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  南阳工业历史悠久,从古至今经历了漫长的发展过程,它的发展始终与社会的政治、经济、战争以及人民生活的变化有着密切关系,与社会的发展基本同步。由于南阳地区特有的自然环境和人文环境,使南阳工业的发展也有其独立的特点。南阳工业发过程按照不同历史时期,大致可分为四个阶段:远古至清代;民国时期至建国前;建国初期至十一届三中全会以前;十一届三中全会以后。

   一、 第一阶段:远古至清代,以手工业发展为主

   南阳是中华民族的发源地之一,早在四五十万年以前,“南召猿人”就在白河上游小空山一带劳动生息,在漫长的劳动、生活实践过程中,人们逐渐以自己的智慧和双手,制造出各种石器。据出土文物资料证实,在旧石器时代的早期(大约在30万年前),南召猿人居住区已有原始的打制石器。南召小空山古文化遗址中出土了105件石器,其形状各异,有刮削器、尖状器、砍砸器、石球、石核、百片、石屑等器形,可谓是南阳最早的手工制品。约在公元前8000年,旧石器时代的打制石器向新石器时代的磨制石器过渡,这一时期制造了少量骨器。约在公元前6000年,进入人类文明时期,经历了仰韶文化、屈家岭文化、龙山文化三个时期,南阳地区的陶器手工业有了较大的发展。

   进入新石器时代(约公元前6000年)后,南阳的手工业有了新的发展。主要出土产品为陶器,其次是石器,个别有骨器。这一时期陶器的发明和发展成为工业发展史上的一个重要标志。出土的陶器产品主要有鼎、罐、钵、碗、盆、壶、杯、瓮、尖底瓶等生活日用品;还有纺轮、网坠等生产用品以及瓮棺、陶狗、陶龟及日用陶器等墓葬品。其均为手工制品,器表多素面,部分有简单纹饰,还有绘制的彩陶。石器由以前的打制向磨制发展,磨制石器一般是通体磨光。器形有长条形石斧、弧形刃石铲、单面刃锛、圆柱形石磨棒,还有带孔石刀、石镰、石凿、石箭头、石网坠及随葬品石狗、石龟等,同时还保留了部分打制石器。骨器一般都是通身磨光,器形较为简单,有骨针、骨锥、骨镞、骨(蚌壳)刀、骨簪、骨匕等。

   至商、周、春秋战国时期,南阳的手工业有了长足进步。南阳的工业产品,已普及到生产、生活、政治、文化、军事等各个领域。各种工具、农具、生产用品以及各种兵器等,对发展社会生产力,改善人民生活,推动社会前进起着十分重要的作用。

   早商的陶器已由手制改为轮制,仅有少数为轮、手合制。陶器中又发现了大口樽,樽的出现是否说明南阳已开始酿酒生产,尚无据可考。西周(公元前1100~前256年)时期,南阳已开始了冶铜生产,这由南阳市十里庙出土的冶铜坩埚、铸造铜器的陶范、铜渣及铜镞为证。到了春秋战国时期,南阳冶铁已有相当的发展。当时,南阳已是楚国著名的手工业冶铁城市,冶铁技术闻名于世。南阳煅炼的铁矛“惨如蜂虿,轻利僄遫,辛如飘风”(《荀子· 议兵》)。由于南阳是冶铁富庶之地,“大鼓铸、规陂池”,制造各种工具、农具以及矛、戈、弓、矢等兵器,所以成为诸侯各国争夺的目标。

世界上最早的水力鼓风机-杜诗水排(模型)

  到了汉代,社会局势比较稳定,经济发展较快,南阳一度成为当时的政治中心,从而促进了南阳地区工业的全面发展,其中尤以铁的冶炼和铸造达到了鼎盛时期;同时铸钱、陶器、酿酒、麻纺织品、玉雕也很发达。冶铁手工业进一步发展。原来冶炼主要靠人力或马拉鼓风,东汉建武初年,杜诗任南阳太守时,总结劳动人民的实践经验,创造了水排鼓风(即利用水力鼓动风箱),冶炼钢铁,铸造农器,用力少,见功多,使冶炼技术进一步提高(《后汉书·杜诗传》)。在南阳市瓦房庄冶铁遗址内,出土遗物有熔炉基址17座,窑址4座和铸造范、模、坩埚、鼓风管、鼓风嘴等生产设施以及盆、罐、鼎、齿轮等铸造铁器;刀、镰、锨、斧、铁矛、马衔、钩形器等煅造铁器。此外,还有大量烧结铁、耐火砖、磨石、炉渣、木炭屑等物。这些充分证明这座遗址是汉代一座规模较大的、综合性的冶铁手工业作坊。经科学鉴定证明,其铁器制作已含有韧性铸铁和铸铁脱碳钢,冶炼技术达到相当高的水平。在南召县城东部的拐角铺、南召县泰山庙,桐柏县的张大畈、铁炉、黄小庄也发现了具有相当规模的冶铁遗址。由此可见,当时南阳冶铁工业的发达程度。

   汉代南阳铸造工艺也相当先进。1964年春,在环城乡小北关村(老城区北关外)一处断崖上,发现有0.1米厚的一层汉代钱范以及与钱范有关的遗物。钱范有“契刀五百”、“大泉五十”两种。以“契刀五百”数量最多,皆泥制红陶,分圆形、方形、长方板形三个类型,有正背两面。同时,还发现有残陶窑址、铸口杯(已残)以及炼渣、铜锈、铜块、红烧土、木炭屑及小半两钱。

   在汉代墓葬中还出土有大量酱红色和青绿色釉陶器,标志着当时制陶工艺的发展。

   酿酒业在汉代也相当兴盛,特别是东汉年间,酿酒业甚为发达。据《南都赋》所称,其酒甜而不伤身体,醉后也不病酒,足见酿酒工艺水平是很高的。东汉时期,南阳工业继续发展,其产品不仅供本地消费,而且远销各地,工商业的发展达到鼎盛时期,南阳与洛阳并称为全国最大的中心城市。

   三国两晋南北朝时期,南阳地位下降,加上战乱和统治阶级的残酷统治和剥削,农业经济发展缓慢,工业日渐衰落。

   唐宋时期,南阳地区的工业有所复兴,尤以丝织业发展较为普遍。过去南阳出产桑麻,发展纺织,但数量不多。西汉末年,南召从山东引进山蚕喂养,发展了山丝、柞绸,后逐步推广到镇平、方城、南阳等县。唐宋时期,织纴已在城乡普及,劳动妇女无不从事织纴,其主要品种有丝布、麻布、毛毡。宋代南阳出现了织纴专业户、染工、染坊。唐宋两代各州赋税都贡土物,而南阳有“丝布白菊之贡”(《元和志》),把丝布作为贡品,可见其丝布质量已达相当高的水平。

   唐代至明代,南阳的冶金技术亦有新的发展,出现了高炉冶炼新设备,并采用“炉身角”结构,这种新技术有利于高炉燃烧,在冶铁史上占有重要地位。唐末,内乡民间兴起了瓷器业,至宋代,邓州官府已在内乡建立了大批瓷窑,故称“邓瓷”。邓瓷系属汝瓷,质地细润致密,坚如碧玉,叩之若声;施釉层精莹清彻,隐纹纵横,有柔和淡雅的粉青色、古朴大方的灰蓝色、庄重肃穆的霞青色,是北宋的五大名瓷之一。北宋邓瓷早在800年前就已向日本、马来西亚、新加坡等国出口。自金国占领邓州后,战事不断,相持百年之久,致使制瓷业逐渐衰落。

   宋、元、明、清各代官府、富豪、商贾因内乡黄龙镇产铜,竞相开采,冶炼、铜器业相当兴旺。到清末,由于政局不稳,铜源缺乏,铜器业随之凋零。至元代,手工业逐渐恢复发展。在此期间,棉花引入南阳种植,致使南阳地区棉纺织业开始发展。

