“走,去看看。”
姜星火没见过这个时代的冶金工业都是怎么运作的,这时候倒是充满了好奇,见国师想看,这些人也不敢怠慢,带着姜星火去观察送料场。
但送料场并不在这里,而是在隔壁。
准确的说,是隔壁的一层,而由于设置了运送物料的斜坡的缘故,这里的一层,就是相当于旁边冶铁场的二层。
从送料场的天桥往下看去,熔铁炉八尺的大炉子里,铁水缸就约有一两尺深。
结合刚才观察到的实际情况,姜星火大约明白了这玩意的运作原理,他刚才看到的,就是在炉底处的出铁水、炉渣口,是敞开式的装置,铁水、炉渣一齐出,炉渣随风吹飘而散。
“所以方才是在弄什么?”
“试试换风箱,能不能提高炉温。”胡元澄回答的很直接。
姜星火若有所思,又问道:“带我去看看风箱。”
熔铁炉的风箱,是在铁炉两侧的隔间里,一般是左右侧都有,通过进风来帮助煤炭的燃烧,进而烧化铁砂,风箱这东西要么是水力要么是人力,没有其他的发动方式,这里的是人力。
姜星火看了风箱,小隔间里的风箱桶用大树全木挖成的,目测甚至可以钻进去一个人,在箱桶里面都打上了蜡,然后扯风盘大概是两三寸厚的样子,周围全都用鸡毛包裹缠绕,有点像用鸡毛掸子。
姜星火自己用手捋了一下,果然滑不留手。
“熔铁炉每次正常下料多少?正常出铁量是多少?几个人干,分别都做什么?”
如果说之前的问题,还是稍稍上心一下就能搞明白的,那么姜星火现在一连串的问题,就是非得用心无比才能脱口而出的了,这也是对胡元澄的真正考验。
胡元澄略一思忖,旋即答道:“正常下料是每一百斤铁砂,配二百斤煤炭,铁砂最粗不超过两寸,每一百斤铁砂能出四十斤铁,通常一炉会下三百斤铁砂和六百斤煤炭。要两个送料人用铁铲从天桥送料,炉前两个人用铁钳子收,两个风箱四个人,每个风箱需要两个人轮流拉,还有一个杂工,一共是九人一组做工。”
见胡元澄对答如流,姜星火的心头亦是微微赞许。
之前姜星火就听安南前线的将领,说这富良江防线布置的好,如今胡元澄能统御十几万人的本事,让他来管着铸炮所,倒是大材小用了。
至于所谓的尖端技术保密。
好吧,大明铸炮也没啥尖端技术,再者说,胡氏父子这辈子是肯定跑不出大明了,用人不疑疑人不用的道理还是不消说的。
“那现在生产方法呢?”
“以炒钢法和灌钢法为主。”
姜星火点了点头,这两种经典的冶炼方法,他还是知道的。
炒钢法是华夏古代把生铁变成熟铁的主要方法,大约发明于西汉后期,原理就是把生铁加热成半液态,并不断搅拌,就像是炒肉的动作一样,使生铁中的碳分和杂质不断氧化,从而得到熟铁。
东汉时期流行的神书《太平经》,也就是张角用的那个,里面就记录了“有急乃后使工师击治石,求其中铁,烧冶之使成水,乃后使良工万锻之,乃成莫邪(代指宝剑)耶”,叙述的是由矿石冶炼得到生铁,再由生铁水经过炒炼,锻打成器的工艺过程。
炒钢法这项技术操作简便,原料易得,可以连续大规模生产,生产效率比较高,对华夏长期领先世界有很重要的意义,事实上,类似的技术在西方直至18世纪中叶才由英国人发明了出来,而此时15世纪的大明,炒钢法就已经趋于登峰造极了,所以在工业革命的这扇大门前,华夏其实有太多比西方更接近这扇门的优势。
至于所谓的灌钢法,现在还没有进化到终极形态,也就是苏钢的出现,但基本工艺早已成熟,主要原理如果要用现代人易于理解的话说,其实就四个字。
——“鸡蛋灌饼”。
理解了鸡蛋灌饼的操作手法,就基本理解了灌钢法是怎么弄的,工艺过程基就是将熔化的生铁与熟铁合炼,熟铁就是“饼”,生铁就是“蛋”,正如鸡蛋液体会均匀的渗透到整个饼里一样,生铁中的碳分也会向熟铁中扩散,并趋于均匀分布,且可去除部分杂质,而成较好的熟铁乃至钢材。
沈括《梦溪笔谈》卷三里详细记载了灌钢法的过程“世间锻铁所谓钢铁者,用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,泥封炼之,锻令相入,谓之‘团钢’,亦谓之‘灌钢’。二三炼则生铁自熟,仍是柔铁”。
其中把柔铁屈盘起来是为了增加生熟铁的接触面,提高灌钢的效率,并促使碳分分布更均匀,封泥则可以促进造渣,去除杂质,并起保护作用。
因为掌握不好这个度,一开始灌钢法很麻烦,要灌入很多次生铁,后来灌钢技术在宋代以后不断被改进,减少了灌炼次数,到了现在永乐时期的大明,基本上都是一次成,之所以能一次成,就是因为现在的灌钢法,已把柔铁屈盘改为薄熟铁片,进一步增加了生熟铁的接触面,加速其“生熟相和,炼成则钢”的进程,泥封也改为草泥混封,密闭性更好。
不过灌钢法这玩意咋说呢。
正面评价,肯定是提高了生产效率,低成本高产出,但从负面意义上,那就是和稀泥,是不利于产出高品质钢材的,因此在姜星火前世,很多论坛上也讥笑正是灌钢法的大规模使用,才让华夏的武器,出现了类似于“考古式修仙”一样的“考古式宝刃”,也就是说,在宋代以后,都是时间越往前的武器,质量就越好,唐刀更是成为绝唱。
而北方的异族,也大多开始了在冶炼产品的质量上,开始超越汉人,譬如辽金夏元的马甲、扎甲、刀枪,普遍比大宋的质量要好。
只能说,在大多数条件下,数量和质量不能兼得吧。
至于说渗碳。《天工开物》就记载了制针时固体渗碳热处理工艺:针抽丝,剪断,搓好后入釜慢火炒熟,炒后用松木、木炭作为渗碳剂,豆豉作催化剂,在土末的密封下,进行固体渗炭。
这东西其实跟往泥巴里戳根木棍,是一个原理,只能说治标不治本,通过这种办法获得的钢材,算是勉强达标,但要说性能多好,那也不用指望。