建武七年（公元三十一年），杜詩(shī)創(chuàng)造了利用水力鼓風(fēng)鑄鐵的機(jī)械水排，這個(gè)水排是中國(guó)古代的一項(xiàng)發(fā)明，是機(jī)械工程史上的一大發(fā)明，約早于歐洲一千多年。引這種鋼材的制作方法，是中國(guó)發(fā)明的。最初的鼓風(fēng)設(shè)備叫人排，用人力鼓動(dòng)。繼而用畜力鼓動(dòng)，因多用馬，所以也叫馬排。直到杜詩(shī)時(shí)改用水力鼓動(dòng)，稱水排，即漢代水排。水排的出現(xiàn)，是我國(guó)古代冶鐵技術(shù)的重大創(chuàng)新，能加大風(fēng)量、提高風(fēng)壓，增強(qiáng)風(fēng)力在爐中的穿透力，提高冶煉強(qiáng)度，擴(kuò)大爐缸，加高爐身，增大有效容積，較原來(lái)用人力、畜力鼓風(fēng)省力而功效大。韓暨用水排冶鐵，比用馬排利益多得三倍。其法宋朝時(shí)失傳。中國(guó)國(guó)家博物館有復(fù)原模型。
基本介紹
最早見(jiàn)于《后漢書(shū)·杜詩(shī)傳》“……建武七年（31），遷南陽(yáng)郡知府，造作水排，鑄為農(nóng)器，用力少，而見(jiàn)功多，百姓便之。”“冶鐵者為排吹炭，今激水鼓之也。”這說(shuō)明東漢建武七年南陽(yáng)市地區(qū)，首先使用了這種先進(jìn)技術(shù)。南陽(yáng)自戰(zhàn)國(guó)時(shí)，就是冶鐵基地。劉徹曾在此設(shè)鐵官，據(jù)發(fā)掘材料，南陽(yáng)郡內(nèi)有漢代冶鐵和鑄造作坊5至7處，從事冶鐵者世代相傳，在鼓風(fēng)冶鑄方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。在水排之前，早已使用水碓米，杜詩(shī)正是總結(jié)了這些經(jīng)驗(yàn)發(fā)明了水排。水排是利用水力進(jìn)行鼓風(fēng)的冶鐵設(shè)備。王禎《農(nóng)書(shū)》記載的水排構(gòu)造是，在一立軸上，作上下二臥輪，用水激轉(zhuǎn)下輪，則上輪用繩套帶動(dòng)另一個(gè)小輪，在小輪上裝一個(gè)曲柄，再由一個(gè)連桿和另一個(gè)曲柄傳到一個(gè)臥軸，經(jīng)攀耳以及排前直木，則排（木排）隨來(lái)去，將風(fēng)鼓進(jìn)煉爐。漢代水排較簡(jiǎn)單，排橐是當(dāng)時(shí)的冶鑄鼓風(fēng)器，外部用皮革制成，內(nèi)部用木環(huán)作骨架，體上用吊桿掛起，以便推壓鼓風(fēng)。其構(gòu)造是，在一橫軸的頂端，作一豎輪，然后在橫軸中間置一撥子，水激豎輪轉(zhuǎn)動(dòng)橫軸，使木撥子推動(dòng)連桿和一個(gè)曲柄及橐前的從動(dòng)桿使皮橐推壓鼓風(fēng)。中國(guó)國(guó)家博物館根據(jù)《后漢書(shū)·楊璇傳》和山東滕州出土的東漢畫(huà)像石刻復(fù)原了東漢的冶鐵水排（排橐），并在中國(guó)通史陳列中展出。在金屬冶煉中，為了使燃料充分燃燒，以提高冶煉或澆鑄金屬的熔爐的爐溫，一般都有鼓風(fēng)設(shè)備。鼓風(fēng)技術(shù)如何，是衡量冶金水平的重要標(biāo)志。向爐中壓送空氣的裝置，稱為“排”。最初的“排”是牛皮袋，以后演變?yōu)橛苫钊惋L(fēng)的風(fēng)箱。在爐前并排放幾只“橐”（皮囊）列成一排，冶鑄鼓風(fēng)之動(dòng)力主要是人力、畜力，即“人排”與“馬排”。
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