冶金制造工艺的起源与发展
早在6000多年前的仰韶文化时期,我国中原地区即有冶铜术的萌生。在4000多年前齐家文化墓葬中出土了铜指环、铜镜等。到了公元前2500年的龙山文化时期,河南、山东、甘肃等地已能冶炼原始青铜和黄铜,并已能打制和铸制小型铜器。
夏代进入青铜时代,商周是青铜时代的繁盛时期,青铜制品大量涌现,其在造型、装饰、色泽处理上都十分精美。青铜器被广泛运用到社会的各个方面,日用器具数量很多,有些动物形状的器皿栩栩如生。
春秋战国时期,金属工艺有了很大发展,金银器和用金银装饰的器物已经出现。生铁冶铸工艺有了划时代的发展,创造出铸铁柔化处理技术,是世界冶铁史上的一大成就,这项发明比欧洲早两千年以上。此外,铁范铸造、炒铁等一系列工艺的发明也影响至为深远。
汉代,铁器开始广泛应用。经过两汉魏晋南北朝的长期摸索,生铁制钢技术趋于成熟,形成了独具特色的传统钢铁技术体系,使我国的钢铁生产和技艺水平长期领先于世界各国。与此同时,铜、锡、铅、金、银、贡等的采冶和加工工艺都有长足的发展。
山西是我国的重要能源基地,矿产资源丰富,素有“煤铁之乡”之称。煤、铁资源丰富,其次还有铜、锰、铝土矿等。距今4000—5000年,山西南部、东南部已开始出现铜冶铸。20世纪80年代初,襄汾陶寺龙山文化遗存的古墓中,出土了红铜铃铛一枚,它是中原地区迄今发现的最早的红铜制品之一。商代初期青铜器在山西分布范围广,种类丰富,常见的有礼器、食器、兵器、工具。
春秋战国时期,山西境内有色金属矿藏已发现多处。《山海经》记载:“北岳之山北八十里,浑夕之山,无草木多铜玉。”从出土的大量铜器看,春秋中期青铜铸器的纹饰已用印模法铸造。此后,随着冶铁业的发展和锋利雕刻工具的使用,许多新的工艺技术,诸如错金银、错嵌红铜、包金银、鎏金、细线镂刻等相继出现。秦汉之交和西汉时期,由于铁器已广泛使用,山西铜冶铸业走向衰落。
山西用铁的记载始于大禹。清雍正《山西通志》记载:“铁牛碛,县称禹铸,镇水患。”西周到春秋战国时期,山西冶铁业已有一定规模和水平。秦统一六国后,专门设置铁官,管理冶炼事务。
西汉时期,山西冶铁铸造业已很发达,铁除用于制造兵器、战车之外,在农业、手工艺和日常生活中也都大量使用。由于冶炼技术的进步和铁的大量生产,钢出现了。经秦、汉、三国、两晋,到南北朝时,山西钢的生产有了长足的发展,能以物理方法锤炼生铁为钢,并用淬火法进行热处理。
唐代,山西制铁工业进一步提高,冶铁广泛分布,发明了“五金同铸、百炼成钢”的铁镜、铜镜,被列为太原府的贡品。黄河东岸出土文物用铁有数十万斤,两岸用铁最少也在近百万斤。宋代,山西成为朝廷的主要产铁地之一,冶炼技术已达到相当高的水平。元明清时代,除了官营铁冶业外,还有了不少民间的采矿业和冶炼业。