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第4章 冶新鐵(上)

  • 鑄圣唐
  • 謝萬安
  • 3140字
  • 2018-12-21 23:26:59

次日清早長孫府的馬車就浩浩蕩蕩地出了城。長孫無忌帶著長孫沖,身后跟著府上的幾十名管事、家仆,最終停在了長安城郊外的一處冶鐵廠。

大唐冶鐵產量最高的地區當然不在此,只是此處距皇城最近,遠了不便去,長孫無忌想親自看看,這能翻十翻的技術,到底為何物。

隋朝末年舉國反楊帶來的浩劫太嚴重了,隨著戰爭而來的饑荒、疫病乃至屠殺大大減少了天下百姓的數量,李唐初立乃至到了貞觀年間,國力甚至不如隋煬帝時期。

武德九年,突厥扣關犯邊,一路突進到渭水之北,李二僅率六騎與頡利可汗簽訂渭水之盟。空盡府庫安撫突厥軍隊,國庫空蕩的就連老鼠都餓死了幾只。關中產糧卻少鐵,十六衛的將士盔甲兵器尚不能全,至于人數更多的普通農民,甚至要幾戶人共用一口鐵鍋。

關中缺鐵,可見一斑。

身為帝國丞相兼最大鋼鐵壟斷頭子的長孫無忌對將產量翻十翻的冶鐵技術,如何能不急迫?

就算能翻一番也好,有些發胖的老長孫想著。

若真能一舉翻上十番,那長孫家將獲得怎樣的地位與利潤?

...

孫沖喚來領頭的韓鐵匠,細習詢問如今冶鐵的過程。

“嗯?還是水排?”孫沖有些樂了。

這打東漢年初杜詩造出來的水排,利用水能帶動風箱鼓風,提高了冶鐵溫度。

自此,制鐵工藝迅速發展,鑄、鍛、柔化、滲碳、淬火等技術日漸成熟,甚至還出現了用生鐵反復加熱鍛打淬火的百煉鋼工藝。

但從東漢至今,也有個四百年的歷史,這中間竟然什么都沒改進?

孫沖皺了皺眉。

“少爺,小人也想過改進水排,但增益屬實不大。”韓鐵匠看出了孫沖在想什么。

孫沖搖搖頭,在水排的基礎上改進水排…

那你能增強個錘子效益啊。

“叫幾個能出細活兒的師傅過來,其他人散了吧。”孫沖大手一揮,扭頭就走了。

韓鐵匠回頭說道“孫五,牛二你們出來。和少爺一起走一趟。”

孫沖回頭看了一眼被叫出作坊的二人,一個膀大腰圓,手指頭能有眼睛粗細,看起來就帶著一股蠢氣,一個獐頭鼠目,看起來和孫沖差不多高。韓鐵匠顯然沒有跟著自己一同去的意思,看樣子正準備回作坊里繼續干活。

很顯然,打了大半輩子鐵的韓鐵匠根本不相信自己,大概以為自己異想天開,年少頑劣罷了。

孫沖有些被人瞧不起的憤怒,但也沒點破,繼續往前走。

老東西,瞧不起小爺,到時候你可別哭著求我原諒你!

呸!

