池涵

《中國(guó)近代鋼軌：技術(shù)史與文物》

鋼軌是近代大規(guī)模液態(tài)冶金出現(xiàn)后，僅次于鋼制橋梁的第二個(gè)重要的鋼鐵用途。

馬關(guān)條約后，中國(guó)興起了第一波鐵路建設(shè)的大發(fā)展。自漢陽(yáng)鐵廠建成投產(chǎn)到1949年，中國(guó)先后建成鐵路干支線28829.6公里。這是近代中國(guó)鋼鐵工業(yè)的起點(diǎn)。一百年間，在中國(guó)鐵路系統(tǒng)經(jīng)歷過(guò)三次大規(guī)模更換和搬運(yùn)以后，早先的老鋼軌或被回爐重鑄，或被塵封在歷史之中。

從近年來(lái)出土的一些老鋼軌上，學(xué)者們驚喜地發(fā)現(xiàn)，外觀平淡無(wú)奇的鋼軌所承載的信息非常豐富，不論是鋼鐵上記錄的豐富銘文，還是對(duì)鋼軌進(jìn)行的材料學(xué)研究，都能顯示19世紀(jì)后期以來(lái)，中國(guó)謀求交通和工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的歷史信息，對(duì)中國(guó)和國(guó)外近代工業(yè)發(fā)展的比較研究也有著重要的意義。

近日，中科院自然科學(xué)史研究所研究員方一兵和上海大學(xué)材料學(xué)院教授董瀚關(guān)于近代鋼軌考古的新書《中國(guó)近代鋼軌：技術(shù)史與文物》出版。

這項(xiàng)研究也是上述兩家單位以及中國(guó)鐵道博物館組成的課題組實(shí)現(xiàn)的第一次跨學(xué)科合作。

1近代鋼鐵工業(yè)的“化石”

2009年，方一兵受中國(guó)鐵道博物館邀請(qǐng)對(duì)一批老鋼軌進(jìn)行辨認(rèn)。

回憶起當(dāng)初與中國(guó)鐵道博物館的工作人員來(lái)到正在拆除的廣安門火車站，看到一大堆來(lái)自漢陽(yáng)鐵廠、英國(guó)、比利時(shí)、鞍鋼的19世紀(jì)末到20世紀(jì)初的老鋼軌被挖掘出的情形，方一兵興奮地說(shuō)：“好像鋼軌開(kāi)會(huì)了！”

148根老鋼軌，方一兵一根根地仔細(xì)端詳鋼軌上的銘文，上面詳細(xì)記錄了年代、制造廠商、定制方等信息。為進(jìn)行后續(xù)化驗(yàn)，9米長(zhǎng)的鋼軌被切割成小段，其中23件樣品被送到鋼鐵研究總院進(jìn)行化驗(yàn)。

“結(jié)果顯示，鋼軌一開(kāi)始是以亞共析中碳鋼為主?！倍嬖V筆者，“現(xiàn)代鋼軌都是共析珠光體鋼。而19世紀(jì)與20世紀(jì)之交前后的世界各國(guó)的鋼軌還不是珠光體鋼，而是中碳鐵素體—珠光體鋼，中國(guó)漢陽(yáng)鐵廠的鋼軌是中低碳鋼，鐵素體含量更高一些?！?/p>

漢陽(yáng)鐵廠二期擴(kuò)建以后，由于引進(jìn)了能脫除礦石中磷元素的西門子—馬丁平爐，這一時(shí)期漢陽(yáng)鐵廠出產(chǎn)的鋼軌含碳量已經(jīng)能提高到0.4%～0.6%的中碳鋼水平，與同期的英國(guó)進(jìn)口鋼軌類似。

然而，隨著漢冶萍公司的倒閉和鐵廠停產(chǎn)，中國(guó)近代的鋼軌制造業(yè)終究定格在1926年，失去了漢冶萍這個(gè)最重要的企業(yè)載體的中國(guó)鋼鐵業(yè)再也無(wú)法與世界共同進(jìn)步。

2.從鋼軌縫隙中還原歷史

19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，是我國(guó)第一次鐵路建設(shè)的高潮。

鐵路鋼軌也是五花八門，主要的歐洲大廠產(chǎn)品在此次的鋼軌中均有發(fā)現(xiàn)，再現(xiàn)了當(dāng)年“萬(wàn)國(guó)造”的情景。

據(jù)方一兵統(tǒng)計(jì)，這批鋼軌的制造廠商至少涉及8個(gè)國(guó)家的30多個(gè)鋼鐵企業(yè)，基本涵蓋了19世紀(jì)末到20世紀(jì)上半葉主要鋼鐵生產(chǎn)國(guó)的重要鋼鐵企業(yè)。

據(jù)介紹，中國(guó)的近代鋼軌制造可以劃分成三個(gè)階段：漢陽(yáng)鐵廠開(kāi)辦以前的1870～1896年;漢陽(yáng)鐵廠開(kāi)辦后，以漢陽(yáng)鐵廠制鋼軌為主的1896～1926年;漢陽(yáng)鐵廠停產(chǎn)后的1926～1949年。

與此相對(duì)應(yīng)，鋼軌中，1896年前后以英國(guó)巴羅、卡梅爾公司出產(chǎn)的為多。因?yàn)?9世紀(jì)英國(guó)在鋼鐵工業(yè)和鐵路建設(shè)方面一直領(lǐng)先。而且1896年李鴻章訪歐期間，巴羅公司曾大力向他推銷英國(guó)的鐵軌產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)。同年，中國(guó)鐵路總公司就大量采購(gòu)了英國(guó)鋼軌。

