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第244章 生鐵、熟鐵、鋼鐵(求票票求訂閱)


  設(shè)計(jì)好了星形高爐的構(gòu)造,羅沖分出一隊(duì)人開始施工,龐大的高爐就建立在城內(nèi)的冶煉區(qū),單單是一個(gè)高爐的面積就占據(jù)了將近三十平米,而且主爐的高度還很高。

  主爐的大小下寬上窄,建立在一個(gè)一米二高的青磚平臺(tái)上,底部直徑一米五,越往上越細(xì),不算基座平臺(tái)的高度,僅爐子就有五米高,從上到下分為幾段,爐喉,爐身,爐腰,爐腹,爐缸。

  爐喉也就是進(jìn)料口,整個(gè)爐子的進(jìn)料還是從爐頂添加的,這個(gè)地方的溫度很低只有200來度;爐身占據(jù)了整個(gè)爐子的一般高度,這一節(jié)大概有兩米六長短,溫度也是從400度增加到了800度,越往下溫度就越高。

  再往下就是爐腰,這一節(jié)很短,只有半米多,但也是整個(gè)爐子的一個(gè)節(jié)點(diǎn),因?yàn)閺臓t腰往下,爐子的寬度就開始變大了,這一節(jié)的溫度也達(dá)到了度。

  再下面就是整個(gè)爐子的核心部分,爐腹,爐腹的體積是最大的,寬有一米六左右,比下面的基座還略寬一點(diǎn),這一節(jié)的高度差不多有一米二,也是整個(gè)爐子溫度最高的部位,預(yù)計(jì)溫度能達(dá)到1700度左右,而且爐腹也是和蓄熱室鼓風(fēng)口連接的地方。

  連接的方式也是直接用耐火磚直接砌筑出來的通道,雖然跟整個(gè)爐子的高度相比看起來有點(diǎn)低,但是根本不用操心里面的鐵水會(huì)從鼓風(fēng)口流出去,因?yàn)闋t腹才是整個(gè)爐子溫度最高,也就是鐵礦發(fā)生反應(yīng)的地方,在此之前,這些投進(jìn)爐內(nèi)的材料還都是固體形態(tài)。

  等它們完全反應(yīng),到鐵礦融化成鐵水的時(shí)候,因?yàn)榻饘俚馁|(zhì)量較重的原因,鐵水會(huì)自動(dòng)下降到下面儲(chǔ)存鐵水的爐缸位置,而那些礦渣和木炭則會(huì)變成液態(tài)的礦渣漂浮在鐵水的表面,一起進(jìn)入爐缸。

  最后到了出鐵的時(shí)候,由爐子兩側(cè)的兩個(gè)口子排出成品,左面最低的口子流出鐵水,右面略高一些的口子排放液態(tài)礦渣,這樣最終得到的就是生鐵鐵水。

  生鐵和鋼的強(qiáng)度是沒辦法相比的,但它同樣有自己的特性,生鐵性脆,和高錫青銅一樣,很容易斷裂,但是生鐵卻很適合鑄造東西,比如鐵鍋、鐵盆之類的器皿。

  這樣制作的鐵鍋雖然質(zhì)量不太好,容易被打破,但是卻適合大批量生產(chǎn),如果用較軟的熟鐵制作鐵鍋,那就只能敲一個(gè)出來了,制作難度和制作時(shí)長根本不是一個(gè)級(jí)別。

  熟鐵的制作說難不難,最早的辦法還是通過反復(fù)敲打塊煉生鐵獲得,但是自從西漢時(shí)期發(fā)明了炒鋼法之后,熟鐵就進(jìn)入了規(guī)模生產(chǎn)階段。

  炒鋼法這個(gè)技術(shù)說起來也是十分坑爹,它的過程就是往鐵水里加入高品質(zhì)鐵礦粉,然后經(jīng)過不停的攪拌,來讓生鐵的鐵水中滲入更多的碳,以此來獲得含碳量較高的鋼材。

  但是到底加多少鐵礦粉才能使其變成鋼水,卻沒有具體的比例,如果稍有不慎加的太多了,那么鐵水就會(huì)變成熟鐵鐵水,而不是鋼。

  在西漢時(shí)期,人類在用炒鋼法生產(chǎn)鋼鐵的時(shí)候,多由一個(gè)經(jīng)驗(yàn)十分豐富的爐頭,通過目測(cè)鐵水的顏色來判斷是不是變成了鋼,全靠經(jīng)驗(yàn)來判斷,沒有一點(diǎn)依據(jù)。

