铁矿与冶铁

铁矿随处都有，并且都埋在距地面较浅的土层中，而从不深藏在洞穴里。平原和丘陵地带是铁矿出产最多的地方，而并非在高山峻岭里。铁矿石可分土块状和碎砂状等几种，土块状的铁矿石呈黑色，露在泥土外面，形状类似秤锤，从远处望像是真铁，但用手一捏，却立刻散成碎土。如果要对其进行冶炼，先要把散在地面上的这些铁矿石捡拾起来，或者也可以趁着下雨时地面潮湿，用牛犁起浅层的土壤，再拾起那些浮现在距地面数寸的泥土里的铁矿石。耕垦以后，铁矿石还会逐渐自然生长，使不尽，用不完。我国西北的甘肃省和东南的福建省泉州一带都是含这种铁矿的土块的主要产地，北京、遵化和山西省的临汾县则都是出产砂铁的主要地区。在这些地方，一挖开表土层便可发现砂铁，将其取出淘洗后入炉冶炼，经过熔化之后，其性质同锭铁完全相同。

垦土拾锭

中国古代的生铁先后发展出现了四个品种，即白口铁、灰口铁、麻口铁和韧性铸铁。白口铁发展最早，质硬脆耐磨，适宜铸造犁铧。灰口铁因其含硅量高，脆性减小，正适合铸造轴承。麻口铁介于白口铁和灰口铁之间。韧性铸铁是将白口铁加热，长期保温而得，碳元素以絮状石墨的形式析出，这种铸铁的出现，表明工匠已掌握了退火柔化处理技术。这一工艺在战国初期就初见端倪，后汉、魏晋南北朝时已得到广泛应用。

淘洗铁砂

生铁、熟铁和钢的主要区别在于含碳量上，含碳量超过2％的铁，叫生铁；含碳量低于0.05％的铁，叫熟铁；含碳量介于生铁和熟铁之间的，称为钢。中国古代最早的炼钢工艺是先用木炭，在炉中将铁矿石冶炼成呈海绵状的固体块，待炉子冷后取出，又叫块炼铁。这种块炼铁即为人类早期炼得的熟铁。再用块炼铁作原料，在炭火中加热吸碳，提高含碳量，然后经过锻打，除掉杂质又渗进碳，从而得到钢。

铁分为生铁和熟铁两种，出炉时没有炒过的是生铁，炒过的则是熟铁。把生铁和熟铁混合起来，一起熔炼后就会得到钢。炼铁炉是用掺盐的泥土砌成的，这种炉子大多傍靠着山洞砌成，有些选用大根的木头围成框框将其架起来。用盐泥铸造而成的炼铁炉，要花一个月的时间才能完工，千万不可匆忙应付，如果盐泥上出现裂缝，那就前功尽弃了。一个炼铁炉可装入铁矿石两千多斤，有的用硬木柴作为原料，有的则选用煤或木炭。南、北方分别根据地理差异而就地取材。鼓风时所用的风箱必须同时由四人或六人一起推拉，等矿石化为铁水后，就会自动从炉子的腰孔处流出来，而这个孔要事先用泥塞住。在白天的十个钟头当中，每两个钟头便能炼出一炉铁水来。铁流出来之后，需立刻用叉子拨泥，把炉孔重新塞住，然后再次鼓风以熔炼矿石。如果是炼制供铸造用的生铁，则可让铁水先注入条形或圆形的铸模里，从模子里拿出时便可使用。如果要炼成熟铁，便应顺着生铁流动的方向，在离炉子几尺远并略低几寸的地方筑成一个方塘，并在其四周砌上短墙，让铁水最后流入塘内，之后让几个人拿着柳木棍，站在墙上，事先应将潮湿的污泥晒干并研磨成粉末，再用罗斗筛成面粉一样的细末，其中一个人迅速把这些泥粉均匀地撒播在铁水上面，另外几个人就要用柳木棍猛搅，经过这样的配合之后，熟铁很快就炒成了。柳木棍每在铁水中搅拌一次，便会烧去其末端的二三寸，再用时就需要换一根新的。炒过之后，等铁水稍微冷却时，便可在塘里直接将铁切划成方块，或者也可将其拿出锤打成圆块，接着便可以出售了。但像湖南浏阳的那些冶铁矿场，则根本不懂这种办法。