第442章 满意
在汪记钢坊的一角,李铭静静地伫立着,他所处的位置,恰好是熊熊炉火难以触及的边缘,此刻,他的目光紧紧锁定在那一座座炼铁炉上,心中默默期待着下一次开孔时刻的来临。
汪记钢坊内,尽管当下只有小半的炼铁炉处于工作状态,可那数量依旧颇为可观,足足有十座之多,或许是老天眷顾,没让李铭等太久,其中一座炼铁炉便顺利开了孔。
即便李铭站得较远,那火红色铁水中蕴含的炽热能量,依旧能清晰地传递到他的身上,让他真切地感受到一股扑面而来的灼人热度,他的眼神一刻也不敢移开,全神贯注地看着铁水顺着石制的导流槽,缓缓流入旁边的一口方塘之中。
一旁的汪昱适时地向李公子介绍道:“李公子,你看这流出来的铁水,就是所谓的生铁。若是直接用这生铁来冶铸物件,只需将其注入事先准备好的模范中,待其冷却之后,便可直接取出使用,只是呢,这种用生铁直接制作出来的器具,质量实在欠佳,在市场上也卖不上什么价钱,咱们汪记向来是不会着手制作这类东西的。”
原来,他们后续还有更为重要的工序,是要在这方塘之中,将生铁进一步炼成熟铁。
仔细瞧去,那方塘的建造法子与炼铁炉倒是颇为相似,不过在高度上,却只有一尺半左右,为了方便操作,防止铁水过多时发生冒溢的情况,工匠们还在方塘旁边用砖头精心砌了个稍高一砖的台子,此时,炼铁师傅和学徒们都严阵以待,稳稳地站在台子上,准备大展身手。
随着铁水缓缓流入塘内,一直蓄势待发的炼铁师傅动作极为迅速地把早已准备好的细泥粉,均匀地洒在铁水表面,紧接着,一声洪亮的“炒!”打破了现场的寂静,一场紧张有序的炼铁大戏就此拉开了帷幕……
师傅一声令下,几个学徒迅速行动起来,用柳木棍开始剧烈搅拌生铁,在高温下,生铁逐渐被炒成熟铁,而柳木棍每次使用都会消耗掉二三寸长度,因此需要频繁更换新棍。
这就是著名的“炒钢法”,通过这种方法可以使生铁中的硅、锰和碳等元素发生氧化反应,从而降低铁中的含碳量,使其达到钢或熟铁的标准,然而,要实现更高的温度以进一步优化这一过程,目前还难以做到。
李公子心中暗自赞叹:“这简直是把铁当作菜来炒。”他明白,按照这种方法炒制出来的材料实际上大多是低碳,但在当时的工匠看来,这一步得到的是熟铁而非钢。
这种认识上的差异主要源于对材料定义的不同理解,根据现代科学分类,生铁、钢和熟铁均属于铁碳合金,但它们的区别在于含碳量的不同,当碳含量超过2.11%时称为生铁;低于0.02%则为熟铁;介于两者之间的是钢。
因此,依据含碳量的不同,钢又可细分为高碳钢、中碳钢及低碳钢等多个种类,只要其含碳量落在生铁与熟铁之间,便统称为钢。
在大明,工匠们可不认可李公子这种简单分类,在他们心中,“钢”无比神圣,只有杂质极少、硬度颇高的钢材能被唤作“钢”,用于刀刃,那些未历经千锤百炼的,不论低碳钢、中碳钢还是高碳钢,都只能算熟铁。
李铭一五计划要求年产一吨工具钢,这目标实现起来困难重重,像汪记这样的冶铁大户,九成以上产品是熟铁制品,一部分制成工具、兵器与盔甲,另一部分在塘里划成方块,冷却后锤打成圆块售卖,01 所虽采购汪记熟铁坯,质量不错,但造枪炮远远不够,必须回炉锻打除杂,造枪尚可,造炮成本就太高了。
在古代的炼钢工艺中,最终仅有不到一成的优质熟铁会被用于炼制“钢”,这是因为钢材的硬度取决于其含碳量的多少,要将熟铁转化为“钢”,不仅需要反复锤炼,还需提高其含碳量,在这一关键环节上,大明的炼钢技术领先于全球,与其他国家形成了鲜明对比。
以日本为例,其炼钢过程中采用折叠锻打法,并在熟铁外包裹纸张和草木灰进行渗碳。然而,这种方法效率极低,因此日本人对自己的钢刀视若珍宝,因为获得一把钢刀实属不易。相比之下,大明则拥有更为先进的闷钢法和灌钢法两种成熟技术,其效率远超日本。
在芜湖地区,特产的苏钢便采用了灌钢法。李铭曾亲眼目睹了这一过程:首先,炼钢师傅让徒弟将未经锻打的熟铁片放入打铁炉中,并由小工负责拉风箱加热,约莫两分钟后,学徒用大火钳夹住生铁条的一端,斜置于炉口内,同时命令徒弟加大风力,使炉内温度持续升高。
不到片刻功夫,生铁斜放在炉中的那端就逐渐开始熔化,铁水不断滴落下来,这时,炼钢师傅这才从徒弟手里接过大铁钳,紧紧钳住生铁在炉外的一端,然后开始左右缓缓移动,让铁水能够均匀地淋洒到下方的熟铁上。
要知道,熟铁的熔点比生铁高,所以虽然它先被放进炉中,却只是被烧得通红,丝毫没有要融化的迹象。
与此同时,炼钢师傅的另一只手一刻也不停歇,不停地翻动着熟铁片,就是为了让熟铁的两面都能均匀地淋上铁水,像这样淋完两次之后,师傅便把熟铁夹到炉子旁边的铁砧上,让徒弟拿起锤子开始锻打。
就这样反复捶打数千下,把杂质都去除干净后,就能得到工匠们心心念念的“钢”了。
钢的制取过程如此艰难,价格自然要比青铜昂贵许多,这也在很大程度上限制了它的销量。
于是,聪明的工匠们想出了一个折中的办法,比如说,他们要打造一把大刀的时候,会先用熟铁打造出刀身,然后再只对刀刃部分进行淋铁灌钢的处理,这正应了那句“好钢用在刀刃上”。
参观完钢坊后,李铭只觉得嗓子干得都要冒烟了。
汪昱提前安排人准备好了清热解暑的金银花薄荷茶,尽管其味道有些奇特,但功效着实显著。
李铭接连喝下几大杯,那股火烧火燎般的难受劲儿终于被压了下去,此时他才有心思开口说话。
对于汪记钢坊,李铭整体上还是比较满意的。从洗矿选矿开始,到土法炼焦,再到将焦炭与矿砂混合煅烧,接着是炒钢或者炒熟铁,最后通过灌钢法出钢,这一整套生产流程的大方向基本是正确的。
不过,以李公子的专业眼光来看,生产过程中的每一个环节都存在诸多问题。但这也恰恰意味着这里有着巨大的改进空间。
只要后续不断对工艺进行优化,设法提高炉温,就能够为集团提供充足的钢材了。当然,这里所说的钢是按照李公子的标准来定义的,与工匠们心中所认知的钢有所不同。
李公子在心里默默盘算着:“要是能把方槽改造成反射炉,那炉温就能轻松提高好几百度,熟铁的品质也会随之大幅提升,到时候就不需要再用青铜来铸炮了。”