辽代“首钢”出土记

■我们的记者韩天棋

近日，北京市延庆县大庄客乡辽代采矿冶炼遗址群被评为“2014年十大考古新发现”。这是在1990年金都水关遗址被选为中国十大考古新发现的25年后。北京又有一个考古项目被选为今年十大考古新发现之一，这再次使遗址群成为公众关注的热点。人们不禁要问:这个辽代的采冶遗址群是怎么发现的？这个遗址有什么新的考古发现？

辽代的“首钢”揭示

中国科学院自然科学史研究所博士后黄兴参与了该遗址从最初发掘到后来研究的考古工作。黄兴告诉《中国科学》杂志，大庄客辽代采矿和冶炼遗址的发现实际上非常“出人意料”。

2006年9月的一天，延庆县文化委员会的工作人员听到当地村支书说他们在建房时发现了一个“窑”。这个“窑”有两米多高，已经被打破了。结果，文化和遗产委员会的工作人员在当地进行了调查，发现了七八个类似的“窑”。但是没有人知道这些“窑”的用途。

之后，工作人员查阅了大量资料，因为大庄客有明代长城的遗址，所以他们推测这些“窑”可能是用来锻铁修长城的高炉。为此，《北京日报》发表了题为《延庆发现明代炼铁高炉八处遗址》的文章，引起了业内专家的广泛关注。

北京科技大学和北京大学的考古专家先后访问了该地区，取得了丰硕的成果。在大张克乡的其他地区发现了许多冶铁和矿物遗迹，该遗址被认为是燕山地区规模最大、保存最完好的辽冶铁遗址。至此，大庄科的古代矿冶集团揭开了神秘的面纱。

黄兴告诉《中国科学》，“在辽代以后的大部分时间里，北京是中国的首都，但是除了皇家建筑之外，没有发现与其首都地位相称的其他工业或居住区的大规模废墟。这个辽代采矿和冶炼遗址是全国发现的最大和保存较好的采矿和冶炼遗址

辽朝建立了“五京”，北京是其中之一。大庄科矿冶遗址群所在的地区，历史上是宋、辽战场的前沿地带。这些工厂不仅生产武器等军事产品，还生产家用电器。该遗址群表明，在宋、辽时期，冶铁技术已从中原向边远地区传播，这一发现必将深化冶铁技术的交流与传播研究。

我们可以想象900多年前，在辽代的大庄客地区，有许多高炉。工匠们有条不紊地完成了每一个过程，在熔炉和铸造工具中熔炼铁水，然后运输到全国各地。它的地位不亚于今天的首钢公司。

先进技术

考古学家在冶铁炉的地层中发现了大量唐宋时期的辽代瓷件和钱币，如开元、至道元宝、景德元宝、襄樊元宝等。他们还对炼铁遗迹进行了碳14年代测定。结合这两者，他们判断这个铁熔炉有900到1000年的历史。

北京文物研究所考古发掘负责人刘乃涛告诉《中国科学新闻》:“辽代采矿和冶炼遗址是中国发现的最大、数量最多、保存最完好的冶炼遗址。”

在废墟中，有全国唯一发现的完整环形结构的熔炉。在其他废墟中发现的一些炼铁炉只是熔炉底座的一半，甚至只有一半。从研究角度来看，这一保存较为完好的遗址对当时的炉型、冶金技术和修复研究具有重要价值，并提供了具有较高学术价值的原始资料。

目前，在辽代矿冶遗址中发现的冶炼遗址包括炸钢炉，但后处理技术设备尚未发现。

宋代广泛使用钢灌，这在孟茜碧潭有详细记载黄兴告诉中国科学新闻的记者。

衡量一项冶炼技术在当时的社会条件下是否先进，考虑的因素包括产量、能源效率、产品质量等。由于现场未发现冶炼成品，考古队只能从产量和能源效率方面推断辽代采矿冶炼现场达到的技术水平。

冶铁炉的产量可以从炉门的大小和数量来估算，而当时每吨铁的能耗可以从冶炼技术来估算黄兴说，辽代矿冶遗址当时的冶炼技术应该是一流的、中等水平的。“当时的冶炼技术在宋代中原是最先进的。目前，在河南、河北南部和鲁西发现了大量的炉址，炉型十分新颖，引领了当时炼铁技术的发展方向。”

使用“原钢铁技术”

从考古研究可以推断，当时使用的是“原钢铁技术”。黄兴介绍说，“原钢铁技术”是中国古代的一项伟大发明。到目前为止，我们采用了两步炼钢法。矿石首先在炼钢炉中被还原成液态铁，冷却并凝固，然后被加热到“油炸碳”以将生铁“油炸”成钢或熟铁。中国古代有两种炸钢技术，均见于辽代矿冶遗址。一种方法更先进，直接在高炉旁煸制，将煸制后的钢渣投入炉内冶炼，无需升温再加热熔化，损失相对较小；另一种方法是将生铁运到其他地方集中油炸。

黄兴说，在发现辽代采矿和冶炼遗址之前，没有完整的遗址可供研究，无法直接观察到炉内的高温、高压和腐蚀情况。古代炼铁的技术条件与现代完全不同。考古学家对爆炸、木炭等的机理不是很清楚。该遗址的发现为研究人员提供了良好的实物证据。在研究过程中，考古队采用计算流体动力学来模拟熔炉中的环境。此外，值得一提的是“冶铁模拟实验”和“我们在现场改造了冶铁炉，模拟了当时的生产过程，真正‘炼了一把铁’。”黄星晓说，“通过这两种方法，我们对古代炼铁工艺有了非常深入的了解。”

“目前，我们已经挖掘出了炼铁厂的遗址和住所。下一步是挖掘遗址周围的河流，研究当时的冶炼技术如何利用水资源。在发掘地点的北面仍有一些炼铁炉，这也是下一次考古发掘的对象。”黄兴说道。

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