從鋼鐵史談技術振興之道
技術的發展是以一係列突破為界標的。任何技術的曆史都由躍變式的技術突破和漸進式的技術衍變這兩種發展形態交織而成。
以鋼鐵技術為例。它的出現是人類繼用金屬材料取代非金屬材料製作生產工具之後,又以黑色金屬取代有色金屬的重大突破。最早的人工煉鐵大約在公元前15世紀左右萌生於小亞細亞。到公元前8世紀和7世紀,歐洲和北非都已進入鐵器時代。
迄今所知我國最早由人工煉製的鐵器出現於約公元前7世紀的春秋時期。值得注意的是,我國的冶鐵術雖為後起,但其發展卻異常迅速。從公元前5世紀的春秋戰國之交進入鐵器時代,到戰國中期(約公元前4世紀)鐵器已取代青銅器成為重要的生產工具。嗣後,一直到公元18世紀,我國的鋼鐵技術和鋼鐵生產居於世界領先地位達2000餘年之久。正如李約瑟在《中國鋼鐵技術的發展》一文中所指出的:“在中世紀,除了中國,(世界上)沒有任何地區能供應多量的鑄鐵和鋼。如果和其生產能力相比,鋼鐵的產量還不算十分豐富的話,那它的症結全在於社會的封建一一官僚結構,而與技術無關。”
冶金史的研究表明,中國古代鋼鐵技術的發展途徑和歐洲不同。在中國,生鐵和熟鐵大體是在同一曆史時期出現的。至遲在公元前6世紀的春秋晚期,我國已用高溫液態還原法得到生鐵並用來鑄造農具和容器。稍後,在戰國時期,鑄鐵工具特別是鑄鐵農具得到廣泛的應用。以鑄鐵為主的冶鐵業也成為最重要的手工業部門。這一時期的經濟繁榮和百家爭鳴的昌盛局麵,就是以高度發達的冶鐵生產為根基的。由於生鐵的發明,導致一係列重要發明在戰國秦漢時代相繼浦現,諸如可鍛鑄鐵、灰口鑄鐵、炒鐵等都比歐洲的同類技術創造要早1500~2000年,有些發明如灌鋼更是中國所特有的。在古代技術條件下,和鍛鐵?比較,生鐵冶鑄具有能耗低、工效高、利於製作形狀複雜的工件等優點。以生鐵為原料,采用脫碳、勻碳等手段,還可獲得成分、性能不同的多種鋼材。由此形成的中國古代以“蒸石取鐵、炒生為熟、生熟相和、煉成則鋼”為主幹的複合式鋼鐵工藝係統,明顯優於歐洲古代較為單一的鋼鐵工藝係統,其基本工藝路線仍為現代鋼鐵生產所遵循。
中國古代鋼鐵技術之所以能長期領先,是受惠於生鐵冶鑄術的早期發明與推廣,以及由此派生的一係列發明創造。這一重大技術突破的意義在於提供了全新的工藝模式。作為技術先著,它產生了極為深遠的影響。
世界鋼鐵技術的下一個重大突破,出現於19世紀中葉。1851年由美國人凱利和1856年由英國人貝塞麥分別獨立發明的轉爐煉鋼法,以其高效、低成本的巨大優勢,起了真正的革命作用,開創了世界鋼鐵技術的新紀元。丹尼爾稱道這一發明為“冶金史上最偉大的創舉”,由它“導向了我們生活在其中的‘鋼的時代’”。在貝塞麥之後,馬歇父子用錳鐵脫硫脫氧,使這一技術得以推廣。1877年,托馬斯發明堿性轉爐。法國人馬丁於1864年采用英國人西門氏發明的蓄熱爐,使平爐煉鋼獲得成功。這一係列技術突破,極大地提高了鋼鐵的產量和質量,並改變了世界的麵貌,被譽為第二次工業革命。1882~1892年間,法國人埃魯爾又發明了電弧爐,並於1899年用來煉製優質鋼,使現代銅鐵生產體係進一步得到完備。