  雖然有了這種辦法,但依然廢鋼率極多,可這些廢鋼也是比生鐵要好的,也就是熟鐵,生產(chǎn)出來之后也不擔(dān)心賣不出去,整體來說,炒鋼法就是一個(gè)類似于撞大運(yùn)一樣的存在,用來生產(chǎn)鋼材完全不靠譜,但是用來生產(chǎn)熟鐵卻很合適。

  熟鐵的性能和生鐵相比,它的優(yōu)點(diǎn)就在于延展性,也就是夠軟,這樣說可能不太好理解,那就換個(gè)說法。

  舉個(gè)例子,用生鐵熟鐵各做一口鐵鍋,然后拿錘子敲擊兩個(gè)鍋底,生鐵鐵鍋會(huì)直接被砸出一個(gè)窟窿,但是熟鐵的那個(gè),你只能把它砸變形,直至砸扁,但是它不會(huì)破,也就是韌性很強(qiáng)。

  試想一下,如果用這兩種鐵制作刀劍的話,生鐵的那個(gè)很可能在戰(zhàn)斗中,和敵人對(duì)砍的時(shí)候砍斷,但是熟鐵的武器可能砍彎,但是不會(huì)斷,這樣就能勉強(qiáng)繼續(xù)使用,最起碼能保住一條命,戰(zhàn)場(chǎng)上要是武器沒了,那和送人頭沒啥區(qū)別。

  后來有了鋼材之后,那些刀匠就開始用熟鐵制作刀身,然后在刀刃的部位包鋼,經(jīng)過鍛打成型之后,這樣的武器就能兼顧良好的韌性和鋒利度,又不會(huì)輕易折斷,我們經(jīng)常說的‘好鋼就要用在刀刃上’,也是由此而來。

  另外,在鋼鐵制造工藝的演化史上,到了后來的隋唐之初‘灌鋼法’的出現(xiàn),才把鋼鐵的生產(chǎn)才從撞大運(yùn)模式中穩(wěn)定下來,人們才有了穩(wěn)定的鋼材獲取方式,而這個(gè)灌鋼法之中,又要用到大量的熟鐵。

  鋼材的生產(chǎn)過程,無非就是讓鐵水得到適量的碳,以此蛻變成鋼材,在炒鋼法十分不穩(wěn)定的情況下,又有人想到了換一種添加物,把鐵礦粉直接換成了熟鐵。

  前面已經(jīng)說了,熟鐵其實(shí)就是含碳量超標(biāo)的廢鋼,那么直接在生鐵鐵水中加入熟鐵,使生鐵從熟鐵中獲取一定量的碳,而熟鐵經(jīng)過和生鐵的融合,自身的碳含量就勻給了生鐵一部分。

  這樣一來,生鐵加碳變成了鋼,熟鐵脫碳也變成了鋼,兩相融合,最后得到的就全是鋼了,不得不說,想出這個(gè)辦法的人是一個(gè)天才。

  灌鋼法雖然還是沒有給出具體的添加比例,但是卻更好推算了,就算用一比一的比例,也肯定能生產(chǎn)出鋼材,無非就是鋼材的好壞不同而已,但那也是鋼啊,這點(diǎn)必須承認(rèn)。

  還有一點(diǎn)需要注意的是,使用灌鋼法的時(shí)候,因?yàn)橐压虘B(tài)的熟鐵融入到生鐵鐵水中,所以肯定不能直接往里面加大塊的熟鐵鐵錠,最好的辦法是先將熟鐵砸成薄鐵片,然后均勻的投入生鐵鐵水中,使其能夠快速融化,和生鐵融為一體。

  這一方面,明代最為擅長,那個(gè)時(shí)候的工匠大多直接把熟鐵加工成鐵絲,然后用來當(dāng)作灌鋼法的熟鐵原料,這樣熟鐵融化的更均勻,也更快速,明朝鋼材的質(zhì)量好,所以他們才能發(fā)明出更好的火器,這和掌握更優(yōu)質(zhì)的材料有很大的關(guān)系。


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