铁矿的产地、生产与加工：以燕京、遵化和山西平阳为例

原　文

凡铁场所在有之，其质浅浮土面，不生深穴。繁生平阳、岗埠，不生峻岭高山。质有土锭、碎砂数种。凡土锭铁，土面浮出黑块，形似秤锤。遥望宛然如铁，拈之则碎土。若起冶煎炼，浮者拾之，又乘雨湿之后牛耕起土，拾其数寸土内者。耕垦之后，其块逐日生长，愈用不穷。西北甘肃、东南泉郡，皆锭铁之薮也。燕京、遵化与山西平阳，则皆砂铁之薮也。凡砂铁一抛土膜即现其形，取来淘洗，入炉煎炼，熔化之后与锭铁无二也。

凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生、熟相和，炼成则钢。凡铁炉用盐做造，和泥砌成。其炉多傍山穴为之，或用巨木匡围。塑造盐泥，穷月之力不容造次。盐泥有罅，尽弃全功。凡铁一炉载土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭，南北各从利便。扇炉风箱必用四人、六人带拽。土化成铁之后，从炉腰孔流出。炉孔先用泥塞。每旦昼六时，一时出铁一陀。既出即叉泥塞，鼓风再熔。

凡造生铁为冶铸用者，就此流成长条、圆块，范内取用。若造熟铁，则生铁流出时相连数尺内，低下数寸筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执持柳木棍排立墙上。先以污潮泥晒干，舂筛细罗如面，一人疾手撒①，众人柳棍疾搅②，即时炒成熟铁。其柳棍每炒一次，烧折二三寸，再用则又更之。炒过稍冷之时，或有就塘内斩划成方块者，或有提出挥椎打圆后货者。若浏阳诸冶，不知出此也。

凡钢铁炼法，用熟铁打成薄片如指头阔，长寸半许，以铁片束包夹紧，生铁安置其上广南生铁名堕子生铁者妙甚，又用破草履粘带泥土者，故不速化盖其上，泥涂其底下。洪炉鼓鞲，火力到时，生铁先化，渗淋熟铁之中，两情投合，取出加锤。再炼再锤，不一而足。俗名团钢③，亦曰灌钢者是也。

其倭夷刀剑有百炼精纯、置日光檐下则满室辉曜者，不用生熟相和炼，又名此钢为下乘云。夷人又有以地溲地溲④乃石脑油之类，不产中国淬刀剑者，云钢可切玉，亦未之见也。凡铁内有硬处不可打者名铁核，以香油涂之即散。凡产铁之阴，其阳出慈石，第有数处不尽然也。

注　释

①：或作“掞（yǎn）”，有摊开之意。

②疾搅：从含碳2%以上的生铁脱碳、炒成熟铁时，用柳棍急速搅拌可促进生铁水中碳的氧化作用。

③团钢：即渗碳钢，以生铁水向熟铁中渗碳，再反复捶打去掉杂质。这种记述在南北朝时期已发展，北宋沈括《梦溪笔谈》卷三亦有详细记载。《天工开物》此处记述比前代又有改进。

④地溲：此指石脑油，即石油。史载我国在汉代时已发现石油，南北朝时用以膏车。(www.xing528.com)

译　文

铁矿全国各地都有，而且都浅藏在地面，不深埋在洞穴。广泛分布于平原和丘陵地带，而不在高山峻岭上。矿质有土块状的“土锭铁”和碎砂状的“砂铁”等好几种。土锭铁是地表浮出的黑块，形似秤锤。从远处看上去就像一块铁，但用手一捻却成了碎土。如果要进行冶炼，就可以把浮在土面上的这些铁矿石拾起来，又乘下雨地湿时，用牛犁起浅土，把埋入泥土几寸深的铁矿石都捡起来。土地经耕后，铁矿石还会逐渐生长，用之不竭。我国西北的甘肃、东南的福建泉州，都盛产这种土锭铁。北京、河北遵化和山西平阳，都盛产砂铁。至于砂铁，一挖开表土层就可以找到，把它取出来后进行淘洗，再入炉冶炼，熔炼出来的铁跟来自土锭铁的品质相同。

垦土拾锭

淘洗铁砂

铁分为生铁和熟铁，已经出炉但还没有炒过的是生铁，炒过的是熟铁。生铁和熟铁混合熔炼，便成了钢。炼铁炉是用掺盐的泥土砌成的，多设在矿山附近，也有些是用巨木围成框的。用盐泥塑造成炉，非得要花个把月时间不可，不能轻率贪快。盐泥一旦出现裂缝，那就前功尽弃了。一座炼铁炉可装铁矿石两千多斤，燃料或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭，南北各地因地制宜。向炉内鼓风的风箱，必须由四个人或六个人一起推拉。铁矿石化成了铁水后，就会从炼铁炉腰孔中流出。这个孔事先要用泥塞住。每天白天六个时辰十二个小时中，一个时辰出一陀铁。出一次铁后，立即叉上泥把铁孔塞住，然后再鼓风熔炼。

生熟炼铁炉

生产供铸造用的生铁，就让铁水注入条状或圆块状的铸模中，再从模子里取出使用。若是造熟铁，则在生铁水流出几尺远而又低几寸的地方筑一口方塘，四周砌上矮墙。让铁水流入塘内，几个人拿着柳木棍，并立在矮墙上。事先将黑色的湿泥晒干，捣碎并用细罗筛成面粉状的细末，一个人迅速把泥粉均匀地撒在铁水中，另外几个人就用柳棍快速搅拌，这样生铁即刻便炒成熟铁。柳木棍每炒一次，便会燃掉二三寸，再炒时就得换一根新的。炒过以后，稍微冷却时，或者就地在方塘内将铁水划成方块，或提出来锤打成圆块，然后出售。但像湖南浏阳那些冶铁场还不懂得这种方法。

炼钢的方法是，先将熟铁打成长约一寸半、像指头一般宽的薄片，然后用铁片包扎紧，将生铁放在扎紧的熟铁片上面广东有一种叫作堕子生铁的最适宜，再用破草鞋要粘有泥土的，不致被立即烧毁覆盖在最上面，在铁片底下还要涂上泥浆。投进熔炉进行鼓风熔炼，达到一定的温度时，生铁会先熔化而渗淋到熟铁里，二者相互融合。取出来后进行锤炼，再熔炼再锤打，如此反复进行多次。这样锤炼出来的钢，俗名叫作团钢，也叫作灌钢。

日本国的刀剑，用的是经过上百次锤炼的精纯的好钢，白天放在屋檐日光下，整个屋子都非常明亮。这种钢不是用生铁和熟铁合起来炼成的，有人把它称为次品。日本人又有用地溲石脑油之类的东西，我国中原地区不出产来淬刀剑的，据说这种钢刀可以切玉，但我未曾见过。铁内有一种非常坚硬的、打不散的硬块，叫作铁核。如果涂上香油再次敲打，铁核就可以打散了。要是铁矿产于山的背阳处，其向阳的山坡便出磁铁矿石，不过也有些地方不尽如此。