   明代南阳为重藩。藩封南阳的康王,府内设有“工正所”,专司王妃的各种日用品制造,还设有司酝生药库大使、抄纸局大使和织染局官。王府承奉司又专设“典服所”,为王妃制作服饰、衣物。民间兴起的手工业主要有冶制银。冶银,俗称“银匠炉”,一般是冶制结合的家庭小作坊,主要产品有簪、耳环、手镯等装饰品和器皿。明、清两代都很发达。

   清乾嘉年间,驿道开辟,交通便利,南阳地区工业生产获得广泛发展。晚清以来,丝绸业大盛。仅南阳城内经营丝绸者就有八、九百家,织机一千余具,主要产品“南阳绉”销往上海、北京、张家口、内蒙等地,龙纹绉远销俄国。南阳因地处偏僻,资本主义近代工业一直没有发展,丝绸业的兴旺,使手工业开始向机械工业转化。1901年(光绪二十七年),县署开办了“南阳习艺所”,以织丝带、线带为主。1903年(光绪二十九年),南阳知县潘守廉倡导官绅集股本银三千两,设立“南阳县蚕桑招商局”,专事推广养蚕新法,改良织绸工艺。次年,官绅又集股本银百余金,办起了南阳第一座劝工厂——南阳府劝工厂,开设纸工、铁工、木工、石工等科。1906年(光绪三十二年),该厂改称“崇实有限公司”,南阳县劝工蚕桑局改称“阜豫有限公司”,拟扩大规模,改为官办。至此南阳工业开始发展。

   二、 第二阶段:民国时期至中华人民共和国建立前

   中华民国初期,南阳地区局势较为安定,赋税较轻,物价平稳,加之雨水均匀,收成尚好,农村购买力提高,工业生产稳步上升。据南阳城区统计,主要行业有23个,421户,从业人员达1422人,资本总额7.3万元,南阳特产玉器发展尤为可观,铁业、竹业、皮业、砖瓦、榨油、染坊均有较大发展。

   1920年至1936年抗日战争以前,虽全国军阀混战,匪盗为患,水旱成灾,时局不稳,但南阳局势无太大变化,手工业总的发展较平稳,并且在沿海工业的影响下,南阳开始建立小型现代工业。1930年,国民政府中央研究院地质调查组在内乡县桃庄河发现石棉。1932年起,美、英、德、日商人开始雇用农民开采,年产量6000担左右,销往以上四国。1937年以后,因日军侵占武汉,运输线路中断,销路滞塞,开采者渐少,仅农民自采自用。清代以前,境内已可制作火药、硫磺、鞭炮及硝、碱。1932年,南阳丽华工艺社首次生产化妆品、电池。1936年,南阳城又出现洗涤用品制造坊,但均为手工生产,其技术落后,产品质量较差。这个时期铁工、手工卷烟、肥皂、铜器、铜丝罗底、酱菜、鞋帽及南阳的烙画筷子得到了进一步的发展。1921年前后,棉织业开始使用铁木织机生产,后因战乱,较大织布厂先后倒闭,1932年至抗战前,该业又开始复兴发展。1926~1929年唐河县泰山庙、南阳县赊旗镇、淅川县大泉寺、内乡县后寨等地先后建立造枪厂,生产步枪、手枪、机关枪等轻武器及简易车床,开机械工业之先,标志着区内机械工业的萌芽。1931年,唐河县源潭建立泰华铁工厂,制造弹花机、轧花机。1933年,西峡口建立水力发电厂,西峡、淅川、赊旗镇、镇平、内乡先后建立铁工厂,生产农用机具和生活用铁器。邓县建立同兴机修厂,安装809车床一台,生产犁、绊、力车轴头、轧花车等。各厂设备简陋,除少量为柴油机驱动外,多系手工操作,工艺落后,发展缓慢。1936年全区有动力驱动的工业企业14个,发电20万度,织布33万米。

   “七七”事变以后,日本侵略军大举向我华北、华中、华南进攻。1938年6月河南省省会开封沦陷,10月武汉失守,平汉、陇海铁路交通阻塞,南阳由于地处偏僻,一时成为通往西北、西南的交通要道和货物集散地,加上国民党省府机关,省内各大、中学校纷纷迁入南阳及其各县,社会消费量剧增,南阳地区工业呈畸形繁荣发展。其中尤以纺织、弹花、肥皂、卷烟、铁工、印刷、玉雕等行业发展幅度最大。1940年,南阳刘庆禄等人制成20型力车钢珠。次年,开办元昌铁工厂以扩大生产规模,日产量288个。1945年,开始生产20型力车档、碗,手工制作,日产量分别为20个、30个。同年,国民党第15军军械所副所长李德先等人开办的南阳宏大铁工厂也开始仿制上海鸭牌力车档、碗,日产量30个,因加工精度高,质量超过鸭牌而畅销全区。

   1945年春,日军侵入南阳地区,各县先后沦陷,工厂关闭,生产停顿,城乡经济遭到日军的严重摧残。同年秋,日军投降,次年农业收成较好,购买力日渐恢复,同时部分商人转向手工业,使手工业又开始复苏。

   然而,国民党发动了全面内战,苛捐杂税和夫役畸重,加之通货膨胀,法币贬值,形成了巨大的虚设购买力,大部分货物被官僚资本家所掠夺。1947年,国民党政府为遏止人民解放军南下,在南阳设立了第十三绥靖区,许多工厂、机关、学校、民房被驻军占用。至1948年临县及广大农村大部分解放,南阳成为一座孤城,城乡隔绝,原料奇缺,销路死滞,工厂纷纷倒闭,国民经济已濒临崩溃。

   三、 第三阶段:建国初期至十一届三中全会以前

   1948年11月南阳解放,人民政府为支援大军南下,医治战争创伤,活跃市场和安定人民生活,迅速采取一系列措施,扶持工业生产。1948年12月,豫西解放区六专署接收西峡口电灯公司和内乡鼎聚铺厂、公兴锅厂,建立公营南阳铁工厂和内乡豫新锅厂,开始发展国营机械工业。同时,积极扶持私营铁工厂和铁匠炉恢复生产。1953年,南阳开始第一个五年经济建设计划。在“一五”期间,南阳地区完成固定投资634万元,全民工业企业发展到78个,集体工业企业发展到154个。南阳柴油机厂、南阳化工厂、南阳电厂等都是在这个期间建成的。整个“一五”期间,工业年均增长15%,工业处于恢复发展状态。“二五”期间,受“大跃进”影响,建立一批机械、冶金、建材企业,使南阳工业首次向以重工业为主发展。1958年,全区冶金工业从3个发展到221个,煤炭及炼焦工业从1个发展到32个,化学工业从2个发展到976个,机械工业从9个发展到249个,建材工业从3个发展到976个。但因发展过快,过份强调重工业,使轻重工业比例失调。1961年,开始对工业生产进行调整。经过整顿,到1962年较大的工厂有:新华公社印刷制盒厂、木纱团厂、五金修配厂、日用五金厂、化工厂;东风公社五金厂、化工厂、汽修厂、制鞋厂、弹花厂、小五金厂。1962~1966年间,南阳工业得到巩固和发展,企业在开发新产品、技术革新和提高产品质量工作中初尝甜头。1966~1976年,“三五”、“四五”时期,“文化大革命”中由于错误路线的干扰以及林彪、“四人帮”反党集团的破坏,工业生产停滞不前。然而,在此期间南阳地区广大干部群众,顶住压力,进行了大规模工业建设。焦枝铁路通车,并建成地方漯(河)南(阳)、明(港)毛(集)铁路,华中电网向全区输电,大大改善了南阳的交通、能源条件。为加强“三线”建设,适应战略需要,国家根据整体布局,在南阳地区伏牛山腹地南召、方城、镇平等县境内相继建成红阳机械厂、向东机械厂、红宇机械厂、中原机械厂、东风机械厂、长江机械厂、中南机械厂、星光机械厂、云光仪器厂、川光仪器厂、星火仪器厂等11个军工企业,总体投资6.6亿元,并相继投入生产。同时,中央根据备战需要,决定将东北及沿海的一些企业迁到内地。在内乡县建立险峰化学胶片厂,在南阳市建立防爆电机厂,在镇平县建立第二石油机械厂。人民解放军武汉军区空军后勤部还在南阳县境内建成了水泥厂。在南阳的军工企业和中央企业,除完成自身的生产、科研任务外,不断向南阳地区工厂和科研单位提供新产品、新工艺,提供塑料膜、压铸模、冲压模、各种工装模具的设计、制造,纺织机配件及细纱机改造,金属分析及金属材料化验,化工产品研制,各种仪器、仪表的检查、维修等服务,为发展南阳的高技术产业及工农业生产作出巨大贡献。1970年南阳石油开始大面积勘探和开采。20世纪70年代以来年产原油200多万吨,是南阳盆地的一颗璀灿明珠,它的开发建设促进了全区经济的发展。随着交通、能源条件的改善,南阳地区因地制宜建起一批“五小工业”(小钢铁、小机械、小化肥、小造纸、小水泥)。1966年全区工业企业510个,1975年发展到1006个。1966年全区全民固定资产投入0.16亿元,1975年增长到1.73亿元。云阳钢铁厂、大河铜矿、桐柏宝石崖铁矿、南阳汽车厂、南阳发动机厂、南阳齿轮厂、唐河农机厂、西峡水电设备厂、桐柏电扇厂、南阳和新野水泥厂、邓县和桐柏造纸厂、新野和南阳县棉纺厂、镇平地毯厂、南阳市化学制药厂、南阳市晶体管厂和三个无线电厂等都是在这个期间兴建起来的。尤其可贵的是,这个时期,地区和各县(市)投资1.28亿元,建设了南阳市、南阳县、方城县、镇平县、内乡县、淅川县、唐河县、社旗县、新野县化肥厂、地区化肥厂和邓县第一、第二化肥厂。这些化肥厂合计年产合成氨能力11万吨,1975年实产10.11万吨,为全区农业大幅度增产创造了条件。同时还改建了南阳酒精厂、南阳卷烟厂、南阳柴油机厂等。据统计,1978年底南阳地区工业总产值11.74亿元,奠定了南阳工业发展的基础。

