江苏铜山利国古代冶铁遗址初步调查

铜山利国古代冶炼遗址位于江苏省徐州市铜山区利国镇中心的珍珠泉附近,对两处遗址进行田野调查并获取炉渣、矿石等冶金遗存。采用X射线荧光光谱仪分析(EDX)、扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)、金(矿)相观察等科学试验方法,对17个炉渣等样品进行检测分析,结合炉渣的化学成分与显微组织探讨该遗址的冶炼性质与技术特征。试验结果表明,其中一处遗址为冶铁遗址,技术类型为生铁冶炼,炼铁渣属于硅钙铝系高钙炉渣;另一处遗址有高铁炉渣遗存,综合判断很可能是生铁炒钢炉渣。     

黑龙江阿城西川冶铁遗址初步调查研究

西川冶铁遗址位于黑龙江省阿城市小岭镇西川屯300 m处，面积约5 000 m²,考古年代为金代。2021年7月对该遗址进行了田野考察取样。采用X射线荧光仪、金(矿)相显微镜等手段对西川冶铁遗址17个冶炼炉渣、炉壁残块等样品进行基体成分分析和显微结构观察。结果表明，西川冶铁遗址为生铁冶炼遗址，生铁炉渣类型为硅锰铁铝钙多元系炉渣，生铁炉渣中铁颗粒的显微结构以片状石墨和珠光体为主。炉渣样品中的高铁炉渣可能为生铁炒钢渣。     

陕西韩城芝川古代冶铁遗址初步考察

韩城芝川古代冶铁遗址位于陕西省渭南市韩城芝川镇芝西村,遗存面积超4 000 m²,考古年代为西汉。科研团队对该遗址开展冶金考古田野调查并采集到炉渣、陶片等遗物,使用扫描电镜及能谱(SEM-EDS)、金(矿)相显微观察等手段对采集到的18个冶炼遗物进行成分分析和显微结构观察。结果表明,16个炉渣为硅钙铝系高钙低铁炉渣,基体主要为玻璃相、偶见铁橄榄石,其产品是生铁,应为生铁冶炼炉渣。1个炉渣为高铁渣,以浮氏体为主、间有铁橄榄石和极少量玻璃相;1个样品的块状金属为熟铁,很可能为生铁炒钢的遗物。该遗址主要是生铁冶炼遗址,同时进行炒钢冶金活动,是迄今发现陕西渭南地区最早的生铁炒钢遗址。     

广西梧州后背山遗址冶炼技术初步研究

采用扫描电子显微镜能谱仪对广西梧州后背山遗址出土的炉渣、矿石及炉壁等冶金遗物进行科学检测。结合炉渣形态、基体成分与物相、炼炉型制分析研究,结果表明,后背山遗址为一处古代块炼铁冶炼遗址。该遗址为目前梧州地区发现并经科学发掘的一处年代最早的冶炼遗址,对该遗址及其出土冶金遗物分析研究,可以为探讨古代梧州地区乃至岭南地区早期冶铁技术的起源、发展与传播提供重要的线索。     

邯郸西炉上冶铁遗址初步考察研究

对邯郸市峰峰矿区西炉上冶铁遗址进行现场考察和科学分析,发现炉渣中残留有焦化煤块并含有较高的硫,钾含量比木炭为燃料的生铁冶炼渣低一个数量级,进而确认该遗址大规模使用了以煤为燃料的高炉冶炼生铁技术。通过古文献考证和伴生瓷片类型研判认定遗址的年代为元代,显示邯郸地区在元代存在以煤为燃料的官营冶铁业。煤非常有可能是先行烧制成焦炭再作为燃料用于生铁冶炼。     

广西平南六浊岭冶铁遗址出土冶金遗物初步研究

广西贵港市平南县六陈镇六浊岭遗址是目前贵港地区冶铁遗址群中唯一一处经科学发掘并报告的冶炼遗址,共清理出了13座炼炉,出土了大量炉渣、矿石、木炭、鼓风管及炉壁等冶金遗物。对出土木炭进行碳十四测年分析,结合出土陶瓷器类型学分析可知,六浊岭遗址为一处晋唐时期的冶炼遗址。采用扫描电子显微镜能谱仪（SEM-EDS）成分分析及金相显微镜观察等科学分析方法对遗址出土的炉渣、铁块及矿石等冶金遗物进行科学分析,结果表明,平南六浊岭遗址为一处块炼铁遗址。     

