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明末之虎-第125章

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    此种方法,与当时的欧洲常用的,熟铁入炉加温渗碳炼成钢的灌钢法不同,被称为炒钢法。

    那为什么这种用柳木棍搅拌炼制熟铁的方法,会在中国这般普及呢?这是因为,这种简陋的方法,还有个意外的好处。

    那就是,搅拌的同时也会逐渐烧去柳木棍,相当于是往生铁中混入单质碳,藉由这个步骤,有时可以碰运气般地,直接炒出含碳量低于生铁,却高于熟铁的钢来,甚至有机会炒出中碳钢与高碳钢。用明朝工匠的说法来说,便是祖师爷爷开了眼,赏给辛苦作业的工匠的礼物。

    只是这种炒钢法作业方式,这种碰运气般炼钢的生产作业方法,比起当时欧洲已是规模化的炼钢工业来说,实在是太过原始与简陋。

    随着时代的继续发展,中国原本就简陋的炼铁技术,自清朝以后,却更加衰败不堪,与近代工业迅猛发展的欧洲诸国,形成了鲜明而可悲的对比。

    甲午战争时,在朝鲜作战的绿营清军惊恐地发现,自已的大刀竟然常被日军的刺刀一磕就断,这让本来就士气低沉的绿营更加畏日如虎,遇之即溃。而日军则轻蔑地称这些不堪一战装备极差的中**队为“支那垃圾军”。

    让颜均与众铁匠十分惊奇的是,李啸设计的这座炒铁炉完全颠覆了他们对炒铁炉的原有认知。

    这座李啸设计的炒铁炉,外形有点像功夫茶的茶杯,它用敷盐泥青砖整体建造,炉床底部中间凹陷,四周是拱形炉壁,下部为燃烧室,进风道在燃烧室底部。是一种前所未见的火焰与铁矿隔离的反射炉型。

    它的结构可以看作上中下三层,顶层和次层互相隔离,中间是多个可翻动的铁栅栏。使用时铁水从高炉流到顶层,次层铺堆的煤炭平躺在铁栅栏上燃烧,加热楼上的铁水,煤炭烧过后翻翻铁栅栏,炭渣就掉进了底层的除渣室,铁栅栏放平,又能从斜向下45度的进煤道向它上面添加煤炭。

    接下来,李啸设计了一个支架,安放在炒铁炉的正中央上方,支架下面安插着有三根熟铁棍子斜斜地伸向炉床,外面使用绞盘推用,有三个把柄向外伸出,可以由三个壮汉离着一段距离共同推动炒铁,这样改进后,虽然仍是人力推动,但可以有效维护工匠的身体健康,也可以使炒铁更有效率。

    经过了二十多天的筹备,一切准备工作都做好了。

    望着这些凝聚着自已心血,新建成的炼铁高炉,炒铁炉,鼓风机等炼铁设备。李啸心下,十分激动。

    这些设备,与现代炼铁工业对比,虽然还是简陋不堪,却已大大超越了明朝这个年代的实际工业水平。

    李啸突然想起明朝一些名人对各地炼铁状况的评价。

    当时的铁以福建的最为闻名,方以智曾经在物理小识说过南方铁以闽铁为最上,广铁次之,而楚铁只可做锄。

    茅元仪在武备志中则在说制威远炮用闽铁,晋铁次之。

    赵士桢则在神器谱或问说制铳须用福建铁,他铁不可用。炼铁,炭火为上,北方炭贵,不得已用煤代替,故迸炸常多。

    李啸在心下暗想,我所制的铁龙城钢铁,这质量与数量,定要均在那明朝最好的闽铁之上。各位大贤,承让了。。

第一百三十八章 上品青锋() 
让人激动的炼铁终于正式开始了。

    “祖师爷爷保佑,我等恭诚以祷,烧石成纯铁,炼铁成精钢。。。。。。”高炉前的一个香案上,摆着一幅太上老君木框像,颜均双手捻起三注香,在一对大红香花蜡烛上点燃了,虔诚的举过头顶,嘴中念念有词,引着一众工匠,虔诚地拜了三拜,再恭敬地插到画像前的香炉里。

    在明朝各地的铁匠行中,基本都是以太上老君为祖师爷。可见在古代中国,冶炼行业与道教炼丹有相同的起源。在二月十五老君诞辰时,前一天铁匠各家都为祖师暖寿,吃长寿面,诞辰当天带家中男丁到大堂烧香拜寿,隆重举办祭拜仪式。

    据说,因为太上老君是铁匠的祖师,道士自然成了铁匠们的师弟,所以道士化缘到铁匠铺,要主动向师兄问好,铁匠则予以热情接待。道士若不守规矩,铁匠就要罚道士跪在打铁炉前认错要是道士还不认错,铁匠可以用钳子、铁铲打道士,甚至将火炉翻过来套在道士头上,俗称“戴纱帽”。

    “嚓!”