   四、 第四阶段:十一届三中全会以后

   随着全党工作重点的转移——以经济建设为中心,南阳工业发展由此掀开了崭新的一页。1979、1980年,全区工业企业战线进行了恢复性整顿,中心是转换经营机制,增强企业活力,促进生产发展,提高经济效益,从而大大调动了企业生产的积极性。在发展工业上,坚持外延、内涵并举,在抓新建项目的同时,开展了以扩大规模、更新设备、增加品种、提高质量为重点的技术改造。1981年后,工业企业对外开放对内联合步伐加快,有计划、有重点的引进技术、设备和资金,实行嫁接改造,创办“三资”企业,扩大出口创汇。“五五”末期至“六五”期间,先后从日本、意大利、西德、南斯拉夫等十几个国家和地区引进先进生产线20多条。1985年,经河南省人民政府批准,西施兰化工厂与香港西施兰企业有限公司联合创办了西施兰联合企业有限公司,实现了“三资”企业零的突破。“五五”、“六五”期间,工业企业迅猛发展,开工投产的企业600多个,到“六五”期末,工业产值占工农业总产值的比重上升到51%,全区以农业为主的经济格局被打破。1986~1994年,全市国有企业完成技术改造投资8.76亿元,新上技改项目1344个。其中新野棉纺厂“272”工程、淅川汽配厂减震器生产线、赊店酒厂3000吨酒精生产线、南阳伏牛山水泥股份有限公司五级旋风预热回转窑生产线等几十个起点高、规模大的技改项目,在省内均处领先地位;共推广应用新技术875项,这些技术的应用,有力推动了工业整体水平的提高。化工行业推广应用了微机控制氢氮比、两水闭路循环;冶金建材行业推广应用了微机控制辅料;机械电子行业推广应用了数显、数控技术;医药行业推广应用了微机辅助提高发酵单位等。一批企业的生产技术水平达到国内领先水平,南阳防爆电机厂、第二胶片厂、镇平地毯厂、南阳酒精总厂等企业分别成为全国防爆电机、电影胶片、地毯、酒精生产基地。YB系列防爆电机、120道以上水洗丝毯、食用酒精、先导牌胶合板成套设备、小型面粉机组等316种产品创省以上优质产品。由于注重新技术的开发、推广和应用,使全市乡及乡以上独立核算工业企业增加值达53.3亿元。

   1994年以后,市委、市政府制定并实施了“工业立市”战略方针,先后组建了南阳普康药业集团有限公司、天冠酒精化工集团公司、云阳钢铁耐材集团公司、南阳防爆集团有限公司、南阳金冠集团有限公司、新野纺织集团公司、河南赊店集团公司和月月舒集团公司等企业集团,吸纳了一批小、亏、困企业,盘活固定资产6.5亿元。工业企业立足农、矿资源和现有基础,围绕高(高技术)、大(大规模)、深(深加工)、外(外向型)做文章,继续加强了传统产业的技术改造和技术创新,积极推广应用新技术,开发新产品,促进产品结构上档升级。开工投产了天冠集团公司的酒精生产和玉米综合利用双加一期工程,南阳、新野纺织集团公司引进先进设备,钢耐集团公司三号高炉,普康集团前列腺素E、头孢菌素C钠盐、7-ACA,金冠公司高压压敏电阻片等重点项目,形成了一批新的生产能力。纺织、石化、食品、医药、建材、机电成为全市支柱行业。酒精、洁霉素、PS版、地毯、汽车减震器、防爆电机、氧化锌避雷器等产品规模在全国同行业中最大。

   通过持续不断的技术改造,南阳工业的技术装备水平明显提高。全市重点企业主要生产设备达到国内外先进水平的占26%。在机电等行业中,微电子技术在生产中得到普遍应用,计算机辅助设计制造、数控、数显机床已被不少企业采用。有158种产品采用国际标准或国外先进标准生产。镇平地毯集团公司的化学水洗丝毯、南阳光辉机械厂的小型面粉机、南阳金冠电气公司的氧化锌避雷器等20多种产品的技术达到国内先进水平。其中,防爆集团公司开发的3600kW增安型无刷励磁同步电机、普康集团的前列腺素E和头孢菌素C钠盐生产技术,达到20世纪90年代国际先进水平。建材、化肥等行业综合能耗居河南省领先地位。南阳防爆集团公司、河南天冠酒精化工集团公司等大型企业的主要经济技术指标,居全国同行业先进水平。科技进步因素在工业经济增长中的贡献份额达到44%。

   20世纪的最后几年是南阳市工业改革和发展的攻坚阶段,是提前实现第二步发展战略目标并向第三步战略目标迈进的关键时期。随着南阳飞机场、火车站的扩建,鸭河口火电厂、蒲山火电厂的相继投入运营,宁西铁路、南水北调工程的开工建设,使南阳工业发展的硬环境更趋优良,以后的几年着力建设十大产品生产基地:以鸭河口火电厂为主的电力工业基地;以桐柏金银为主的贵金属生产基地;以官庄、吴城、安棚为主的纯碱重化工基地;以南阳市为中心的电子电气工业基地;以南阳市区、新野县为主的棉纺工业基地;以南阳市区、社旗县为主的酿造工业基地;以南阳市区、邓州市为主的水泥和高铝耐火材料生产基地;以南阳市区、西峡县、淅川县为主的医药工业生产基地;以南阳市区为主的感光材料基地和以镇平县、南召县、淅川县为主的地毯生产基地。这必将带动新一轮工业经济的快速增长。近几年来由于引进资金、技术、人才使南阳工业实力增强,南阳工业进入全省三强之列。

