浦鼓风机(吹上神坛的日本“玉钢”其性能完爆现代钢铁？别开玩笑了)

说起咱们的邻国——日本，相信大家一定对结合了日本历史和文化的著名特产——武士刀不陌生，一些对此感兴趣的朋友也一定听说过一个专有名词——玉钢（Tamahagene）！

武士刀

这种日本所谓的玉钢就是制作传统日本武士刀的材料钢，又称为“和钢”，它本质是一种用日本传统方法制作而成的“海绵铁”，而这些海绵铁经过匠人们的精心挑选、打制之后就变成可以制作武士刀的玉钢！

玉钢块

玉钢是一种在刀剑收藏界久负盛名的钢材，拥有极为浓重的传奇色彩！人们将以玉钢为原材料制作而成的武士刀，视为血统纯正！很多人都相信玉钢是一种性能远超现代钢铁的钢材，拥有极为优异的特性，如此才能让武士刀拥有无可比拟的杀伤力，但事实可能与大家想的有点不对劲……

下面我来给大家详细介绍标准玉钢的制作方法！大家一看便知！求关注~

现代的冶铁法一般是将铁矿石、焦炭和石灰石等原料按比例放入高炉内，然后使用工业鼓风机等设备将炉温提升到2000摄氏度左右，利用高温将铁矿石融化成液态，从而制作出生铁，之后再调整生铁里的杂质含量和碳含量，最后制成出用于各种不同用途的钢种。

而日本古代冶炼玉钢则是一件很麻烦的事，需要耗费大量的时间和原料！以什么铁砂为原料、玉钢的纯度为多少，都取决于工匠的经验和直觉！这种传统方法在日本被称为踏鞴冶铁法（低温冶炼法），有时还被细分为“鉧押し法”和“铣押し法”，但两者的差别并不是很大，都是使用木炭和铁砂作为原料，并用简单的鼓风设备为熔炉供风，因此其炉内温度达不到铁的完全溶解温度（1538℃以上），根本无法像现代高炉那样将铁矿石溶解为液态。

博物馆复原的踏鞴炉，两侧有用于踩踏的风箱

这种日本传统的踏鞴冶铁法具体操作如下：

第一步，准备原材料：主要为铁砂和木炭。

1.制作玉钢的铁砂，是一种出产于矿区河床的砂石状铁矿石，有赤目铁砂(akome）和真砂铁砂（masa）等种类，其中真砂铁砂的质量最好，可以冶炼出更优质的玉钢，不过这些铁砂的本质其实就是含有微量硫、磷、钛等杂质的四氧化三铁。

出产铁矿砂的河床

日本人会使用如同淘金一样的方法，从河床上挖出沉淀的淤泥，然后使用“淘金盆”将较轻的泥沙淘掉，以此获得铁砂。

使用淘金盆淘洗淤泥中的矿砂

一些匠人还会专门在河流上建造“矿田”以截留下河水中的矿砂（矿田类似于四周有田埂的稻田），然后将矿田里的铁砂挖出，进行仔细的淘洗，之后放在干净的地面上进行晾晒。

矿田设计图，呈阶梯状分布

日本人会在河流上制作这种矿田，以截留河水中的铁砂

这些制作玉钢的铁矿砂哪怕在日本都属于比较珍惜的存在，只出产于少数几个地区，如冈山县、金泽县和岛根县等地（各地铁砂的性质不同），而这些铁砂相较于普通的铁矿石，其含铁量更高，内含的硫、磷等杂质也更少（杂质过多会使钢铁变脆）。

正在晾晒的铁砂

2.日本人制作玉钢必须要用木炭作为燃料和还原剂，因为日本古代应用煤炭的历史较晚，而且煤炭内含的杂质会影响玉钢的品质，故不能制作玉钢！

木炭对制作玉钢很重要，日本的“大名”们为了应付频繁的战争，甚至不得不将木炭作为战略物资进行大量存储，比如源赖朝之所以在镰仓开设幕府，很大一部分原因就是因为镰仓不但是砂铁的产地（钱洗川），其附近地区还高产木炭！而这些可以制作武器的原材料就是征夷大将军开创武家统治的坚实基础！

普通木炭

日本最初使用一种叫做“松炭”（松树闷烧而成）的木炭作为冶炼玉钢的燃料，但这种燃料因为燃烧时间太短，所以后来被淘汰掉了，转而使用起“佐仓炭”，但这种木炭的燃烧时间和温度也还是不够理想，所以日本人继续对木炭进行了长时间改进，终于在江户时代初期，发明了一种以槲木（毛竹、乌冈栎或青冈木等生长周期长的树木也可以）为原料烧成的木炭——“备长炭”，这种木炭可以长时间保持低温燃烧，至此制作玉钢的燃料问题才算彻底解决。

