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大汉帝国和中国古代冶钢技术（第12页）

五、坩埚钢

钢我国古代坩埚钢的资料目前仅见一例，何堂坤等：《洛阳坩埚附着钢的初步研究》，《自然科学史研究》1985年第1期。

但却是十分确凿的。

我国汉代曾冶炼过坩埚钢无疑。

1979年，洛阳市文物工作队在黄河北岸的吉利工区发掘了一批汉墓，其中一座出土了11个坩埚。

坩埚皆直筒形，口沿稍稍外卷，底圆，外径一般为14-15厘米，外高35-36厘米，壁厚2厘米。

内外壁均有烧流，外表粘有煤块、熔渣等物，内表面较为平滑，有的地方粘有一层薄薄的铁渣。

其中一个坩埚内壁的中段粘附一钢块，钢块整体作戟形，表面黄褐色，长10厘米、宽15厘米、厚0.4厘米。

伴出物有五铢钱五枚，分别与《满城汉墓发掘报告》的2、3型（西汉中期）相当。

经坩埚热释光断代试验，距今为1832-147年。

故墓葬年代大体定为西汉中晚期至东汉中期。

经化学分析，钢块含碳量为1.21%，属过共析高碳钢。

扫描电镜（能谱）成分分析结果为:铁98.637%、磷0.277%、硫0.584%、硅0.117%、铝0.383%。

可见其含磷、硫较高。

从金相分析看，金属基体为珠光体，晶粒间界上分布着许多网状渗碳体，磷共晶和氧化物。

碳分布较为均匀，基本上是等轴晶，未见明显的柱状晶，磷共晶以不规则的星形分布于晶粒间界上。

经扫描电镜分析，共晶区含磷9%-12%。

不管金属晶粒还是非金属夹杂，均无拉伸和破碎现象，说明钢块冷凝后并未进行过任何压力加工。

经分析，坩埚成分为:sio243.57%、al2o337.28%、fe2o33.46%、k2o0.63%、na2o0.26%、c13.66%，可见其三氧化铝量和碳量都较高，这显然是有意选择配制的。

优点是耐火度较高、热稳定性较好。

经测定，坩埚耐火度为1580-1610℃。

依fe-c平衡图，并考虑到其他夹杂元素的影响，坩埚附着钢完全熔化的温度约低于1470℃，故坩埚耐火度是能够满足冶炼要求的。

这也体现了我国古代耐火材料技术的高超。

关于坩埚附着钢的冶炼工艺，目前尚无更多的资料可寻，我们推测很可能是一种直接冶炼，即以铁矿石为原料，以木炭、煤炭作还原剂和渗碳剂，在坩埚中直接还原渗碳。

一般而言，这样冶炼得到的产品应当是生铁，但控制得当，也可以得到钢。

据说古印度的坩埚钢便是这样直接冶炼得到的。

但古印度坩埚钢多未达到液态，而是一种胶融状的半液态，其出炉产品往往是一种组织和成分极不均匀的固体块。

洛阳坩埚钢却是充分熔化了的。

在西方，液态坩埚钢在1740年才出现，我国在汉代就炼出了液态坩埚钢，实在难能可贵。

（大雁文学WwW.XiaoYanWenXue.CoM）