   进入21世纪,南阳工业生产保持较快增长。2001年共完成工业增加值232.62亿元,比上年增长10.4%。国有工业企业及年产品销售收入500万元以上的非国有工业企业(简称限额以上工业企业,下同)完成增加值106.87亿元,比上年增长10.5%。其中,国有及国有控股企业完成增加值66.29亿元,增长7.1%;集体企业完成增加值14.45亿元,增长12.6%;股份制工业完成增加值20.73亿元,增长10.1%;外商及港澳台投资企业完成增加值5.35亿元,增长7.0%。分轻重工业看,全年轻工业增加值40.31亿元,增长16.2%;重工业增加值66.56亿元,增长7.3%。大中型工业完成增加值57.91亿元,增长6.9%。工业结构调整力度加大,优势企业扩张步伐加快。全市重新筛选确定15家重点骨干企业和30家产品有优势、发展前景好的“小巨人”企业,进行重点培养。金冠集团公司以债转股为契机,初步实现了集团有虚向实的过渡;南纺集团成功实现了对邓州一棉的收购重组;南防集团对汽车厂的收购和南阳卷烟厂对邓州卷烟厂的资产重组开始起步。劣势企业的优化改组改造力度加大。南阳建材试验厂、云钢总厂等一批困难企业通过异地搬迁、出售出租、合资合作、分块搞活等多种形式,焕发出新的生机。市丝织厂等20余家企业实施了依法破产。企业技术改造和技术创新进展顺利。9个被列入国家、省工业结构调整、技术改造计划的重点项目竣工投产,年新增加值14.9亿元。22家企业的27个项目被初步列入第二批“双高一优”专项计划。工业新产品产值比上年增长12.1%。

   从南阳工业发展过程中我们可以看到,正是有了科学技术的发展,才有了工业产业的快速发展,但同时社会安定团结也是重要前提。如今,我们正处于社会主义建设大发展时期,人民安居乐业,科学技术日新月异,在这一良好的大环境下,南阳工业将更加突飞猛进的向前发展,南阳工业的明天更加辉煌灿烂!

  冶金工业技术

   一、 汉代的冶铁技术

   南阳的冶金业发展历史悠久,由考古发现证明淅川县出土的春秋晚期铜盏部件和铜禁是国内最早的失蜡法铸件。同期,境内制造的铜剑、长矛已闻名于各诸侯国。在南阳市十里庙出土的文物冶铜坩埚、铸造铜器的陶范、铜渣及铜镞等铜器产品表明南阳的冶铜源于西周或商代。春秋战国时期,南阳的冶铁业已有相当的发展,当时南阳已是楚国著名的手工业冶铁城市。据《荀子·议兵》中所记载,南阳所铸的剑“宛钜铁(钅也),惨如蜂虿,轻利僄遫,辛如飘风”,说明南阳用硬质钢制成的铁矛,利如蜂、蝎之尾芒,使用轻便,敏疾如风。当时秦昭王称赞楚制的铁剑锋利无比,但也为此而深感忧虑。《史记·范雎传》载:“秦昭王曰:‘吾闻楚之铁剑利而倡优拙。夫铁剑利则士勇,倡优拙则思虑远。夫以思虑而御勇士,吾恐楚之图秦也。’”正由于南阳是冶铁富庶之地,就成为楚、秦、韩各国所争夺的对象。战国后期,南阳被韩国占领。宛冯(即南阳)和邓师(邓城)就成为韩国南北两个重要的手工业冶铁基地。其著名的剑戟就有出于宛冯的。公元前291年,秦攻韩夺取南阳,同年宣太后便把所宠幸的公子市改封于南阳。公子市因而“私家富重于王室”。秦伐魏时,又把魏国梁地经营冶铁的大豪民孔氏迁到南阳,继续经营冶铁,使其家致富数千金。《史记·货殖列传》中载:“大鼓铸、规陂池、连车骑、游诸侯、因通商贾之利,有游闲公子之赐与名。”到了汉代,由于社会局势安定,铁的冶炼和铸锻技术达到了鼎盛时期。冶铁在南阳、南召、桐柏已发展到相当规模。武帝时,把冶铁、煮盐、铸钱三大业收归官营,任用南阳大冶铁商孔仅为大农丞,“领盐铁事”,并在全国重要冶铁地设立铁官。当时全国有铁官44处,南阳是其中之一。南阳汉代冶铁技术主要表现在以下几个方面。

   (一) 冶炼技术

   1. 炼铁高炉的设计技术

  炼炉是冶铁手工业的关键性设备,汉代的炼炉构造形式多样,设计科学,主要有长方形、圆形、椭圆形等几种形状,体积依据生产规模大小不一。

   炉腹多作喇叭形,下部一段炉墙向外倾斜一定角度,能使边缘炉料比较充分和煤气接触。并带有鼓风设备,每个风口不止使用一个鼓风皮囊,而是同时使用一排几个鼓风皮囊。为了减少漏风,陶质鼓风管外敷有一层草拌泥,鼓风管倾斜插入炉墙,风口倾斜使火焰向上,有利于提高炉缸温度。

   据研究椭圆形炼炉是在圆形炼炉的基础上产生的,为了加大炼炉容量改进而成的。为了提高生铁的产量,就需加大炼炉的容量,但在古代鼓风设备简陋的情况下,风力不足。如果圆形炉过大,则风力达不到炼炉的中心地区,这样就不能正常地进行冶炼。在同样的面积内椭圆形短轴的半径比圆形的半径为短。也就是说在圆形炼炉内风力达不到的地区,如果将同样容积的圆形炉改为椭圆形,而从椭圆形的短轴鼓风,风力就可能达到炼炉的中心地区。南阳汉代椭圆形铁炉,反映了炼炉设计技术的先进。

   2. 耐火材料

   因为炼铁需要1300℃以上的高温,所以筑炉的材料也需要耐高温的耐火材料,耐火材料的使用,说明汉代南阳筑炉技术达到了较高的水平。

   南阳市瓦房庄遗址出土的耐火砖,含二氧化硅77%强,含三氧化二铝11%左右,含三氧化二铁2.7%强,耐火度达到1463℃~1469℃之间。这显然是耐火黏土中搀入了大量含有二氧化硅相当高的沙石的结果。这种含二氧化硅相当高的酸性耐火材料,对于我国古代高炉出的大都是酸性炉渣来说,是合适的。

   当时高炉的炉衬和炉底,也用耐火黏土做成。这种耐火黏土在许多汉代冶铁遗址中都有发现,原料和制造耐火砖的原料相同,其中搀有大量的石英颗粒。多数石英颗粒是经过破碎加工而成,在使用前曾经烧制。耐火度大体上和耐火砖差不多。

   3. 整料

   整料就是将投入炼炉的原料,经过加工整理,使颗粒大小适合冶炼的要求。在南阳汉代冶铁遗址中都发现不少原料加工场。

   在桐柏县张畈村遗址中,曾挖出数以千吨计的矿石粉末。说明当时已十分注意矿石的加工,为了取得粒度比较整齐的原料,在破碎和筛分方面花费了大量劳力。这种原料加工场的情况,说明当时冶炼技术人员已经从实践中认识到原料加工的重要性,并且已经认识到:原料粒度比较整齐能够减少煤气上升的阻力,改善炉气的利用,节省燃料,加速冶炼的进程;而矿石粉末入炉,因其颗粒太小,密度大,会使炉中温度分布不均匀,或者堵塞炉腔,降低温度,甚至温度骤然下降,熔体凝固结底,造成事故。

   4. 熔剂

   从南阳汉代冶铁遗址中出土的炼渣的成分表明,当时已经使用熔剂助炼,提高生铁的质量,反映出汉代南阳冶铁技术之先进。

   西汉,冶炼工人已经发明在炉料中配入一定数量的石灰石作为碱性熔剂,起了助熔作用,使渣中的二氧化硅和氧化钙结合,降低炉渣熔点,从而加强炼渣的熔化性和流动性。同时客观上也起了一定的脱硫作用。南阳古代生铁含硫都很低,除了使用的原料含硫量比较低以外,也与使用石灰石造渣有关。当时使用石灰石作为炼铁的助熔剂,是十分重要的创造。同时,也已经知道按重量比例进行配料,已经掌握稳定冶炼的科学技术。