乌冈栎

ps：备长炭的烧制工艺据说极为复杂，对木材原料的选择和炭窑的建造有很高的要求，而且生产周期也比较长，不过备长炭的质量很好，炭块上少有裂纹，断面有金属光泽，敲击后能发出清脆的声音，还相当的耐烧！后来备长炭还成了日本料理中的高级燃料，会应用到蒲烧鳗（即烤鳗）、烧鱼（烤鱼）、烧鸟（烤鸡）以及煮物（红烧）等食物的烤制中。

备长炭

第二步，准备日本的传统冶铁炉——踏鞴炉。

冶炼玉钢需要使用日本传统炼铁炉，这种冶铁炉叫做“踏鞴”，也叫“踩风箱”，其中踏指的是用脚踩，鞴（如天平鞴等）则是日本的一种鼓风装置名称，现在这种冶铁方式应该称之为“脚踏式风车制铁技术”最合适。

日本古画上的踏鞴炉，人踩着的就是一种风箱

踏鞴炉的效率较低，而且也有很多种类，比如日本镰仓时代之前使用的“野踏鞴”等，但日本早期冶铁炉的资料太少，所以我今天给大家介绍一种日本人经过多年改进的踏鞴炉。

ps：野踏鞴的炉内温度比后世的踏鞴炉温度更不稳定，因此对冶炼效率提升不大，不过，据说野踏鞴炉内温度不好的时候反而更容易制作出优质的玉钢。

踏鞴炉设计图

踏鞴炉使用耐高温的粘土制作，外部为长方体，但内部呈漏斗状。一般长3米，高1至2米，宽1米，炉壁厚度在200-400毫米左右，在熔炉的底部除了有两个较大的通风口（通风、排渣）外，还有一排或数排婴儿拳头大小的进风口，两侧还有专门为炉内供气的风箱（天平鞴）。

踏鞴炉的地面建筑

踏鞴炉的地下结构剖面图，地面上看不见

踏鞴炉的地上建筑较为简单，但其地下建筑的构造却有些复杂！其炉体下方有一个深达三米的防潮层（木床），由层层的灰烬、大石块、砂砾和木炭等将炼铁炉离地架高，而且防潮层的两侧还有两个通风道（小舟）隔温，以防止湿气渗入炉内，因为若有湿气从地下渗入熔炉内，其温度就会下降，进而毁掉炉内的玉钢。

踏鞴炉构造示意图，底部有深达三米的防潮层

第三步，点火烧制玉钢！

1.首先在踏鞴炉内用普通的木炭进行预热，烘干其内部的湿气，然后将已经晾晒多天的铁砂和木炭一层一层地交互铺在炉内，接着就可以点火，并鼓风了。

铁砂

2.当熔炉开始熊熊燃烧后，往熔炉内投入少量按比例配置的木炭和铁砂混合物（有资料显示是五五开，但也有的资料上说木炭比例高于铁砂）。

往熔炉内倒入木炭

使用这种古老方法极为累人，效率也低，每次冶炼玉钢期间，最少需要3个人每天24小时的小心伺候熔炉三天，期间匠人们的休息很少，他们不但要对熔炉保持高度警惕，防止发生意外，还要每隔20到30分钟就要往炉内加一些铁砂、木炭或它们的混合物。

警惕注视着熔炉的匠人

加入铁砂、木炭

3.在熔炉熊熊燃烧大概一个小时后，铁砂会因为自身重量而逐渐沉到熔炉的底部，那些拥有多年冶炼经验的匠人只需要用耳朵听炉火的声音就能判断炉内的燃烧情况，并视情况增加或减少原料投入。

熊熊燃烧的踏鞴炉

4.匠人们要及时疏通踏鞴炉底部的进风口，以防止它被融化的矿渣堵住。

疏通底部的进气口

5.匠人通过熔炉底部火焰的颜色变化，来检查铁砂是否已经变成玉钢，其具体颜色标准是啥，目前还没有找到相关资料。

匠人通过熔炉底部两个较大的进气孔观察熔炉内部

一般情况下，炉内的温度根本达不到1500℃，只能保持在1200℃~1400℃之间，所以铁矿石不会溶解成铁水，但铁砂内的杂质溶解温度较低，会变成液体流动，而铁的溶解度高，在熔炉内不会变成液态流动，只会在熔炉的底部聚集成团。