    颜均右手握着一把解首刀,猛地一挥,将左手中抓着的一只公鸡,一刀斩去鸡头,将淋漓的鸡血,遍洒高炉周围,以祭祀四方土地神位。

    “炼铁开始!”

    在震耳欲聋的鞭炮声中,颜均纵声大喝。

    一筐筐的木炭被塞入高炉的下方,一车车铁矿石被与木炭混堆放在一起,另有石灰石作为造渣剂,混入其中。

    在明朝,铁匠们一般用黄土混合草灰作造渣剂。赵士桢在他的著作中说,这种作法,是为了让生铁撒去铁尿,从而减少杂质。

    古人只有实际经验,却不明白造渣剂的原理,故这种作法,比后世用石灰石作造渣剂的效果,却是差了很多。

    当木质推拉鼓风箱开始被数名铁匠一同用力拉动后,在新鲜空气的劲力吹拂下,高炉内的优质木炭开始猛烈地燃烧,与木炭混堆的铁矿石立刻猛烈地发生了还原反应,矿石迅速变红,变软,液化,一股火焰冲天而起,从炉顶飘出。

    颜均欣喜地发现,李啸设计的这个高炉,仅仅过了半天时间,铁矿便已软化成水,这大大超出了他的原有估计,要知道在明朝,高炉出铁,一般最快也要三天。

    李啸之所以出铁如此之快,关键秘诀在于,从鼓风箱鼓入的空气,在进入高炉内部前,它的的温度已经过高温预热,在长长的进气道下方,设有和进气道上下叠立的隔离地火池,池中内盛燃煤,空气在进炉前,就被加热到八百至一千度,而不是象明朝人一样,直接朝高炉中鼓入冷风。

    空气预热,这是现代钢铁生产中,提高炼铁效率地最关键一步。李啸印象中,这是英国人在十六世纪下半叶,为提高钢铁产量而想出的招数,在以前全世界都没掌握这门技术。

    李啸本打算,模仿后世的生产方法,专门建一个蓄热室,利用产生的高温废气来加热空气进气道,从而更节约煤炭使用。只不过,现在毕竟是试验性质,李啸不想把装置弄得过于复杂,以致让这些本来就被自已弄得目瞪口呆的明朝工匠们,无法消化更多的新奇技术。

    还是等这座高炉用个十六次后,到了寿命,工匠们也接受理解了现在的作业方式,自已再来采用蓄热室装置吧,李啸心下暗想。

    这时,从高炉侧面的观察口就可以看到,铁水聚在炉底,呈现出迷人的橘红色。“李大人,铁汁已成,可以开炉出铁了!”颜均一脸激动的神色。

    有铁匠穿上了肥厚的布衣作防护,又用湿巾蒙脸,手持长柄铁钳,把高炉下部出铁口的活门打开,顿时铁水跳跃着奔流而出。

    这些铁水混合着炭渣,铁重而渣轻,炭渣大都浮在面上,大块的炭渣,在沟槽上就被一块生铁做的挡板挡下来,铁匠们拿着长铁棍子,把炉渣扒到一边。

    铁水直接从通过沟槽流入已被烧得炉火熊熊的炒铁炉。铁水流完后,三名壮汉用厚布包着口鼻,缓缓地用力推动炒铁炉上的绞盘把柄,三根熟铁棍子与铁水充分搅合,橘红的铁水迸飞,发出啵啵的声响。

    高炉炼出的是生铁水,含碳量在百分之三左右,生铁熔点约11001200摄氏度,而纯铁则高达1535度。当碳与氧气结合,生铁水中的碳含量逐渐降低,它的熔点就逐渐提高了,于是炒铁炉中的铁水变得浓稠,由清汤到酱汁,由酱汁到果冻最后聚成一个个外形很可爱的铁团儿,颇有点像魔幻世界的怪物史莱克。

    在场的工匠一阵欢呼,可用于打铁的熟铁终于炼好了。

    这一次炼制,起码打造了一万五千斤熟铁,却只花了不到一天的时间。

    明朝时,在福建漳州,有最大规模的10立方米高炉,一次能出一万斤铁,这在当时已是顶尖水平了。而李啸这次试验性质的炼铁,却一下子就把产量提升了近三分之一,而时间却缩短了一半不止!