   5. 鼓风设备

   鼓风是冶炼过程中提高和保持炉温所必需的手段。南阳瓦房庄的冶铁遗址中有鼓风管出土。经实验测定,其弯头朝下的陶胎风管下侧泥层已经烧琉,泥层烧硫温度为1250℃~1280℃。带弯头的陶风管粗端内径为100毫米,细端内径为50毫米,长约400毫米。

   6. 燃料

  汉代冶铁用的燃料依然是木炭。文物工作者曾经推断原煤主要使用于块炼炉,木炭和煤饼主要用于圆形高炉、长方形炼炉、排炉及反射炉等。但是从同时出土的炼渣块中经常夹有木炭的痕迹来看,以及从当时炼得的生铁含硫量很低来分析,尽管当时已有原煤和煤饼作为一般燃料,也不会是用煤而仍然是用木炭来炼铁。因为煤中含硫量一般比木炭高得多,如果当时用煤炼铁,含硫量不可能如此之低。

   (二) 铸铁技术

   1. 熔炉的设计技术

   最初的铁铸件,可能是用炼铁炉的铁水直接浇注的。至迟到汉代,已出现专用的化铁炉,以炼铁炉所产生铁锭或废旧铁器作原料,进行熔化。这对于提高铁水质量,获得优质铸件是很有好处的。从南阳瓦房庄、鲁山望城岗等冶铁遗址看,化铁炉的结构和筑炉材料与炼铁炉显然有别,炼铁和化铁的分工已很明确。

   南阳瓦房庄遗址发现化铁炉7座。整个化铁炉可以分为炉基、炉底、炉缸、炉体等部分。炉基直径约2.6米,用厚0.5厘米的草拌泥铺筑而成,烧成橙黄色。炉底是空心的,由基底、束腰式支柱、周壁与炉缸组成。基底厚约0.45厘米,用搀有大颗粒沙的耐火泥铺成,沙的粒度在0.1厘米左右。周璧厚0.4~0.5厘米,支柱大约有15个左右,直径0.7~1.2厘米,高0.7厘米,都是用搀有大量小颗粒沙的耐火泥筑成。支柱之上砌筑炉缸底部。

   瓦房庄遗址中化铁炉的炉身圆形,周围的炉壁全用特制的弧形耐火砖砌成,外敷草拌泥厚约0.15~0.5厘米,内搪炉衬厚约0.4厘米。根据出土时比较完整的14块耐火砖的弧度来推测,炉的平均内径可能有1.5米左右。炉体是否直筒形,因为出土的耐火砖较残破和堆积不规则,已无从推断。炉体大体上可以分为三个区域:一是预热区,炉口及其三、四层砖,炉衬略现熔融,有许多龟裂纹道,温度最低。二是还原区,炉体中部的三、四层砖,炉衬都有烧琉,说明这里温度较高,可以起还原作用。三是氧化区,再往下三、四层砖,炉衬普遍烧琉,有的甚至全部琉下,露出砖体,说明这里温度最高,当是靠近风口处的氧化区。依照耐火砖高度以及上述炉壁烧琉情况来推算,炉体高度约3~4米。

   耐火砖和炉衬经北京钢铁学院鉴定,均由沙砾和黏土配制。从石英沙的颗粒组成看,有浑圆状的和棱角状的白石英和少量长石,说明除天然沙外,已使用经人工破碎的沙砾。这些经过高温作用的耐火材料,普遍存在玻璃相,可能是使用过程中形成的。石英颗粒有裂纹出现,玻璃相中析出针状莫来石晶体,有流动结构,均表明化铁炉达到相当高的温度。

   2. 鼓风设备

   南阳市北关瓦房庄遗址出土有大量鼓风管,从风管表层受热的情况来推测,化铁时有可能已试用换热式热风装置。以保存最完整的T10∶40风管为例,残长0.74米,内胎陶质,外敷厚约0.45厘米的草拌泥,下侧泥料表层烧熔下滴,靠近拐角处的泥料也熔融顺角流下,据测定,烧琉温度为1250℃~1280℃。风管的这种烧琉状态,有一种解释认为,它可能是架设在炉顶上,作为预热管道使用的。这类风管残片保存下来的不少,而安设在炉体外侧的其他管道因未经烘烤,草拌泥未变质硬化,就不易保存。

   出风嘴用来向化铁炉供风。它和风管相连接,成100°左右的角度。在拐角处的草拌泥内面,有筒瓦接榫遗迹,明晰可见。估计因接近高温,管子常被烧毁,更换较勤,故用筒瓦代替陶管。有的管片已被烧变形,草拌泥也成橙红色,近似陶质。出风嘴是用草拌泥夹着泥范残块和陶片制成的,内径0.5厘米,端面因与高温直接接触而烧成琉璃态。

   进风管和鼓风器相接。这种泥管位于炉外,不受高温,泥壳不易保存下来。它能使用较长时间,因而采用带拐口的特制风管。

   汉代鼓风机械,除了有以人力为动力的“人排”和有使用畜力的“马排”以外,东汉杜诗又发明了以水为动力的“水排”。建武七年(31年),杜诗升任南阳太守。当时南阳为帝乡,多皇亲豪强,田宅逾制,权贵横行。他一到任就“诛暴之威”,又号召节俭,使郡治清平。他“善于计略,省爱民役”,当看到郡中百姓用人力鼓风冶铁费时费力,则经过反复设计试验,成功地造作水排,推动了南阳冶铁业的高速发展。这种以水力为动力,通过传动机械,使用皮制鼓风囊连续开合,将空气送入冶铁炉的水排冶铁技术,比欧洲约早1000余年。冶铁业的快速发展,铁制农具的广泛使用,大大提高了生产力水平,促进了南阳经济的快速发展。“水排”的发明,在水能的利用方面具有划时代的意义。元代农业科学家王祯认为,采用 “水排”冶铁,“不惟国用充足,又便民铸多便,诚济世之秘术”。

   瓦房庄遗址中还出土不少梯形铁板(即铁锭)和铧、锸、锛、镢、锄、斧等铁器残片,残片的块度约0.4~0.7厘米,当是化铁炉所用的原料。遗址还出土方形铁砧和铁锤,既是锻造工具,也可用来破碎铁料,更出土有大量的木炭渣,可知所用燃料是木炭。从木炭年轮和粗大的纹理来看,应由栗木烧成,这是一种质量很好的木炭。炉中残留的木炭凝块,有的与表面微熔的铁块凝结在一起,某些器形尚能辨认,这种现象可能是由于分层装料(即一层铁料夹一层木炭)加以熔炼而产生的。残存的炉衬,断面明显地分成三层,说明至少经过两次停炉修补。由此可知,当时这样大的化铁炉是半连续操作的,每出一次铁水,便浇注一批铸范,铸造各种铁器。当熔炼过久或浇注铸范告一段落,需适时停炉。如果炉衬被侵蚀烧琉,就需经过修补,才能继续使用。

   3. 范制作技术

   汉代用陶范铸造铁器的方法仍然使用,但有所改进,人们利用地坑式的烘范窑,除用来烘烤陶范外,还用来预热陶范以便浇铸,这样可减少次品,提高产品质量。

   汉代铸造铁器的陶范的制作,是在战国以前铸造青铜器的陶范的基础上进一步发展起来的。至迟到西周时代,制范的泥料已有面料和背料之分。面料是指陶范的表层所用经过筛选的细料,可以使范的表面光洁,花纹清晰。背料是指陶范其他部分所用的加沙的粗料。比较大型的陶范同时使用面料和背料,可以节省细料的用量,并增加范的透气性。

