郑州市古荥汉代冶铁遗址博物馆

基本介绍

1984年7月成立郑州市古荥汉代冶铁遗址保护管理所；1986年10月正式对外开放，展出了冶铁炉基两座、陶窑、四角木架柱坑、水井、水池、积铁块、陶模、铁器等遗物；1986年11月河南省人民政府公布为河南省文物保护单位；2001年6月25日，中华人民共和国国务院公布为全国重点文物保护单位。2011年7月，更名为郑州市古荥汉代冶铁遗址博物馆。

展厅展馆

一号冶铁高炉

这是按发掘原样保存的一号炼铁炉，它是迄今为止保存好、完整的汉代冶铁炉遗迹。看那个小洞，有谁能猜出它是怎么形成的吗？这是在1974年冬天平整土地准备炸掉时安放炸药挖的洞，或许由于先人的灵气，炸药没有爆炸才是以保存。它的容积50立方米左右，东部、北部残存有0.54米高的炉壁，炉缸呈椭圆形，它的南北长4米，东西宽2.7米，这样的炉子在当时每天生产生铁约1吨。这也是目前我国出土的汉代容积较大的炼铁炉，堪称世界之最。在它的炉前是比较宽敞的工作面，工作面东西两侧有两个柱洞，间隔4.8米，直径0.4米，洞深3米，底部用石头做柱基，这说明当时在柱洞的上面有一个工作棚，防止铁水流出时遇水冷却或爆炸。在炉前清理出13块积铁，总重近百吨，其中一块重约23吨，从这些数字说明，当时这个高炉一天可以冶炼一吨铁，就是与近代炼铁高炉相比，它的冶炼能力也不落后。一号炉和我们刚才看到的二号炉东西并列，间隔14.5米，炉缸均为椭圆形，面积8.5平方米，炉壁厚约1米，在冶炼区东部和南部有堆积炉渣的坑，炉渣堆积厚6米以上。

古荥的炼铁高炉是椭圆形的，这种椭圆形的高炉的出现，说明汉代冶铁工匠对扩大炉的容积作了巨大的努力，对鼓风与炉径的相互关系已有深入的认识，冶铁工匠从长期实践特别是对停产高炉的拆修中，逐渐认识到高炉中心不能充分发挥作用的原因，创造了椭圆形炼炉，既增大了炉缸的面积，又能缩短风管和高炉中心区的距离。高炉断面由圆形到椭圆形，是炼铁历史上的一个技术进步。直到1850年，美国才建成了两座椭圆形高炉。同一年，英国也建成了一座椭圆形高炉，而后不久，在当时的主要产铁国家瑞典和俄国，椭圆形高炉也相继建成。有意思的是，虽然落后中国1000多年，但在当时的情况下，仍然被西方当作“新的创造”。

四角柱洞

位于两座炼铁炉中北部，系先夯筑起来一个四四方方的平台，然后在四角挖出四个洞，栽埋直径45厘米左右的大粗柱子，干什么用呢？专家们认为，是为了架起四根柱子形成一个四角形木高架，作为杠杆的支点，向炉顶提升原料和燃料。

蓄水池

水池座落在两座炼铁炉的东北部，内壁用的土砖都是当时冶铁时留下的，它深1.8米，长5米，宽3米，根据发掘情况可以看出水池有两个作用，一是便于炼铁时用水方便，二是用于铁器的淬火。

水井

在炉的南面有一口水井，发掘时挖到9米深的时候就见到了水，它主要是生活和工业用水的来源。

陶窑

用来烧砖瓦、陶器，用于生活，主要是烧制陶模，也可以烘范，还可以做铁器的热处理，刚才看到的一号炉和二号炉的耐火建筑材料、鼓风管等都是经过这里烧成的。现在看到的陶窑上部是复原的，下部是汉代遗迹，最为可贵的是在火池内发现了煤饼，煤用于炼铁的记载是在北魏时的龟兹，也就是公元四世纪左右，在这里发现的用煤做燃料，使我国用煤炼铁的历史提前了400多年。

在这处遗址出土了大量的陶模，有犁模、镢模、铲模、锸模、六角承模，大家想知道当时是怎样制做农具的吗？请看这边，这是根据上面这幅铁犁铧铸造工艺过程示意图制作而成的陶模和铁范。我来演示一下：这是利用粘土制成的模子，再经过陶窑的烧制，成了六块陶模，把它们两个一组合起来，从浇铸口中浇铁水，铸成三件铁范，再把三件铁范合起来，从孔口浇铁水就制成了这个小小的铁铧犁，可别小看它，在汉代时如果用人力耕地，一天最多半亩地，而且质量差，使用铁铧犁时，一天可耕地5—8亩，这种深耕细作技术大大提高了生产力。

