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百年考古画

北京水泉沟村的辽代冶铁炉有圆形大炉和方形小炉两种

其中的三号炉是国内迄今唯一发现的具有完整圆周结构的冶铁炉

它采用单风口倾斜向下鼓风

炉身内收明显

有明显的炉身角

炉副角

其收口式结构符合常规设计

同时由于炉身的收缩程度明显大于辽代之前的夯土数炉

所以更好的起到了保温作用

这种圆形术炉可以在尽量低能耗的条件下

通过受控的炉料与煤气流的逆向运动

高效的完成还原

灶渣传热以及渣铁反应等过程

得到化学成分和温度较为理想的生铁

供铸造

炼钢等下一步工序使用

总之

三号炉体现出的是设计合理的炉型

科学的配料鼓风技术

从而合理的控制炉内气流分布

另外

二号炉的双鼓风口结构也是考古中的首次发现

炉前工作面供冶铁操作和临时存放生铁产品

炉后工作面用于堆放燃料和铁矿石

炉底部用经过细加工的耐火土填石形成高炉基础

冶炼过程中加了白云石做助溶剂

按照辽代炉茸乘以单位炉茸产量

可以得出三号炉日产铁约一点二吨

一年已连续顺产五个月

季年产量约一百八十吨

虽然这并不是令人叹为观止的古代墓葬

也缺乏让人眼前一亮的珍贵文物

但这项发现是冶金考古

自然科技史领域的重要成果

这也恰恰表明了考古学的本质特点

不以挖宝为目的

而为复原古代历史而探索

研究人员采用针对性很强的手段和技术开展研究

例如运用专业软件对炉内冶炼工艺进行数值模拟辅助分析

也就是用计算机对数炉内部状态进行数值模拟

包括均等透气性条件下的三维模拟

考虑软熔带整流后的全炉流场二维模拟

炉内温度场模拟等等

在此之前

这项技术只有一位英国学者实践过

冶炼实验考古

根据三号炉的数值

按比例在山西新建了一座冶铁炉

并且进行了冶铁实验

真刀真枪的练了几回铁

对炉内的温度

鼓风

煤气实时监测并且记录

还有矿石的科技分析

冶炼技术的研究等

研究的结果表明

辽代工匠已经很好的掌握了耐火技术

还有扎铁分离技术

除了产量和古代工艺

还有很多其他的疑问

下一集我们将为大家一一解析

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