机处满文录副奏折[2]2460-009，铁厂投产初期，每100斤荒生铁能炼生铁70斤，每70斤生铁能炼熟铁13斤半。至乾隆三十七年，因冶炼技术的提高，产铁比例稍有增加，每100斤荒生铁可炼生铁72斤，每72斤生铁可炼熟铁15斤。纪昀是在乾隆三十四年至三十五年戴罪乌鲁木齐的，故他记录的数据是诗词正文中的“十分零”及注中的“十三斤”。 综上，纪昀炼铁诗注中将“荒生铁”误为“生铁”，这极可能是笔误，或他不晓炼铁技术内涵所致。从注中的“然石性绝重”字句看，笔误的可能性较大。
[1]《乌鲁木齐政略》合校笺注，见颜世明：《〈乌鲁木齐政略〉研究》，新疆大学硕士学位论文，2011年，第176～177页。 [2] 吴元丰：《清代乌鲁木齐铁厂研究》，《西域研究》1998年第3期，第29～38页。 （作者单位：北京科技大学科技史与文化遗产研究院） 编校：杨春红 审校：王文洲 审核：陈 霞 |
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