将从通风口流出的矿渣清除掉

铁砂内的铁元素通过木炭燃烧产生的一氧化碳还原成铁，这个过程中，铁砂会融化自身的杂质，并和一氧化碳发生渗碳反应，形成铁碳合金，由于是低温固态冶炼，所以此时还原的铁无法完全融化成液态，一直处于半固半液状态，许多杂质还不能分离，模样和海绵一样成多孔状，故又称“海绵铁”。

熔炉内部想象图

海绵铁内含的非金属夹杂物不会象液态冶炼那样变成炉渣而漂浮分离出来，而且匠人有时还会往炉内加入一些石英粉帮助铁砂产生炉渣，使这种海绵铁的非金属夹杂非常的严重，所以接下来还要进行很多减少杂质的操作。

ps：我找到一个日本冶炼玉钢时使用木炭、铁砂的比例和出产量记载，资料上显示，日本匠人会在冶炼玉钢的三天里往踏鞴炉内倒入大约8吨砂铁和13吨木炭，以及少量助燃剂，但这么多原料最后只能冶炼出大约2吨重的粗钢（并不只有玉钢）！而就算是经验最丰富的老匠人也无法确保练出来的玉钢质量就能用于制作武士刀。

日本古画上的冶炼玉钢场景

第四步，将冶炼好的铁料从熔炉中取出。

1.在开始炼铁的72小时后，将已经不堪使用的熔炉炉壁敲碎，因为炉内炙热的温度会慢慢熔化炼铁炉的内壁，使其由最初的200-400mm缩减到50-100mm，所以无法再继续使用，之后再制作玉钢，需要重新搭建。

冶炼玉钢完成，砸开踏鞴炉

2.忍受着高温的侵袭（会灼伤皮肤）使用木耙等工具扒开还燃着的木炭堆，从熔炉底部挖出一块名为“粗钢”（鉧）的块状物。

使用木耙等工具扒开还燃着的木炭堆，找出铁料

3.粗钢模样很像熔岩，但这种粗钢并不是玉钢！

一大块粗钢

因为粗钢中除了含有玉钢外，还有很多的杂质和生铁、纯铁等不合格的铁料，需要匠人凭借经验从中挑选出纯度高的玉钢。

冶炼得到的鉧，不光只有玉钢，还有纯铁等杂质夹杂

玉钢本质是碳素钢，它的性质介于硬而脆的生铁和柔软的纯铁之间，内含微量的碳元素约为1～1.7%左右（好的玉钢含碳量不应超过1.5%），其含碳量取决于炉内的一氧化碳含量和加热时间，但分布不均匀，需要进一步加工。

经过如此多的操作以后，玉钢的价值显得弥足珍贵，其价值能高出现代成品钢五十倍以上，而且这时的玉钢还只是含有很多杂质的钢块，还需要经过多次去杂工作才能制作成钢材。

据说如今日本的匠人们每年只使用传统方法制作大约2吨玉钢，并售卖给最出类拔萃的刀匠使用，除此之外的其他人很难得到标准意义上的传统玉钢（日本现在有很多现代方法制作的玉钢，价值较低）。

得到玉钢块的刀匠

第五步，拆分粗钢。

将原始粗钢趁热敲打成小块，并浸水冷却，将其拆分开来，供匠人们观察、挑选，由他们凭借经验仔细选出最合适的玉钢来制作钢材。

玉钢块

刀匠能根据钢块的颜色估测碳含量，并会找出那些带着亮银色的沉重钢块，然后看玉钢块边缘的碳化程度，若钢块不但粗糙还夹带灰黑色碎屑，那就是不合格产品，不能使用。

检查玉钢块

第六步，加工玉钢块。

接下来要通过一种被称为“水减”的热处理技术去除玉钢内的杂质，并进一步分拣含碳量不同的玉钢块，这种技术类似于淬火，但两者的目的不同。

通过水减工艺，让铁饼碎裂

1.匠人会首先将玉钢块加热，然后捶打成厚度约为5mm的薄片，接着将钢片放入水中急速冷却，遇水后的玉钢块各部分会在急速冷却下因含碳量不同而产生不同的内应力，并出现碎裂。

ps：进行这一操作要对加热时间和温度把握得当，要采用较低的淬火温度和较短的加热时间。

将玉钢块加热锻打成铁饼

将玉钢块捶打成小薄片

2.接着进行下一步名为“小割”的工序，即将铁饼敲碎成2到3cm长短的小钢块，这种将铁饼敲碎成小块的方法，能有效的分离钢片中的非金属夹杂物，因为破碎总是会发生在非金属夹杂物形成的缺陷处。