山西翼城冶南汉代冶铁遗址初步调查

冶南遗址位于山西省临汾市翼城县冶南村,面积约1.2 km²,考古年代为西汉。采用X射线荧光分析仪(EDX)、扫描电镜及能谱分析仪(SEM-EDS)、金(矿)相显微镜等对冶南遗址采集的6个炉渣和2个金属铁块进行了基体成分和显微组织检测分析。结果表明,6个炉渣样品为硅钙铝系低铁渣;2个铁块样品为熟铁,可能是生铁炒钢产品。判断该遗址为生铁冶炼遗址,同时也是生铁炒钢遗址。该遗址是目前山西地区确认的第一处大型生铁冶炼及炒钢的汉代官铁遗址。     

广西容县古代田辽岭冶铜遗址初步研究

田辽岭冶铜遗址位于广西容县容西乡西山村,面积约0.12 km2,考古年代属汉唐时期。对取自该遗址的18个炉渣运用扫描电子显微镜及能谱分析（SEM-EDS）方法进行成分分析;对其中2个炉渣样品采用变形法进行熔点测定。检测结果表明,该遗址采炼铜铅多金属矿石,使用“氧化矿—铜”工艺冶炼红铜。该遗址冶炼温度高,铜渣分离较好,该遗址冶炼技术比较成熟。     

湖南江永铜山岭古代矿冶遗址初步考察

铜山岭遗址位于湖南江永县铜山岭农场办公大楼斜对面50米处,遗存面积约为2 000 m²。第二次全国文物普查将其定为战国至汉代的矿冶遗址。2020年对该遗址进行了田野调查并采集冶金遗物。使用能量色散X射线荧光光谱仪EDX、扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)等对遗址所得7个炉渣样品的基体成分和金属颗粒进行检测分析。初步研究表明,该遗址使用烧结—还原熔炼法,冶炼产品为粗铅。炉渣均为还原渣,具有适当的熔点及较好的流动性,渣中铅含量较为稳定,表明当时的冶炼技术已到达一定的水平。     

辽宁建平县小北山冶铜遗址初步调查研究

对辽宁建平县牛河梁红山文化保护区内小北山冶铜遗址进行调查和冶金遗物进行科学分析。结果显示,遗址炉渣为铜氧化矿石直接还原的冶炼渣,炉渣化学成分相对波动较大,冶金技术相对落后。通过对采集遗物分析、与相关遗址对比研究和C~(14)测年,初步判断小北山冶铜遗址属于夏家店下层文化时期。     

基于铝土矿配碳球团还原熔分过程的渣相组成

 试验采用煤基直接还原熔分技术和热力学分析手段,对高铁铝土矿含碳球团在还原熔分过程中的渣相组成机理进行了研究。试验结果表明,渣系碱度对粒铁的收得率和粒铁尺寸以及渣系组成有重要影响。当碱度为1.00、2.00、3.85时,粒铁收得率分别为91.55%、44.53%和88.48%,粒铁尺寸分别为15.50、7.00 和8.54 mm;熔分渣的相组成（质量分数）分别为55%A-34%CA6-6%C2AS-4%Fe、64%A-35%C2AS-2%Fe、24%C2S-62%C12A7-7%C2AS-4%C3AS3-3%Fe;当渣系碱度为3.85时,还原熔分渣系的组成主要为C2S和C12A7,两者质量分数约为85%;只有当混合物处在C2S到C12A7的渣线上或者渣线附近时（即[R]=3.85时）,冷却析晶的平衡相中才会出现C2S和C12A7。     

Heat transfer in an iron bath of a two-stage smelting reduction process

Mechanisms of the heat transfer by means of iron and slag drops in smelting reduction are discussed. The quantity of slag on the molten iron exists in two forms depending on the different processes: either a thin slag layer or a voluminous slag layer. In the case of a small amount of slag, iron and slag drops are spattered in the free space above the bath furnace. By smelting reduction with a high post-combustion degree, the spattered iron drops are quickly oxidized in the free space. The spattered slag drops transfer heat from the free space to the molten iron. A definition for the heat transfer efficiency in the iron bath of a two-stage smelting reduction process is presented. Experiments on heat transfer were made in an experimental EOF-furnace with 100 kg iron. The post-combustion degree and the heat transfer efficiency were on a high level, because inleaked air was used.     

湖南怀化大塘古代冶铁遗址初步研究

通过对湖南省怀化市新建镇大塘村古代冶炼遗址进行考古学调查及试掘,并对出土的陶瓷器进行分析,初步判断其为清代遗址。采用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)及X射线衍射分析(XRD)等手段对出土炉渣、矿石等冶金遗物进行成分和物相检测分析。结果表明,大塘遗址为块炼铁遗址,所使用矿石含钛磁铁矿及赤铁矿。对该遗址的研究可为探讨清代怀化地区及湖南社会组织结构、生产方式及经济生活提供了重要的线索。