   当时陶范都用模(母范)翻制而成。模有陶模和金属模两种。从烘范窑中保存的大量陶范的表面痕迹可以看出它们是用金属模盒翻制的。这种金属模盒是用木模翻制成的,往往留有木纹痕迹。例如铸造革带扣的陶范片上,中心斗合线及两侧的木纹痕迹还清晰可见。制作陶范时需要适当掌握泥料的紧实度,因为太松则强度不够,浇铸时会将范冲坏;过紧实则不易脱模,并且要降低范的透气性。用金属模盒翻制陶范,更需要注意这点。用金属模盒翻制陶模的方法是:先在模盒内撒一层草木灰,然后放配好的泥料,随放随用小棒桩紧,使其紧实度适当。在许多陶范中,有一范一件的轴套范、一范两件的圆环范、一范四件的革带扣式Ⅱ范和一范六件的钩形器范,范腔多数采用偶数,在范面上可以对称排列。这种陶范片都用同一金属模盒翻制而成,具有高度的互换性;同时陶范片都对称排列而以一条或三条斗合线为基准,可以保证合范后的范腔以及由此浇铸成的铸件都有较高的精确度。这是相当科学的设计,同时也具有巧妙的工艺构思。

   从陶范的制作来看,当时在工艺设计中,已注意到陶范的收缩量、拔模斜度和榫卯定位结构等方面。关于陶范收缩量:用沙型来铸造,一般不考虑铸型本身的收缩膨胀,因为数值很小。但是用泥型来铸造,就必须注意到陶范的收缩量。关于拔模斜度:为了使范片或范块在范盒翻制成功后能够顺利取出,垂直于模壁都要做成一定的斜度,称为拔模斜度。从出土的陶范来看,当时对拔模斜度的设计已掌握一定规律。壁高如轴套,拔模斜度较小;壁矮如革带扣,拔模斜度相应增大。关于榫卯定位结构:合范用的榫卯定位结构十分重要,制作不合格就会严重影响铸件质量。榫是由卯翻制出来的,这样扣合就能严密。范片上的榫卯,少则4个,多则8个。有的范片不仅边部有榫卯,还在范腔内采用乳钉形或角锥形的小定位销,使合范时定位更为可靠。有的范还采用复合式榫卯,即两个棒或两个卯连在一起。榫卯做成三角形,也有做成梯形的。

  南阳北关瓦房庄汉代冶铁遗址,曾出土50多块铸造铁犁铧范的陶模和一些以这种陶模铸造的铁范。其中有上甲陶模、上乙陶模、下甲陶模、下乙陶模和铁上范、铁下范、铁范芯。陶模系用黄黏土羼合35%左右细沙制成。浇口作扁漏斗状,设在模的顶端。所制作的陶模的腔型,厚薄均匀,能使铸出的范件各个部位的范壁,达到厚薄一致。因为厚薄一致的范壁,在浇铸时才能散热均匀,使铁液在铁范腔中合理凝固,以免铸件由于散热不均而发生裂痕。在浇铸之前,先合模(将甲乙两模相合),糊上草拦加固泥,再将陶模送入窑中烘烤,达到一定温度时停烘出窑,趁热浇铸铁液。烘烤目的在于提高陶模温度,以便铁液畅流,注满模腔,不致因浇口小和模腔冷而产生浇铸不足的弊病。浇铸时需要将浇口、冒口注满铁液,以适应模腔收缩的需要。待铁液在模腔中凝固到一定程度时,打开加固泥,脱去陶模,再打掉浇口铁,便可得到铁质铸范。

   南阳汉代使用陶模范制铁范、再使用铁范浇铸成铁器的工艺,已得到普遍的推广。从瓦房庄遗址出土犁铧陶模和铁范来看,整个铸造工艺过程是这样的:先用上乙陶模和上甲陶模合模,浇铸出铧的铁上范;继用下乙陶模和下甲陶模合模,浇铸出铧的铁下范;再用芯的下陶模和上陶模合模,浇铸出铧的铁范芯;然后将铁下范、铁上范和铁范芯合范,加以紧固,经过预热,趁热用铁水浇铸,便得到铁犁铧的成品。

   铁范比较耐用,用来铸造铁器,操作也比较方便,能够提高产品质量,提高生产率。这时冶铸工匠对铁范的制作也取得了成熟的经验,力求铁范的外面形状与范腔的形状基本一致,力求范壁的厚度一致,使铸件的冷却速度均匀,从而得到薄壁而结晶良好的铁器。从一些出土的铁器来看,当时使用壁厚10毫米左右的铁范,已能铸造出壁厚3毫米的铁器,如铁犁铧、铁锸、铁耧铧等。这是古代铸造业的一项杰出成就。即使在现代,铸造3~5毫米的薄壁铁铸件,也是比较先进的技术。

   使用铁范也有其缺点。由于铁范传热性比陶范好,浇铸后冷却速度快,浇铸成的铁铸件常常是白口组织,不易得到灰口铁。当时正流行使用可锻铸铁(即韧性铸铁)的生产工具,用做可锻铸铁的坯件,必须是薄壁的白口生铁,不容许有石墨析出。而采用铁范可以保证铸造出薄壁的白口铁铸件,这正符合当时作为可锻铸铁的坯件而进行退火柔化处理的需要。南阳瓦房庄遗址出土的铁器,经化验,锤和轴承是白口铁,犁铧、耧铧、铲、镰、锸等农具都是用白口铁经过退火处理而成的可锻铸铁,这些坯件都是由铁范铸造的。

   4. 叠铸技术

   叠铸技术,就是把许多相同的范片和范块层层叠合起来,用统一的直浇道,一次浇铸出多个铸件。它最适用小型同类铸件的大量生产。这种技术,战国时代已经发明,例如齐刀币就是多层叠铸的。汉代铁器的叠铸技术,是从战国时代青铜叠铸技术的基础上发展起来的。

   陶范多层叠装方法大致有两种:一是心轴套合法:例如轴套范,范面呈桃形,桃尖处设置直浇口,中心为圆形轴孔。多层叠装起来,以木质心轴由上而下贯穿轴孔,同时对准直浇口,然后糊上加固泥,便成为一套叠装铸范。二是定位线套合法:例如圆环范,范面长宽度相差很小,为了防止叠装出错,在每个范的一边做出三条定向线(即泥印),另一边又有两条定向线。按照两边不同的定向线进行叠装,便容易准确。这种范的直浇口设在中央,为了防止浇口对不准,需要用心轴贯穿直浇口。

   这种多层叠装的陶范,有一定的叠铸浇注系统,由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等组成。(1)浇口杯:做在顶范上,和直浇道相通,用来接纳从浇包中流下的铁水。浇口杯随着直浇口位置的不同,采用了不同形状,有正漏斗形(如革带扣、圆环等范)和偏漏斗形(如轴套等范)两种,口径为2厘米或3.5厘米,高2厘米。(2)直浇道:通连浇口杯的垂直通道。直浇道高,铁水流入的速度快,压力大,对铸件填充性就好。直浇道的截面大多为圆锥形,少数也有作椭圆形的,只见于革带扣范和衔范。浇口杯和直浇道在范面上所处的位置,根据范腔内铸件排列的不同而异,有的设在范面的一侧,有的设在范面的中心,可以分为顶注式和中注式两种。(3)横浇道:仅见用于车销范,是为了使铁水从直浇道合理地引人内浇道而不损伤铸件。(4)内浇道:是引导铁水从直浇道或横浇道流入范腔的通道。

   汉代叠铸范浇注系统最显著的特点,就是采用了很薄的内浇口。这种设计很富于创造性。这样薄的浇口,铸范必须经过预热,才能使铁水流得进去。因为用预热的铸范浇铸,能减低金属液在叠铸范中的冷却速度,提高它的流通性。预热铸范,趁热浇铸,是我国传统的冶金工艺。殷周的陶范和战国的铁范,都是经过预热之后才浇铸的。汉代采用这种薄浇口、预热浇铸的叠铸范,不仅用来大量生产小型铸件,而且用来大量铸造钱币。

