坩埚炼铁法是我国人民独特的创造，已有悠久的历史。河南南阳市北关外瓦房庄西汉冶铁遗址 和河北清河镇西汉初年故城冶铁遗址 ，都曾发掘出坩埚炼铁炉的遗迹，说明至迟在西汉时代已经应用此法了。前面谈过，这种炼铁法该是从坩埚熔铜法演变而来，那么，此法在春秋、战国之际早就发明了。

1959年发掘瓦房庄附近古宛城西汉冶铁遗址，发现坩埚炼铁炉17座，其中3座较完整，都近似长方形。其中一座长3.6米，宽1.82米，深度残存0.82米。炉的建筑方法是，就地面挖出长方坑，留下炉门，周壁经过夯打后再涂薄泥一层。炉顶有的用弧形的耐火砖砌成，砖的大小不同，砖的内面敷有一层厚约1厘米的耐火泥，泥的表面还留有很薄的灰白色岩浆，砖的背面涂有较厚（约5厘米）的草拌泥。炉顶有的是用土坯和草拌泥券成。炉由门、池、窑膛、烟囱四部分组成。门在炉的最前端，当是用来装炉和通风的，左右两壁都经火烧，已成砖灰色。池在门内，周壁也烧成砖灰色，池底留有厚约1厘米的细砂，当是用作燃烧时的“风窝”的。炉膛为长方形，周壁糊有草拌泥，火烧较轻，当是盛放成行排列的坩埚和木柴、木炭等燃料的。炉的后部设有三个烟囱，当是排出炉烟用的。有的炉内填满木柴灰，有的炉底堆有很多烧土块和砖瓦碎片。坩埚发现三件，都是椭圆形的圜底陶罐，罐外敷有草拌泥约厚3—4厘米，泥的内部烧成红砖色，表面则成光亮的深黑色，并存有一层灰白色光亮岩浆。另在一坩埚的内壁还粘有铁渣的碎块。从炼炉的结构以及流传到后世的坩埚炼铁法，可以推知当时的炼铁方法是：先用碎块矿石和木炭以及助熔剂混合配好，装入坩埚。装炉前，先在炉底铺上一层适当数量的砖瓦碎片，使炉底通风；并留出许多“火口”放进易燃物，以便点火，接着就铺上一层木炭，在木炭上安装成行坩埚；然后在这层坩埚之上再铺上一层木炭，在木炭上再安装成行坩埚，待炉装满，便可从“火口”点火，并加鼓风（或采取自然通风），使坩埚中矿石还原熔化为生铁。

这种炼铁法，由于经济和简便，曾长期流传，直到近代，还流行于山西、河南、山东、辽宁等省，尤以山西省的太行山地区最为流行。在近代全国土铁的总产量中，有40%以上是山西省太行山地区运用这种炼铁法生产出来的。据1870年左右德人李希霍芬估计：晋城高平（今晋城市北）日产200吨，阳城日产50吨，平定（今阳泉市南）日产150吨，太原日产50吨，共日产450吨。据1899年英人宿克来的估计：盂县（今阳泉市西北）有铁炉60座，每年工作250日，每日每炉炼铁500斤，每年产铁4500吨，平定有铁炉250座，每年产铁18000吨，荫城（今长治市南）年产6000吨，高平年产4000吨，泽州（今晋城市）年产13333吨，阳城年产2000吨，沁水（今阳城县西北）年产415吨，太原年产2000吨，总共年产50248吨。据1916年地质调查所的约计，全国全年生产土铁共170850吨，其中山西省所产土铁的数量占第一位，计有70000吨，占当时全国土铁产量的41.2%；其次为湖南，年产35000吨，仅及山西省的一半；再次为四川，年产23000吨，仅及山西省的三分之一；更次为河南，年产14400吨，仅及山西省的五分之一。据王竹泉所著《山西铁矿补志》1924年的调查，山西省各地土铁的年产量如下：高平1100吨，晋阳（今太原市西南）5000吨，长治800吨，和顺300吨，壶关300吨，隰县2000吨，陵川（今晋城市东北）500吨，太原500吨，平定20000吨，临县2600吨，盂县5000吨，再加上晋城13300吨，总共年产51400吨。其中以平定产量最高，在平定境内共有方炉1099座 。由此可见，山西省长期流行的这种坩埚炼铁法，曾在过去土铁生产中起了很大的作用。