到了1900～1905年，鋼軌中又以德國(guó)克虜伯廠和比利時(shí)郭克里爾廠的產(chǎn)品居多。這是因?yàn)?，漢陽(yáng)鐵廠的第一期產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和制造方面還達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，因此國(guó)產(chǎn)鋼軌的產(chǎn)量只能供應(yīng)盧漢鐵路建設(shè)的三分之一。這一期的外購(gòu)鋼軌以比利時(shí)為多，則是因?yàn)楸R漢鐵路是塊肥肉，各個(gè)主要工業(yè)國(guó)為此展開(kāi)了激烈競(jìng)爭(zhēng)。清政府擔(dān)心如果合作方是個(gè)強(qiáng)國(guó)，以后未免受其掣肘，因此選擇與比利時(shí)合作。

方一兵說(shuō)，中國(guó)的近代史注定不會(huì)令人驕傲，這些鋼軌也跟國(guó)人一起，見(jiàn)證了中國(guó)命運(yùn)多舛的現(xiàn)代化進(jìn)程，也為新中國(guó)建立后的鐵路大發(fā)展以及新世紀(jì)中國(guó)高鐵的騰飛，艱難地打下了基礎(chǔ)。

3.挖掘?qū)ο冗M(jìn)制造的啟發(fā)

董瀚說(shuō)，21世紀(jì)的今天，中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量已經(jīng)占了全世界一半，中國(guó)的高鐵里程達(dá)到了3.5萬(wàn)公里，占世界總里程超過(guò)三分之二，這些都是令國(guó)人驕傲的。

“我們的鋼鐵現(xiàn)在國(guó)際上很有競(jìng)爭(zhēng)力，高鐵也是中國(guó)科技與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的一張名片，現(xiàn)在需要我們坐下來(lái)潛心研究，遵循事物的發(fā)展規(guī)律開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)?！倍f(shuō)。而這批老鋼軌給了他很多創(chuàng)新的啟發(fā)。

董瀚說(shuō)，一些鋼軌生產(chǎn)企業(yè)反映，中國(guó)的高鐵鋼軌完全符合標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，滿足了高鐵使用要求，但是出現(xiàn)表面薄銹的“黃金軌”現(xiàn)象。鋼軌一生產(chǎn)出來(lái)，表面容易被腐蝕。盡管不影響使用，但是賣相不太好。而老鋼軌倒是比較耐銹蝕，一些100多年的鋼軌外觀依然不錯(cuò)。他認(rèn)為，這主要是由于夾雜物性態(tài)帶來(lái)的變化。鋼軌中的夾雜物和基體之間有電極電位差，構(gòu)成了腐蝕微電池。老鋼軌的夾雜物與基體的電位差小，所以較耐腐蝕;現(xiàn)代鋼軌中的夾雜物含量控制得很低，但是夾雜物種類與基體之間的電位差反而升高了。

從這個(gè)思路展開(kāi)去，董瀚摸索出一條通過(guò)控制夾雜物性態(tài)來(lái)增強(qiáng)鋼材耐腐蝕性的新方法。

4.跨界合作探索工業(yè)考古模式

方一兵把這次針對(duì)鋼軌文物的跨界合作研究，看做是一次真正意義上的工業(yè)考古。她解釋說(shuō)：“近半個(gè)世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的工業(yè)考古，是通過(guò)解讀工業(yè)活動(dòng)遺留的文物的內(nèi)在信息來(lái)研究工業(yè)文明的歷史。在此之前，學(xué)界和文博界對(duì)鋼軌文物的認(rèn)知非常有限，僅停留在其年代或出產(chǎn)國(guó)等表層信息上?！?/p>

“隨著這次三方跨界合作的開(kāi)展，歷史的技術(shù)和工藝等信息被層層挖掘，其帶給眾人的，不僅是近代鐵路用軌歷史，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們還可以清晰地比較中、日、歐在鋼鐵材料發(fā)展上的差異，認(rèn)知近代各國(guó)鋼鐵工藝與材料技術(shù)的演變，這非常令人興奮。”方一兵說(shuō)，“中國(guó)的工業(yè)考古尚在起步階段，這次合作是一次難得的對(duì)工業(yè)考古的深度探索，這對(duì)于以后的鐵路科技考古鑒定工作有重要的示范作用?！?/p>

在中國(guó)工程院召開(kāi)的成果評(píng)價(jià)會(huì)上，中國(guó)工程院院士干勇、中國(guó)鐵道科學(xué)研究院研究員周清躍、中科院自然科學(xué)史研究所研究員張柏春等人對(duì)此次綜合利用技術(shù)史、先進(jìn)材料檢測(cè)、工業(yè)考古等方法進(jìn)行的開(kāi)拓性研究給予了很高評(píng)價(jià)，認(rèn)為其在近代鋼鐵遺產(chǎn)的研究中達(dá)到了先進(jìn)水平。未來(lái)，可能在更多的領(lǐng)域開(kāi)展富含歷史價(jià)值與工業(yè)技術(shù)發(fā)展的鋼鐵綜合考古研究，通過(guò)對(duì)歷史軌跡的回顧，尋找可能的發(fā)展途徑。