  南阳瓦房庄汉代冶铁遗址表明南阳东汉时期多堆式叠铸车(车口),两堆铸范共用一个直浇道,使浇铸的效率更为提高,金属的实收率更为增加。

   汉代小型铸铁件采用叠铸技术,而大型铸铁件则采用地面造型。例如瓦房庄出土的一件铸铁釜,直径达2米,就是采用地面造型法。

   (三) 铸铁柔化技术

   南阳市北关瓦房庄汉代冶铁遗址所出铁器经分析检验,可以看到汉代农具主要采用可锻铸铁。瓦房庄所出经过检验的12件铁农具中,有9件是可锻铸铁,两件是铸铁脱碳钢,另一件是白口铁。这表明铸铁柔化技术已普遍采用。从质量上看,当时制作这种可锻铸铁的技术已相当稳定。这类可锻铸铁制品,退火石墨的形状多数比较规整,呈典型的团絮状,而且分布均匀。在检验的试样中,从未见到铸件边缘部分有因氧化过烧而造成的黑色氧化铁,在铸件中心部分也极少见到有残存的莱氏体。可见汉代这方面的技术,从熔化铁液、制备泥范、浇铸成形,到高温退火和出炉冷却,各个工艺环节的进行都是比较正常而稳定的,操作技术是高度熟练而精细的。白心可锻铸铁和黑心可锻铸铁比较,在性能上黑心的要比白心的强些,在制作技术上黑心的要比白心的困难些。而汉代冶铁工人已经能够在使用高碳低硅白口铸铁的生产条件下,制作出多数属于黑心的可锻铸铁,这是难能可贵的。汉代的可锻铸铁,除了少数石墨较为粗大或者形成较粗的珠光体(可能由于退火周期过长)以外,不少工件已和现代可锻铸铁无本质的区别。汉代的黑心可锻铸铁,也和现代的工艺要求差不多,除少数是铁素体基体外,多数是铁素体-珠光体基体或珠光体基体的黑心可锻铸铁。看来当时已能采取适当措施来控制铸件的金属组织,改进机械性能,以达到制造较高强度和耐磨性能工具的要求。

   还值得注意的是,南阳市瓦房庄汉代冶铁遗址的东汉地层中出土的135号铁镢,它的石墨组织虽不是出自铸态,而是在高温退火时形成的,但形状规则,接近球状,边缘也很光滑,提高了工件的机械性能。它的抗张强度预计为40公斤/2毫米~60公斤/2毫米,延伸率4%~8%,作为小农具质量相当优良。它的含硫量不高,而石墨组织与现代高硫球墨可锻铸铁相似。远在东汉时代能取得这样的成就,确是值得称许的。

   南阳汉代制做可锻铸铁的方法主要有三种。一是制成可锻铸铁的坯件,采用了高碳、低硅、薄壁的白口生铁铸件。可锻铸铁的坯件所以必须用白口生铁,这是因为坯件中如果有片状石墨析出,经过退火,石墨会长大,甚至使得退火处理失败。当时这种白口生铁含碳量相当高,一般在4%以上,很有利于石墨析出;所含硅分虽低,但硫分也低,含铬量大多小于0.01%,对于石墨化过程一般都不起明显的阻碍作用。同时由于这种生铁使用木炭熔炼,生铁中含气量低,含氧化亚铁少,非金属夹杂也较少,金属结晶粒细,比较容易进行退火处理。这时作为坯件的生铁工具的造型特点是,器形较小,薄壁而作嵌刃式(即所谓“铁口”)。因为铸件壁薄,冷却快,内应力大,退火时可生成较多的石墨核心,从而可以细化石墨。如果器形过大,必须具有较大的厚壁,退火处理将十分困难,不可能达到完全退火的目的。二是使用铁范铸造生铁铸件,可以保证取得薄壁的白口生铁。南阳、镇平等地冶铁遗址都出土有大量铁范或翻制铁范用的陶模。同时各地出土的铁农具和手工工具和铁镢、铁锄、耧铧、犁铧、镰、斧等,有相当数量是用铁范浇铸而成。使用铁范浇铸铁器,由于铁范导热性良好,浇铸后冷却速度快,可以保证取得白口生铁。又由于范壁厚度一致,使铸件冷却速度均匀,可以得到薄壁而结晶良好的铁器,而且使用金属型铸件,石墨化核心可以大为增加。所有这些,都有助于进行退火处理时加速石墨化,从而取得可锻铸铁。从出土的汉代可锻铸铁工具来看,大多数壁厚3毫米,有的仅1.5~1.6毫米,这是为了适应退火处理工艺的需要。要取得这样薄壁的铸件,在当时手工业技术条件下,必须采取一系列的工艺措施,例如顶浇、预热铸型、提高铁水温度,等等。三是把薄壁白口铁工具套合叠放在加热炉或窑中,成批进行退火处理。已发现的汉代冶铁遗址中,有成百件铁工具套合叠放在一起的。检验中多次发现这些铁工具的銎底的脱碳程度,比銎壁外侧为甚,这一现象,当是由于同类铁工具交叉叠放,銎壁外侧受到保护,而銎底较多接触炉气的结果。

   (四) 铸铁脱碳成钢技术

   脱碳成钢技术主要有两种,一种是把比较薄的生铁铸件经过脱碳退火,使变成钢件;另一种是把生铁加热到熔化或基本熔化后,经过炒炼,使氧化脱碳成为钢或熟铁。

   战国已有脱碳不完全的铸铁脱碳钢件,汉代仍继续使用。例如,瓦房庄冶铁遗址所出铁斧(T18∶8),中心是白口组织,表层是钢的成分。类似这样的铁器在其他遗址中也有发现。它们都是用白口铁坯件,在氧化气氛下退火,使外层脱碳,由表及里依次成为纯铁素体、亚共析、共析组织(有时最外层出现脱碳过程中生成的方向性铁素体柱状晶),由于脱碳不完全,内部仍是铁,实际上是一种由钢和铁组成的复合材料。另一种情况是脱碳比较完全,已全部消除白口组织,但内层析出部分石墨。如瓦房庄出土的一件铁凿,从外形看是铸件,表面金相分析是钢的组织,很容易误认为是钢铸件。而在汉代技术条件下,没有高于1500℃的高温和相应的耐火材料,是不可能出现液态铸钢的。瓦房庄出土的另一件铁凿,经检验,基体为过共析钢,内层残留石墨,证明它是经脱碳而成为钢质工具。

   (五) 生铁炒钢技术

   铸铁在固态下脱碳成钢的这种制钢方法,当达到高度成熟时,它的进一步发展,便转变为我们称作炒钢的半熔融状态下将生铁炒炼、脱碳成钢的新工艺。

   在方城县赵河村汉代冶铁遗址中发现炒钢炉6座。这种炒钢炉容积小,呈缶形,温度可以集中;挖入地下成为地炉,散热较少,有利于温度升高;炉下部作“缶底”状,是为了便于装料搅拌。这种炉子的风当是从炉子上面鼓入的。南阳市瓦房庄汉代冶铁遗址中,也发现几座缶式炒钢炉,炉底还留有铁渣块。说明当时这类冶铁作坊,不仅用生铁铸造铁器,也还用生铁炒炼成熟铁或钢,锻制成工具、构件。遗址中出土的锻件如凿、镢等,当是该作坊自制的。南阳东郊出土一件东汉铁刀,形制较特殊,类似炊事用刀,刀身有一道平行于刃部的锻接痕迹。刀宽11.2厘米,长约17厘米,刀背厚约0.5厘米,就是用炒钢锻制,其刃部当是用高质量的炒钢锻接而成。