本該走于人前的長孫無忌也將這一幕看在眼里,但并未作聲。默默地跟在這群人后邊,他只是個傾聽者。

孫沖進屋后,命人掌了比平日多一倍的燈,將一張大紙鋪平在八仙桌上。

沒錯,他要親自一筆一劃的繪出煉鐵高爐。從里到外,不放過任何細節。

作為一名理工科的學霸,他有這個能力作好這件事,自然,也有這個信心。

這將是大唐煉鐵生產力變革的前夕。

所謂翻十翻的技術,正是高爐煉鐵。

這個在21世紀隨處可見的大煙囪,帶動了多少國民經濟的發展。

一群人圍在桌前,大家不約而同的沒有選擇坐下。

不是因為孫沖沒有坐下,而是從這個年歲尚小的少爺落筆后,就被紙上那個聞所未聞、見所未見的新事物牢牢的攥住了眼睛。

長孫無忌也特別地想細細看一看,不知是真的有些上年紀,還是燭火不時的晃動,讓他有些看不清圖紙。

但此刻他知道,讓這些匠人們掌握了比自己感興趣一看更為重要。

高爐的建造并不復雜,五十年代末“***”時期組成一個個煉鐵小組,就是建造高爐來煉鋼煉鐵。

一座煉鐵的小高爐,可以直接使用粘土筑造,或者選擇用紅磚堆砌都沒多大問題。

建造出一座完全符合科學的煉鐵爐,在這個年代,也并沒有多么困難。

但孫沖要增強它的使用時間,便在高爐內襯中,加入了現代煉鋼爐常用的高級耐火材料——石墨。

石墨似是現代才會有的東西,但其實在古代也很常見,尤其在長孫家的礦里。雖不至于取之不盡用之不竭,但足夠這個時代消耗使用。

只是這個時候大家并不知道,這種東西還能夠做什么。

耐火,便是孫沖想讓它在這個時代發揮的最大作用。解決了增強高爐耐熱,便是延長了使用壽命。

接下來要解決的是鼓風機,沒有鼓風機提供充足的氧氣幫助燃燒,爐溫是很難達到煉鐵的目的。

孫沖在另一張紙上繪制了一個新式風箱。大木箱,有活門,利用現有的水排提供動力,利用偏心輪把旋轉運動變成往復運動。整個高爐布置四臺風箱、四個風道。

“另外做兩臺備風箱,以防意外。”孫沖盯著圖紙,對旁邊的人囑咐著。

進氣道最后入爐前的一段并在一起,下方設有和進氣道隔離的火池,內盛燃煤,空氣在進爐前,就可以被預熱到一定程度。

“這看起來不起眼的一步,卻是鋼鐵生產中提高煉鐵效率的最關鍵一步,能直接使爐溫直接上升兩三百度!”孫沖很驕傲的介紹著。

至少在明末以前,全世界都沒掌握這門技術。這一句,孫沖就咽在肚子里,自己嘀咕,要是被問了明末是什么,自己又得撒個大謊。

“爐身外,記得用扎實的木頭搭建檢修架,支撐點要獨立落在地面。”孫沖又繼續叮囑身邊的牛二。

許是因為都是陌生的事物,匠人們都有些嚴肅,氣氛特別凝重。

滑槽、滑車和滑輪組共同組成了爐頂上料系統,這些需要另行澆筑。

高爐煉出的鐵水含碳量高、雜質多,雖還是生鐵,但已經可以用來鑄造大型鐵件,比如鐵錨。在出鐵口外接一條溝槽,平時封閉,需要用到時就打開,燒紅的鐵水直接注入模具,澆鑄大型鐵件。

高爐旁邊修建了一臺大型炒鐵爐,就是現代常見的反射式攪煉爐。

炒鐵爐是焰鐵隔離的反射爐,用的是耐火磚,爐床底部中間凹陷,四周是拱形爐壁,下部為燃燒室,進風道在燃燒室底部。

這種結構可以看作三層樓,一、二樓之間是多個可翻動的鐵柵欄、二、三樓互相隔離。使用時鐵水從高爐流到三樓,二樓煤炭躺在鐵柵欄上燃燒,加熱樓上的鐵水,煤炭燒過后翻翻鐵柵欄,炭渣就掉進了一樓的除渣室,鐵柵欄放平,又能從斜向下45度的進煤道向它上面添加煤炭。

炒鋼法在很早以前就有記載,具體誕生年代已不可考證,以前是用鐵棒攪拌,去除生鐵之中的碳,從而使含碳量達到熟鐵的成份要求,這便是熟鐵,可以鍛造成各種器具,甚至能得到品質不同的鋼材。

不過因為唐朝這個時代無法精準控制各元素的含量,弄鋼材的話……鋼材的品質就要看運氣了,想要得到足以鍛造刀劍的鋼,還不如去買張彩票。

好吧,唐朝沒有彩票。

不過孫沖并沒有多惆悵,他懂得原理,只要知道鋼是介于生鐵和熟鐵之間,那就足夠了。

炒鐵爐在明朝開始普及,那時爐邊總有一位身強力壯的大漢,拿著根粗壯的熟鐵做的炒鐵棒,揮汗如雨的來回攪動……

而孫沖顯然不會做這種費力不討好的事情,損害健康不說,效率還賊低。

他在爐頂上設計了支架,正中懸掛著一個大圓滾,下邊有三根熟鐵棍傾斜地伸向爐床,仍舊是水排提供動力,這樣一來,就有了機械化的炒鐵設備。

不得不說,水排簡直是萬金油,哪里需要哪里上……只不過現在水排依舊是木制,消耗過太高,等到煉制出合適的鋼材后再制成鋼制齒輪和軸承,效果會大大改善。

工業發展,本就是相輔相成。

孫沖一邊畫著,一邊進行著解說,也不理會后進來的匠人,只是對身邊的牛二、孫五解釋著,將現代工業才有的詞匯進行替換,以確保他們兩個都能聽懂。

孫五和牛二都一臉懵逼,雖然二人還不是成手鐵匠,但也是祖祖輩輩傳下來的匠戶,只不過手藝還沒學全,只是做一些無關緊要的活計,大匠肯定有些壓箱底的功夫不會交給自己。但是祖輩多少年也沒有這么煉鐵的啊,水排和鼓風機還能看得懂,至于高爐和炒鐵爐,簡直可以說是聞所未聞!

以往生鐵是冷卻成錠后再加熱,煉成熟鐵;而現在孫沖介紹的這種技術,是把高爐出來的生鐵水直接炒成熟鐵。

熟鐵就可以直接制作鋤頭鐵锨之類的農具了,當然,制作過程需要鍛打、滲碳和淬火,熟鐵柔軟,可鍛性強,加工性能優越。

宋應星在《天工開物》中有記載,這本來是要到明朝才會出現的方法。

孫沖總感覺千年以后,會有人指著自己后腦勺說壞話。

說到鍛打,不得不說一件既超時代、又傻瓜的簡便操作的神器——水力鍛錘!

這玩意兒原理簡單到令人發指,便是學過一點物理的小學生都能做出來,可是讓孫沖想不明白的是,為什么古代能發明出將水能轉化為機械能的水碓、水排和水磨等機械工具,卻唯獨發明不出水力鍛錘?

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