    其实李啸还没有让这座高炉产能最大化,30立方米的高炉有效容积约为20立方米,即使以较低的利用系数,比如23计算,每天最少也能炼出将近6吨的熟铁。

    这种所谓“熟铁”,其实并不是现代教科书意义上的熟铁。李啸前世学过的钢铁知识中,国际冶金界没有生、熟铁这种说法,现代钢铁工业上,含碳量小于002的国内称熟铁,国外称纯铁,质地非常柔软含碳量在002211的叫做钢含碳量在211以上的国内称作生铁,国外称铸铁。

    而在中国古代,以高炉直接从铁矿石炼出来的称作“生铁”,以经过炒铁炉炒炼的为“熟铁”。这种“熟铁”的碳含量,和炒炼时间成反比,炒得久,碳氧化得多,铁的碳含量越低,反之亦然,所以其碳含量能在00115之间浮动,包含了现代意义上的“纯铁”和“钢”。

    所以古代中国,那种用柳木棍炒铁的方法,也等于是在炒钢。只不过工艺很难把握,炒出的成品以熟铁和中低碳钢为主,若是中了运的话,能碰上一两块高碳钢,这个概率,大概与彩票中奖差不多。

    笼统的说,钢铁产品中,碳含量越低越柔软,越高则越脆、硬。中低碳钢柔软,用来制作刀剑则不锋利,古人也把它视作“熟铁”,只有高碳钢的韧性、硬度、强度符合制作武器的需求,古人才认为那是“钢”。

    碳含量地高低决定了钢铁质地的软硬程度。明朝时,低水平的铁匠,可以通过锻锤敲打,来发现哪块成品胶质熟铁是高碳钢。而高水平有经验的铁匠,在长期的打铁生涯中,已炼就了一双能够分辨那是块无甚大用的软铁,那块是能制作宝刀宝剑的好钢的毒辣眼睛。

    颜均就是那种高水平的工匠,他观察良久,然后用铁钳夹起一个怪物史莱克,把这只铁质史莱克上上下下地看了一遍,一脸激动的神色,。

    “李大人,您恁的厉害!这第一炉炒铁就出上品精钢,我颜均色打铁三十年,都从未有过这般运气啊!”

    他经验丰富,看得真切,这是块相当不错的高炭熟铁,又韧又硬,可以打造成相当锋利的刀剑。

    李啸微微一笑“颜作头,这不过是概率罢了,不足为奇。你试想,以前你在辽东时,你每炉能炒多少?我炒一炉又是多少?这么多铁,工人们从炒铁炉里夹出来的有先有后,铁也就生熟不等,从熟铁到高碳钢都有,总能碰上几块好钢。”

    颜均恍然大悟。自已以前炒铁时,是先将生铁捶成碎片,和木炭一起放入比这个小得多的炒铁炉里,然后风箱从炉子顶上鼓风。

    因为鼓的是冷风,要烧许久,生铁方可融化,再拿棍子搅拌,直到铁凝聚成团,最后取出锻打挤渣。

    这样一次不过炒几十百多斤铁,而李大人的炒铁炉,直接用高炉炼出的铁水,一次试验性质的炒铁,便是一万五千斤,相当于以前炒百多炉的铁,从这炉熟铁中,得到几块精钢,实在不值得惊讶。

    要知道,李啸这种高炉出来直接进炒铁炉的冶炼方式,只在一些明朝当时的特大型钢铁工坊才有实行,颜均原先所在辽东铁岭红印山铁场,还是那种最为原始的融化生铁冶炼熟铁的作坊式的铁场,自然得到精钢的机率极低。

    “李大人,您看好了,我给您打出一柄宝剑来!”颜均看着这块高炭钢,越看越喜欢,不觉已是手痒。

    李啸笑道“好,今天天时已晚,各位也辛苦了,先去休息吧。明天打好后,我再来欣赏下颜作头的锻打手艺。”

    颜均忙道“大人,这样吧,我等先把其余铁块趁热打成铁锭入库,再去休息不迟。”

    李啸点头同意,这时,一众工匠们,纷纷把那些胶铁史莱克,粗粗打制成熟铁锭,然后按品质的不同,分放入不同的仓库中,以备日后使用。

    次日天刚放亮,在一众工匠兴奋的叫喊声中,颜均开始锻造宝剑。

    他高兴地夹起精钢,先放到火上烧得通红,再用錾子敲下大约四斤重的一块,便就其放到铁砧台上,用精锻锤敲打。

    颜均与另一名工匠配合,一个夹铁,一个挥锤,精钢很快被锻锤敲成了薄薄的一片,随着温度降低,钢铁烧透的金红色渐渐消退,颜均又把它放到锻炉上烧得红热,拿錾子敲了中间几下,铁钳一用力,就从中间折弯了叠在一起,再放到锻炉下敲打。然后铁片再次被敲薄,再次折叠,冷了就放到锻炉上加热颜均这种反复折叠锻打的
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