明代的冶金生产主要是金、银、铜、铁、锡、铅、锌等,产量和规模都比宋元时期有较大的增长。此外,还有白铜、硃砂、水银等产品,以云南、贵州为最多,大小厂矿百余处。明代冶铁生产比元代有很大的发展。元代天历元年(1328年)铁岁课数规定:江浙、江西、湖广、河南、陕西、云南六省共八十八万四千五百斤[78]。明代全国的铁矿产地达到246个州县。明初规定湖广、四川、广东、河南、北平、浙江、江西、陕西、山西、山东、福建等十一省各处炉冶铁一千八百四十七万五千斤[79]。这超过了我国历史上以往任何一代的最高水平,可见明代前期冶铁的发展速度是相当快的。
冶铁的规模也在不断地扩大,据《明史》记载:“铁冶所,洪武六年置。江西进贤、新喻、分宜,湖广兴国、黄梅,山东莱芜,广东阳山,陕西巩昌,山西吉州二,太原、泽、潞各一,凡十三所。”[80]以后又增设长沙、茶陵铁冶所一处。永乐时,四川的龙州,湖广的武昌,北直隶的遵化,辽东的三万卫皆设立铁冶所,铁矿的开采及冶炼遍及全国各地。由于技术的改进,生产效率有所提高,如明代遵化铁厂,正德四年(1509年)与正德六年(1511年),虽大鉴炉减少一半,但铁产量不减。
明清采矿、冶铁的迅速发展为铁器制造业提供了充足的原材料,“诸炉之铁冶既成,皆输佛山之埠”。以铁器业生产著名的广州府佛山镇,发展成为全国有名的铸铁中心,尤以铸锅业、炒铁业、制铁线业、制铁钉业和制针业等著称。“故凡佛山之镬贵坚也,石湾之镬贱脆也。鬻于江楚之间人能辨之。”[81]佛山铁锅驰名全国各地,而且大批地远销国外,是广州出口货物中的主要商品之一。天启二年(1622年),佛山已有铁锅行、铁灶行、炒铁行、铁锁行、农具行、杂品行、铁钉行等“炒铸七行”,其铸铁质量和工艺水平居全国之首。
明代的采矿技术,主要是沿用以锤敲击的方法。劳动人民在长期生产实践中,也有一定的改进,创造了烧爆法等新技术。《菽园杂记》记载:“旧取矿携尖铁及铁鎚,……今不用鎚尖,惟烧爆得矿。”[82]从用铁锤一点一点敲击,改用烧爆,在技术上是一个进步。至于烧爆法的内容,尚待进一步研究。据调查,河南西部明清金矿矿洞至今残留着火烧矿体的痕迹,是用“火烧水漓法”开采的,即先用火局部烤热矿床,随后以冷水淋石,利用矿石激烈的热胀冷缩的体积变化,使矿石爆裂。这种采矿方法可能就是上面所说的烧爆法。河北省《唐县志》记载:万历二十四年(1596年),采矿时“或用火爆石裂”使“山灵震列”,“鸟惊兽骇,若蹈汤火”[83]。这表明当时采矿可能已用火药爆破。(www.xing528.com)
在冶铁技术上,把冶炼用的简单木风煽改成活塞式的木风箱。比欧洲18世纪后期才发明的活塞式鼓风器早一个多世纪。这种木制风箱利用活塞的推动和空气压力自动开闭活门,产生比较连续的压缩空气,从而提高了风压和风量,强化了冶炼。明代已用焦炭作为冶铁的燃料。据《物理小识》记载:“煤则各处产之,臭者烧熔而闭之成石,再凿而入炉曰礁,可五日不绝火,煎矿煮石,殊为省力。”[84]这里所说的“礁”,就是焦炭,“臭”煤是指含挥发物较多的炼焦煤。在密闭的条件下把“臭”煤“烧熔”成坚硬的“礁”,用来炼铁,效果很好。另一记载:“北京诸山多石炭,俗称水火炭,可和水而烧之也,……或炼焦炭备冶铸之用。”[85]这些史料说明我国古代劳动人民已经掌握了炼焦技术,并用于冶铁。焦炭的透气性和燃烧性能比煤好,更适宜于冶炼,进一步提高了冶铁的产量和质量。
鼓风设备的改进,焦炭的使用,都使炉温得以提高,产量有较大的增长。遵化的明代大鉴炉,高一丈二尺,一炉可容矿砂二千多斤[86]。河北省武安县发掘的明代土高炉,高一丈九尺,内径七尺,外径十尺。明末清初屈大均在《广东新语》里记述的和严如煜《三省边防备览》里记载的高炉炉高均为一丈七八尺。这些都表明炼铁技术有了进一步发展。
铁器制造技术的进步,和其他手工业领域的发展是有着分不开联系的。明代以来的铁器制造业,在质量和数量上都得到了长足的进步。一方面,铁器制造技术的进步,给内销、出口铁制品制造提供原料,促进了社会上铁器贸易的繁荣,更是出现了以铁器制造为核心的商业市镇——佛山镇,足以证明其规模之大和影响之广;另一方面,铁器制造技术的进步,为其他手工业领域的技术改良打下良好基础。
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