作为目前发现时代最早、面积最大的郑州古荥汉代冶铁遗址，发现于1964年， 1975年郑州市博物馆对其进行大规模的发掘。发现两座大型椭圆形的炼铁炉，以及一批重要的冶铁遗迹，出土文物近千件。出土资料证明这是西汉中、晚期至东汉时期河南郡铁官的第一作坊遗址（郑州市博物馆，《郑州古荥镇汉代冶铁遗址发掘简报》，《文物》1978年第2期）。

　　古代的冶铁炉又叫鼓风炉，自战国至西汉的500年间高炉鼓风的设备是橐 （ 首都钢铁公司，刘云彩，《中国古代高炉的起源与演变》，《文物》，1978年第3期）。到汉代，随着炉子的体积和容积的加大，对炉子的鼓风量的要求也越大。这就需要有很大和很强的鼓风设备，以适应冶铁炉的需要。

　　高炉产量和风量关系极大。古荥汉代冶铁炉是目前全国发现的最大的炼铁炉。《中国冶金史》编写小组曾对古荥冶铁遗址高炉进行复原，复原出的高炉高6米，容积在50立方米（《中国冶金史》编写组，《从古荥遗址看汉代生铁冶炼技术》，《文物》，1978年第2期）。容积如此大的高炉冶炼对鼓风的要求是相当高的。

　　关于古荥高炉的鼓风问题，李京华先生曾对其做出研究，认为是采用机械鼓风，并认为位于一号、二号炼炉中间后部的“四柱坑”就是鼓风机械的遗迹所在。对于四个柱坑，先生推测在他们之间曾设置有立轮的大型框架，顶部兼装防雨的房屋顶（李京华：《李京华文物考古论集》，第125页，中州古籍出版社，2006年）。目前，“四柱坑”仅存西边一处，为何东侧没有相关的发现，先生认为是在平整土地时被毁坏。这样的话，两边就可以对吹鼓风。不过，目前对“四柱坑”功用的看法不一，有人认为四个柱洞是当时用于向炉顶提升原料的上料遗迹（ 韩汝玢、柯俊：《中国科学技术史（矿冶卷）》，第565页，科学出版社，2007年）。

　　李京华先生认为，在柱坑四角栽立四根柱子，构成一个高大的木架子。架子中间安装一个立轮，立轮侧宽0.6米，中间用数根平板横木连接。立轮有轮辐数根连接立轮中间轴心，置横轴穿轴心分别架于南北两立柱之间横木之上，使轮离地可转动。在立轮轴南侧，附轴再固定套上一较大木轮，为传动轮，轮侧面刻出半圆形凹槽，为安装传动绳索。在立轮和炉子之间架设一横木，横木 与近立轮一端固定一个比例很小的木轮，与立轮上的木轮相对应，轮侧面也刻出半圆形的凹槽，以便连接传动绳索。在横木中间与炉子鼓风皮橐相对处装上拐木，拐木与皮橐把上的偃月木靠近。用人力踩动立轮转动，立轮上木轮通过绳索传动炉侧横木一端的木轮转动，木轮转动带动横木中间的拐木旋转，拐木每转一周打动偃木推进鼓风皮橐一次。这样用多个人力踩动，使大轮转动一周，可传动小木轮数周。从而可以增加皮橐鼓风频率，以强大的风力鼓入炉中。

　　但通过对先生所复原的鼓风机械进行模拟实验，发现这套鼓风设施并不能发挥很好的作用，原因是使用这套机械进行鼓风时，力的传送距离很长，产生的磨擦力非常大。并不比双人手动鼓风产生的风力大，致使皮橐的冲程很短，也就是说，每次拐木打动偃月木时，皮橐都不能释尽所吸入的空气。并且这套鼓风装置占地面积较大，工匠走动来往甚是不便。

　　因此，我们对“四柱坑”的功用进行了仔细的研究，由于柱坑正好位于一、二号冶炉的中轴线上，并且位置在两座冶铁炉后方。这就说明“四柱坑”上的设施很可能为两座冶铁炉共有。从这点来看，“四柱坑”作为当时用于向炉顶提升原料的上料遗迹的观点是不无道理的。基于此，我们对“四角柱坑”上边的设施进行大胆的复原并进行模拟实验。

　　实验时，我们将两根长约80厘米，两根长约100厘米，直径都约为3厘米的四根木桩，埋入四个新挖的深度相等的柱洞内。将其中两根较短的木桩分别埋入西南和东北两个方向的柱洞内，另外两根较长的埋入东南、西北两个柱洞内。形成了西南、东北两方木桩顶端低于东南、西北两木桩顶端。这样，在木架的中部就可搭建一个可站立的平台。然后在两根较长的木桩顶端架一段横木，横木中部玄挂绳索或铁链，绳索或铁链下端捆绑一根杠杆，并在杠杆的短端捆绑重物。这样就可以利用杠杆原理进行上料。使用时，一人站于平台控制短端，杠杆长端系有两根长绳，一人立于冶铁炉上紧拉绳索进行起重时的方向引导控制，并向炉内倾倒矿料或燃料。同时，一人站于矿石堆附近紧拉另一绳索进行无起重时的长端控制。这样以来，整个上料装置仅需三人即可控制，大大节省了劳动力和劳动强度。其中杠杆的有效摆程即在东南、西北两木桩之间。并且，当四柱木架横断面成东西边略长于南北边的时候，其有效摆程要大于木架横断面成正方形。这就证明了“四角柱坑”所组成的形状之所以呈东西略长于南北的原因。