将玉钢薄片分割成小铁饼

3.仔细检查碎裂成小铁饼状的玉钢块，从中选出硬钢和软钢，挑选的标准是看其破碎的平整与否（较硬的钢块破碎的比较平整）。也有的刀匠会通过测试玉钢的弹性和断面光泽来判断其碳含量（碳含量多的为硬钢，碳含量少的则为软钢）。

分解成小铁饼状的玉钢

第七步，将挑选好的玉钢块加工成整体。

1接着将这些挑选好的破碎钢块像拼立体拼图一样分别在两个钢托上堆立成两堆。

将挑选好的破碎钢块像拼立体拼图一样分别堆立在钢托上

将挑选好的破碎钢块像拼立体拼图一样分别堆立在钢托上

2.每一堆都用一张或数张纸包住（纸上常常写着一些祈祷文）。

3.再往铁堆上抹薄薄一层粘土液和草木灰，以防止钢块氧化。

抹上粘土液

粘上草木灰

4.然后重新将钢块放进锻铁炉内加热到1300摄氏度以上（白热）。

5.将加热后的铁块快速从炉中取出锻打，其温度下降时再将其放回锻铁炉内加热，然后再取出锻打，因为温度一旦下降，钢块就无法合为一体，如此循环往复，直到分离的玉钢片重新变成整体。

将加热后的铁块快速从炉中取出锻打

分离的玉钢片在锻打下重新变成整体

6.将已经合成一大块的玉钢进行折叠锻打（折叠锻打能混合玉钢中的铁与钢），使其彻底变成整体。

折叠锻打钢块

在不断的加热和折叠锻打下，玉钢内的杂质会被“挤”到表面形成氧化层脱落或因为自身缺少塑性而脱落，而玉钢块内的金属结构和碳元素则会在多次折叠锻打中变得均匀分布！

折叠锻打玉钢块

这一点很重要，因为碳元素的吸震力可以承受极大的力道，对武士刀的质量影响很大！但最终成品的重量会比原料减轻一半，并最终形成一整块锻钢（碳素钢），这种消耗现象在世界各地都很常见，如中国古代使用粗铁制作精钢时，往往需要耗费十倍数量的粗铁。

ps：钢块并不是折叠锻打的次数越多越好，因为折叠锻打次数过多会出现脱碳现象，会从钢变成柔软的熟铁！折叠锻打十几次后，每一厘米厚的钢就能有5000多层次，这些层次形成纹理的叫做“地肌”。

折叠锻打钢块可以调整碳元素的分布

如此两块不同性质的玉钢就制作好了！

这篇文章看下来，相信大家对玉钢的本质就有一定的认识了吧？其本质就是一种在低温熔炉中冶炼出来的海绵铁，这种低效率冶炼方法在很多文明中都有，比如我之前介绍的黑人炼铁法就类似这种（黑人跨入铁器时代的关键！揭秘两千年前的黑人冶铁术，包教不包会）。虽然玉钢跟其他古代钢铁相比，确实有其亮点，但下次再遇到有人不明情况瞎吹玉钢比现代钢优秀，大家笑笑就好。

其实，很多刀剑收藏者如此看重“玉钢武士刀”很大一部分原因是出于对日本传统技艺和历史文化情怀的尊重，毕竟日本是一个能将所有技艺上升为“道”或精神准则的国度！所以他们推崇传统方法制作的玉钢很正常，但要是有人不顾事实真相，继续神吹传统玉钢武士刀就有点过了！

这里必须插句题外话：日本古代制作的武士刀很多都不是用玉钢制作的，而是使用的外国进口货！也就是日本人古书上记载的“舶来铁”和“南蛮铁”，毕竟日本是一个资源贫乏的岛国，他们虽然不缺少金、银、铜等贵金属，但他们特别缺少富铁矿！当“日本战国时代”的战争号角被吹起之后，武器的需求量暴增，制作武器的钢铁材料需求也随之暴增，所以各国商人从中国、东南亚、印度、葡萄牙和西班牙等地收购钢铁（或走私、抢劫），然后贩卖到日本以获取利润，其中来自中国的钢铁还占大头（生铁、炒钢、灌钢等）！如此才推动着日本的战争越演越烈！

日本古代各时间段使用的制刀原料和刀类的通称

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