历史沿革

1964年冬，郑州市公路段修公路时，公路段一位姓赵的技术员在古荥镇发现了大量炼渣及一些铁器，他向文物部门进行了汇报。河南省郑州市文物管理部门立即对该地域进行了考古调查，翌年春进行考古钻探，发现遗址呈南北走向，南北长400余米，东西宽300余米，总面积十二万余平方米，并组织有关考古人员对遗址进行试掘。发掘工作刚起步，文化大革命开始，发掘即告停。1975年春古荥公社社员在遗址上平整土地，郑州市博物馆得知情况后，立即向上级部门报告，并派人看护现场。经市委有关领导批示，古荥汉代冶铁遗址发掘工作开始，当年10月份完成了田野考古发掘，发掘出大型炼铁炉两座，以及一批重要冶铁遗迹，出土文物近千件。在发掘期间，得到了首都钢铁公司、《中国冶金史》编写组、河南冶金局、省博物馆等科研单位的指导和支持，使发掘工作顺利完成，出土的实物资料证明这里是西汉中、晚期至东汉时期河南郡铁官的第一工场遗址。1985年在遗址中心区设立了古荥汉代冶铁遗址保护管理所，由郑州市博物馆代管。1986年，在省、市有关部门的资助下，在遗址中心区炼铁炉及其它重要遗迹处修建了遗址保护陈列室、办公室等，并在保护陈列室举办了汉代冶铁专题展览，并于当年10月份正式对外开放。同年“金属早期生产及应用”第二次国际会议在郑州召开，近百位国内外专家对古荥汉代冶铁遗址所体现的冶铁水平给出高度评价。2011年7月，正式成立郑州市古荥汉代冶铁遗址博物馆。

学术研究

1、在冶炼水平方面，遗址中采集到汉代冶炼用的矿石和炼得的生铁、炉渣，按当地所出木炭和石灰石的成份，加上每分钟入炉风量列出铁、碳、氧化钙、二氧化硅、渣量、煤气量和炉气中含碳气体量等七个方程式。根据方程计算，一号高炉每生产一吨生铁，约需矿石两吨、石灰石一百三十公斤，木炭七吨左右，出渣六百多公斤，日产铁约五百公斤。方程计算的日产量是下限，参照数字情况，一号高炉的日产量应在半吨到一吨左右。一号高炉前重达二十余吨的大积铁也反映了当时的冶铁效能。两座炉基用耐火土加小卵石夯筑，厚近4米；炉子不同部位选择了不同要求的耐火材料；基础坑处理为凸字形。这些是在长期冶炼中不断改进竖炉性能以达到大规模生产的经验总结。为了提高生产效率，需要扩大炉子容积，但由于鼓风设施限制，炉腔加大风量不足，于是在实践中创造了椭圆形的炉腔，这样就较易在扩大炉腔面积后满足鼓风的要求。在熔铸过程中也可能有意识地使用了热风的技术。遗址的炼铁炉是迄今已知汉代较大的炼铁炉，亦是世界之最，它说明了我国的冶铁业走在当时世界前列。

2、在铸造技术方面，遗址中出土了大量的陶模，陶模均系模制。泥模制好后经过烘烤，能增加强度，可以多次浇铸，并避免冲沙。合模后外部用泥加固再经烘烤，乘热浇注，可以使铁液畅流注满模腔，不致发生冷隔。这说明当时已具备了丰富的铸造经验，达到了连续大批量生产的水平。这里出土的大多数为陶质母范，未见铁范成品，可能是作为产品出厂了。遗址的其它部分可能有专营铸造的场所，而这里则是一个制造范模的基地。

3、关于铸铁脱碳成钢。遗址出土了一些梯形铁板，经科研单位金相鉴定，其金属组织为低碳钢，在铁素体晶粒内还有弥散的碳化铁。有十余块铁板又用火花鉴别法鉴定，并与工业纯铁和低碳钢的标样作比较，其含碳量在0.1—0.2﹪之间，可以说，它们是经过脱炭处理，从铁材变成了钢材。这就表明，在长期处理可锻铸铁的工艺中，创造了在没有铸钢条件下获得钢件的方法。

其他信息

遗产描述

古荥汉代冶铁遗址位于荥阳故城西门外，是一处兴盛于西汉中叶至东汉早期的冶铁遗存。遗址南北长400余米，东西宽300多米，总面积12万余平方米。1965年发现并试掘；1976年春正式对该遗址进行考古发掘，揭露面积1700平方米，发现两座炼铁炉遗迹。其中一号炼铁高炉炉基深3米，由红粘土加矿石粉、木炭夯筑；炉缸呈椭圆形，长轴4米，短轴2.7米，面积8.5平方米；炉壁残存高0.54米，北壁厚1米；炉前工作面南北长6米，东西宽4米，工作面两侧各有一柱洞，间隔4.8米，洞径0.4米，深3米，底部以石头为柱础。二号炼铁高炉存留下部基础，和炉前工作面基础连成“凸”字形，南北长9.2米，北宽2.6米，南宽3.75米。在高炉前清理出13块大型积铁，最大的重23吨，一侧有高2.2米的柱瘤。围绕炼铁高炉发现有：矿石加工场、四角柱木架坑、水井、水池、船形坑、陶窑等设施，显示出以炼炉为中心组成的一个完整的冶炼系统。

遗址出土铁器318件、陶器380件、石器8件和大批陶模。部分陶模和铁器上有“河一”铭文，说明遗址是汉代官营的河南郡第一冶铁工场。铁器通过金相检测，有灰口铁、白口铁、麻口铁、铸铁脱碳钢、古代球墨铸铁等。

1984年7月成立郑州市古荥汉代冶铁遗址保护管理所；1986年10月正式对外开放，展出了冶铁炉基两座、陶窑、四角木架柱坑、水井、水池、积铁块、陶模、铁器等遗物；1986年11月河南省人民政府公布为河南省文物保护单位；2001年6月25日，中华人民共和国国务院公布为全国重点文物保护单位。2011年7月，更名为郑州市古荥汉代冶铁遗址博物馆。