　　实验证明，这样的上料装置既方便实用，又节省时间和劳动力。同时又是对杠杆原理的很好利用。所以，我们认为遗址内发现的“四柱坑”并非是鼓风机械的遗址，而可能是中部有可踩踏平台的杠杆上料装置。

　　既然“四柱坑”并非为鼓风机械遗迹，那么，古荥汉代冶铁作坊的鼓风设施问题是值得再探讨的。通过考察和实验，我们认为古荥汉代冶铁遗址的鼓风装置并非是立轮式机械鼓风，而是多人操作的皮橐鼓风。

　　关于汉代的皮橐鼓风，山东滕县宏道院出土的汉画像石有这样的描绘（山东省博物馆，《汉画像冶铁图说明》，《文物》，1959年第1期，第2页）。画面上有冶铸、锻造等内容，反映的应是当时山东地区冶铁业生产的实际情况。该石第四层画像为冶铁生产情况。画面上有11人，其中3人操皮橐鼓铸，右侧4人锻打，其余等人或审视铁器或执器操作。这幅图的发现至少说明在汉代冶铁高炉和其它的炉型是使用这种皮橐制作的鼓风机械的。到东汉时期（公元31年），南阳太守杜诗“善于计略，省爱民役”，制造出水排鼓风机，“用力少，见功多，百姓便之”（《后汉书·杜诗传》）。这是冶铁鼓风技术的一个重大革新。

　　中国历史博物馆的王振铎先生曾对山东滕县宏道院汉画像冶铁图上的冶铁鼓风机进行复原（ 王振铎，《汉代冶铁鼓风机的复原》，《文物》，1959年第1期），并有有学者并对先生所复原的鼓风机械进行风量推算。算出其容积约为0.23立方米。如果以每分钟鼓风20次，压缩率60%，漏风率20%计，一个皮橐每分钟鼓入炉中有效风量约2~8立方米（《中国冶金史》编写组《汉代冶铸技术初探》）。为参观学习方便，古荥汉代冶铁遗址管理所在二号炉西壁复原了一个直径0.8米的皮橐，用一个人推动，风力也是相当强的。

　　用皮橐鼓风，占地面积小，可以灵活操作，并且可使皮橐内每次吸入气体得以充分的释放。在劳动力较多的情况下，可以轮流操作或多人同时操作，以减少个人的劳动强度。我们曾联合古荥汉代冶铁遗址管理所进行模拟实验。我们在皮橐把手安装一个横木，可两人同时推拉，并在横木中部绑两条绳索，操作时共有四人，两人手扶横木主要进行送气操作，另两人紧拉绳索，只进行使皮橐吸气操作，二者相互配合进行鼓风。实验表明，用这样的鼓风装置进行鼓风，风力很强，效果是很好的。如果加大皮橐的容量，同时增加皮橐鼓风频率，是完全可以向炉内送入强大的鼓风量的。

　　在没有大型机械设备的情况下，由于冶铁作坊中每道工序都需要人力，所以需要的劳动力是很多的。中国历史博物馆经过对山东藤县宏道院出土的汉代冶铁和锻铁石刻画像进行研究，推测以每一铁官有鼓风炉50座，每座以13人算，每一作坊应有工人一千多人。可见，在劳动力方面，这样大型的冶铁作坊是相当丰富的。所以，这种多人合作进行鼓风的皮橐作为冶铁高炉鼓风设施是很有优势的。

　　至于每座冶铁炉有多少这样的鼓风装置，通过对古荥汉代冶铁遗址内出土的一号积铁块和一号炉基进行考察，每个冶炉共有4个风口，即每侧有两个风口的观点是符合实际情况的（《中国冶金史》编写组，《从古荥遗址看汉代生铁冶炼技术》，《文物》，1978年第2 期）。

　　我们知道，椭圆形高炉是为活跃炉缸中心而设置的，它以其两个中心的特点优于圆形高炉。所以从一号积铁和铁瘤的相对位置可以明显看出，在铁瘤分叉处的风口位置，即相当于积铁长轴的三分之一，看来在长轴的三分之二处，应当还有一对风口分列于炉的两侧。如果仅在铁瘤分叉处设置一对风口，在古代使用小风量的情况下，那么，大的风口距离很难出现面积如此巨大的积铁。因此，推测古荥一号高炉在炉缸长轴方向，每侧有两个风口，全炉共有四个风口的观点是合理的。也有学者认为风口不限于四个，每个风口所使用的大皮橐也不限于一件（ 邵望平：《〈禹贡〉“九州”的考古学研究》，《考古文化论集（二）》，文物出版社，1989年）。可以想象，如此多的鼓风口，鼓入颅炉内的风量是相当可观的。

　　综上所述，我们认为郑州古荥汉代冶铁遗址高炉的鼓风设施应为多人合作的皮橐鼓风，并非是装置有转轮机械的鼓风设施。对于这样的论述是否正确，还望方家指正。【原标题：郑州古荥汉代冶铁遗址鼓风问题再探】