这种坩埚炼铁法，所采用的炼铁炉是方形的。建炉前，需要把地基筑结实，在三边建起高4尺多、厚1尺多的土墙或砖墙，在一面的墙底开一个孔，作为进风口，在旁建有小屋，屋里装有大风箱，以便鼓风。也有利用一旁的高地来作炉墙的，在高地里挖窑洞来安装风箱的，这样就可省造一垛土墙和一间小屋。大的方形炉，成为一个方形的炼铁场，可以装入240到300个坩埚，小的方形炉也可装入60到70个坩埚。所用风箱要2至4人推拉。

坩埚都用耐火泥（俗名“干子土”）制成，也有用耐火泥55%、粘土40%、焦炭粉5%配料，或者用粘土50%、煤屑50%配合制成的。形状为长圆筒形，制法如下：先把耐火泥加适量的水，调成面团状物，然后取一团（相当于制成一个坩埚所需的分量）置于倒立的木模底上，一面用手拍打，向下挤压，一面四周旋转拍打，即可制成。一般埚底有二指厚，埚口如粗碗口厚，每工可成80个。木模用桐木制成，底部呈锅底形，模外套有布套，一般直径为5寸左右，高1尺多，也有直径6寸以上而高2尺的。

炼铁时，先将矿石打碎，用筛子筛过，把较大的块剔除，再把小块矿石和无烟煤屑（作为还原剂）及黑土（作为熔剂）混合配好，装入坩埚中。大体上每个坩埚装入10—15斤矿石、1—1.5斤煤屑或焦炭粉、1—1.5斤黑土，装好后要用瓦片及煤渣把坩埚口盖紧，才能装入炉内。

装炉时，炉底先铺上一层破旧的坩埚，或者搁置适当数量的碎砖和铺上一层碎瓦片，使得炉底通风。在铺旧坩埚和碎瓦片时，要留置十多个“火口”，在火口处放置麦秸或其他易燃物和一些耐烧的小竹竿，以便点火。接着，就在上面装上一层无烟煤（或焦炭），在这层煤上就可以安装几排坩埚，在坩埚间的空隙中要用无烟煤（或焦炭）仔细填充，以防坩埚倾斜，然后在这层坩埚上再铺上一层无烟煤，在无烟煤上更放上几排坩埚，最后用煤掩盖上，上面再用破旧的坩埚或碎瓦片盖好。接着在无墙的一面，就需要用破旧坩埚或石灰石积叠成一道墙，如此装炉才算完毕。

等炉装好后，便可点火。点火时，要先点中间的火口，待其大量冒烟后，再点两头的火口，以求各部位燃烧均衡。点火后拉动风箱鼓风，如炉口冒出的火焰太旺，就要及时压住，使火力集中。一般鼓风8小时左右，热度已够高，就停止鼓风，因为自动钻进去的空气已足够使它燃烧。让它自然通风24小时后，就可以开炉。这样，就可把坩埚从火中取出，把坩埚中的生铁水倾倒到铸型里。为了取出方便起见，也可以让它冷却后，打碎坩埚，取得圆柱形的生铁块。它的产量随炉的大小而不同，一次装200个坩埚约3000斤矿石的炉子，可炼成铁1500余斤。如用石灰石作为装炉后堵住炉子一面的墙壁，还可以利用炉内熔炼之火，把石灰石烧成石灰，成为一种副产品。

山东潍坊市也有这种坩埚炉。炉为长方形，四周炉墙用青砖或土坯砌成，炉后砌有挡风墙，炉底也挖有半圆形的通风道（俗名风窝），上铺铁制的炉条，以便自然通风（参看图3-1）。

部位名称：1.炉墙　2.挡风墙　3.坩埚　4.风窝（通风道）　5.煤炭　6.引火柴　7.铁条

这种坩埚炼铁法，是炼铁法中成本最低的 。建筑土墙和制造坩埚的材料，都可就地取材，不需要材料费；采用自然通风，可以节省劳动力，装炉时需要四到六人，平时只要一人管理；劳动强度也不大，也不需要在高温之下操作；炉子构造简单，也不必经常修理；装炉和熔炼过程都很简便，一学即会。它之所以长期成为山西、山东一带农村中主要炼铁方法，就是由于有着上述这些优点。如果选取的原料成分好，从坩埚炼铁法取得的生铁质量要比高炉炼出的高。但是常常由于因陋就简，选取原料不讲究，炼出生铁质量不高。特别是使用煤作为燃料和渗碳剂以后，煤中硫磷等杂质容易渗入铁中，影响到生铁的质量。这种炼铁法虽然简便，但不适宜大规模生产，因而尽管长期流传，流行很广，然而始终处于次要地位。 pO1jC9BiU6t2EP1SB76DKW8tNPDtb4PNvTPO+7LJir0yXA35SUTbG/p+f4EpsR2P