   冶铁技术代表了汉代南阳的工业水平,而南阳铜器生产技术也较为先进,所产铜器畅销全国各地。 1963年南阳桐柏县出土窖藏铜器中,有一件壶,底部铸有“大吉”二字,口沿上刻有“张伯宗”、“刘春”。铭文中的“大吉”是铸器时铸成的,人名是后刻的。这反映出汉代南阳先进的铜器私人冶铸技术。铸铜手工业中的铸钱也反映了南阳汉代的铜器生产技术。南阳曾出有半两钱的石范,分正面范和背面范二种,均用青石板制成,质地细腻而光滑。在南阳古宛城内发现一处王莽时的铸钱遗址,出有“契刀五百”和“大泉五十”两种陶范,还发现有残烘范窑。邓州市也曾发现一处王莽时的铸钱遗址,出有较多的“大泉五十”陶范。据陶范观察,在铸钱时用多片陶范叠在一起,统一浇铸。陶范用细泥制作,相当光滑。同时发现的还有浇口杯一只,为浇灌铜液使用的。还有铜块、炼渣、红烧土、木炭屑和附着“大泉五十”的铜钱的炼渣。制范的精密反映出南阳汉代铸造钱币的技术。汉代是南阳古代冶金工业鼎盛时期,唐代至明代冶金技术又有了新发展,出现了高炉冶炼新设备,并采用“炉身角”结构,这种技术有利于高炉燃烧。清中叶至民国年间,南召、方城、南阳、镇平、桐柏县境内均有采掘点或冶炼炉。

   二、 解放后冶金技术

   南阳解放后,南阳的冶金工业展开划时代的一页。矿区的开采一改解放前的散、乱、小的局面,人民政府开始有组织的、有计划的恢复铁、金矿开采。南召县杨树沟铁矿、桐柏县宝石崖铁矿都曾由政府组织开采。同时,南阳地区兴建了一批大型炼钢厂,冶金工业开始朝向大规模、机械化发展。

   (一) 钢铁  1952年,全区生铁产量202吨。1958年9月1日,中共南阳地委在桐柏县召开钢铁生产协作会议,决定在毛集成立邓县、镇平、南阳、唐河、桐柏五县钢铁生产指挥部,并组织6万余民工在毛集、黄岗、吴城、朱庄等地进行钢铁生产大会战。1966年8月又建成毛集采矿厂,年采铁矿石8000吨。1970年,该厂扩建为钢铁厂,年产生铁 380吨。1973年,管理权移交信阳钢铁厂。同年10月,桐柏县拨款10万元,县矿业公司组织人力土法露天开采位于黄岗公社大石桥大队境内的宝石崖铁矿。当年,生产原矿石1000吨。1978年5月,开始兴建日采选能力100吨的采选厂,1980年3月建成,次年投用,使生产转向采选结合、机械化作业。1982年,改造工艺流程,使破碎、球磨、磁选、精矿脱水、尾矿处理达到一体化,采场年生产能力达50万吨,选矿车间处理能力10万吨。

  云阳钢铁厂1972年建成投产。1972年3月26日地区革命委员会在云阳钢铁厂厂东建设小型炼钢厂。生铁冶炼炉及辅助设施建成,设计年生产能力5万吨。为提高生产效率,投产后不久即开始进行技术改造,增设矿山干磁选、二次再选设施。1996年云阳钢铁厂利用高炉矿渣优势,投资200万元,又建成了年产2万吨的硅肥厂。同年,该厂对散煤气回收和对供气管进行技术改造,年发电量达到2900万千瓦时。该厂目前是豫西南惟一的具有采矿、选矿、炼铁、发电、水泥、铁合金、高级耐火材料原料生产能力的地方冶金骨干企业,其主导产品采用国际先进标准组织生产,其中铸造生铁、球墨生铁通过国家认证。

  燃料化学工业部第二石油机械厂铸钢车间1973年建成投产,有5吨、3吨电弧炉各一座,可冶炼为制造石油机械配套的各种碳素钢、合金钢,是全区惟一的炼钢车间。其中3吨电弧炉投产经过技术改造达到进料、炉顶水冷、电极夹持、配电、吹氧过程的自动化,并可冶炼高锰钢、不锈钢。

   (二) 铜  隋唐时,今南阳、邓县已有铜矿开采。北宋时今镇平县境内发现铜矿,清光绪二十一年(1895年)邑绅黄氏曾集资在南召县九里山进行采铜活动。民国时期,据河南省地质调查所调查,南召县九里山、镇平县葩梨坡均有铜矿蕴藏。 1958年,全区建立采矿点5个。1960年,专署煤炭冶金局在镇平县建成采矿厂一个,日产50吨铜矿石,1961年停办。此后,其他采矿点陆续关闭。1967年3月,省地质局勘探队根据记载发现桐柏县大河公社刘山崖西部为一铜矿床,共生锌、硫,伴生铅、银、镉、锗等。1969年,地区决定开发大河铜矿,勘探、设计、施工同时进行,1969年10月8日开工,1971年10月1日投产,日选能力100吨。采用化学药剂部分混合浮选工艺开采铜矿石,同时回收锌、硫等伴生矿物。1976年,矿山改为走向水平式充填法及少量的浅孔溜矿法开采,提高了资源利用回收率。1977年5月1日,日处理能力250吨的选矿厂建成投产。后为提高资源利用率,又增设硫矿回收系统。年回收硫精矿可达2500吨。同时,改造选矿工艺。浮选后铜精矿含量达22.19%,回收率85.7%;锌精矿含量51.13%,回收率85.66%;硫精矿含量41.4%。1996年大河铜矿年产200吨的轻质氧化镁项目竣工投产。目前,大河铜矿是河南省生产铜、锌主要原料产地。

   (三) 金 唐、宋以后,出现金、银采冶场、炉。清代,淅川县荆紫关一带已有砂金开采。1938年4月,省建设厅派人前往荆紫关勘查。7月,河南省金矿探采队进行采掘。10月至12月,试采荒金242.2两,提炼成品24.29两,成色86%。1945年,日军进犯淅川,采掘中断。1958年,淅川、桐柏县各建成金矿1个。1961年停办。1976年,桐柏县开始兴建银洞坡金矿,次年,又建成鸿仪河金矿。1981年,淅川县毛堂公社建立金矿,开采脉金,年产成品金200两。同年,西峡县建立蒲塘金矿。1983年,镇平县祁子堂金矿投产。当年,桐柏县鸿仪河老湾金矿、淅川县毛堂金矿引进堆浸氰化提取技术,回收低品位氰化金矿,1984年在全区推广。

   银洞坡金矿 1976年5月,中共桐柏县委决定开发银洞坡金矿,按年采、选矿石各3万吨的规模建设,县、社、队联营。矿址位于朱庄公社馆驿大队,矿区面积1.35平方公里。1980年,建成日处理能力100吨的机械化选矿厂1个。次年9月15日,省、地、县联席会议决定将矿山扩建为年采、选能力各6万吨的规模。1983年,再度扩大年采、选能力,设计采、选量各7.5万吨。同年,因探明储量增大,100吨浮选厂改建为250吨/日全泥氰化碳浆选厂,并采用堆浸氰化提取工艺,以提高资源利用率。改建后,年采、选能力达9万吨。该矿伴生银、铅、锌,为国内大型金银伴生矿之一。 

中国最大的银矿-桐柏银矿

  桐柏银矿 桐柏银矿是中国最大的银矿,位于桐柏县朱庄乡境内,根据河南省地调三队提交的详查地质报告,已探明C+D级银金属量2661.5吨,为中国四大银矿之首。

   随着改革开放的不断深入,南阳冶金工业开始向规模化多品种经营方向发展,“八五”期间,先后完成云阳钢铁总厂的2×3000千瓦煤气发电工程、3#125立方米炼铁高炉工程、淅川铁合金厂的1.2万吨电解铝一期工程、5000kVA硅铁炉改造工程、方城金属冶炼厂2000吨金属铁生产线工程等。1996年实现了“九五”顺利开局,全年生铁完成18.3万吨,铝、铜、铅、锌、镁、银有色金属总量完成1.86万吨,非金属矿采选有新进展,蓝晶石精矿完成7800吨,居全国产量之最。2000年,全行业实现工业总产值44673万元,产销率达99.6%,产销指标均好于全省水平。随着21世纪的到来,南阳冶金工业将以本地资源优势为基础,以科技创新为目标,再创辉煌。