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鐵器

臺灣史前時期金屬器時代製作與使用的鐵質工具與裝飾品。鐵金屬的冶煉方法有兩種,一種為塊煉法,另一種是鑄鐵法。塊煉法是在約1000-800℃的溫度下,利用煉爐內流動的一氧化碳氣體與鐵礦(通常為氧化鐵)作用,將鐵礦在固體狀態下還原為金屬鐵,而鐵礦中所含的雜質被融化為鐵渣,向下流動集中。如此煉成的固態金屬鐵帶有許多孔隙,又稱海綿鐵。由於海綿鐵含有不少鐵渣,必須不斷地鍛打,擠壓出鐵渣,才能獲得較為純淨的鐵料。但因其化學成分為純鐵,性質較軟,易於鍛打加工成所需的器物。
鑄鐵法是在較高的溫度下,鐵元素結晶構造改變,可以吸納更多的碳元素,當碳元素含量到達一定程度(如4.3%),鐵碳合金的熔點(如1148℃)若低於爐溫,就會融化成鐵水,經由導孔排出成鐵錠,或直接入模鑄造。此種方式可以不斷出鐵、進料,冶煉過程不致中斷,可以連續生產。此法冶煉的鐵金屬含有2%以上的碳。若要獲得純鐵,必須再經煉製。
鑄鐵法所需溫度較高,其煉爐與鼓風設備較為發達,在14世紀之前,只有中國採用此種煉鐵法。塊煉法所需溫度較低,一般的鼓風設備可以達到,臺灣與東南亞地區的煉鐵工藝到很晚近都是採用塊煉法。
臺灣地區在新石器時代晚期如圓山、植物園、以及卑南等遺址都曾發現鐵器,是從島外輸入的貴重物品。進入金屬器時代,先民已自行冶煉鐵金屬並製作鐵器,但仍有部分鐵金屬來自島外。此時鐵器已取代石器,成為主要的生產工具,但臺灣潮濕多雨,不利於鐵器的保存,加上鐵器損壞後可以重新製作,不必然成為廢料而被丟棄。因此,此一時期許多遺址即使出土很少或未出土鐵器,考古學者仍然推論當時的生產工具主要是鐵器。
臺灣北部沿海地區的十三行文化、東海岸的靜浦文化、以及東南海岸的舊香蘭遺址先民,已掌握煉鐵與鐵器製作技術,前二者採用塊煉法冶煉鐵金屬,並以鍛打方式製作鐵器。舊香蘭的煉鐵技術尚未經研究,但應與靜浦文化的技術相近。十三行文化的煉鐵原料來自遺址鄰近自然力經常補充的海濱鐵砂,靜浦文化的煉鐵原料可能有所不同,但二者採用的鼓風方式應為近代東南亞地區仍在流行的「馬來式」立式鞴piston type bellow。


撰稿者:陳光祖
最後修訂日期:98年09月24日
參考資料:
1 Chen, Kwang-tzuu. 2000. Ancient Iron Technology of Taiwan. Ph. D. Dissertation, Harvard University.
2 臧振華、劉益昌。2001。《十三行遺址:搶救與初步研究》。臺北:臺北縣政府文化局。