兩日之后,鋼鐵鍛造計劃終于完成,子祤看著桌案上擺放的一張張圖紙,不住伸了個懶腰。
這兩天他可是絞盡腦汁才將大致規劃完成,雖然其中還有些漏洞,但主要關節基本都捋順了,應該不會有什么問題。
隨即便吩咐了下去,讓手下眾多工匠開始打造熔爐。
與此同時,作為唯一專家的公輸玉兒自然也不能缺席,看著手中的眾多圖紙,其雙眸之中不由的閃過精光。
經過這兩年的相處,他也知道自家君上在造物之道上擁有著極高的造詣。不過當看到這些紙張上的內容,依舊不免震驚。
這冶煉熔爐雖然看上去與豎爐差不多,但其中的構造可是要講究的多,能夠承受極高的溫度。
若是尋常匠人能不能看懂都不一定,不過她可是公輸家的傳人,仔細琢磨一番之后便明白了個大概。
當即便向工匠們傳授了其中的核心要義。經過簡單的培訓之后,大部分人明白了接下來的流程。
幾日之后,準備的也差不多了,熔爐開始了建造。這一步說著簡單,可實際上的講究卻絲毫不少。
首先要選用純凈的粘土,篩去其中摻雜的砂礫,然后再用清水長時間浸泡,打漿成泥,混入碎草,反復捶打揉搓直至均勻并搓成細條。
粘土的純凈度與浸水程度是否完全,可以保證熔煉過程中爐壁各處受熱更加均勻,而揉入碎草則能讓爐壁在燒制過程中形成微孔,使其富有抗縮脹的性能。
這些都是為了避免爐壁開裂和崩塌,所以篩選、浸泡、揉打等過程雖然看上去沒什么意義,但實際上卻非常關鍵。
接下來便是制造爐坯,這也是最為重要的一步。
首先選取一塊塊平整的地面,并規劃好各種原材料的堆放位置,然后在熔爐位置處挖出一個圓形淺坑,不斷進行夯實。
接下來要做的便是用之前制造出的泥條一圈一圈的圍出爐壁外形,并將內外壁都仔細抹光,保證各處位置嚴絲合縫。
熔爐需要具備較強的抗壓能力,可不能有任何脆弱之處。
之后還得在底部側面開出一個口子,這里是用于鼓風和出渣的同道,十分關鍵,如此一來爐坯便制作完成了。
爐坯需要再陽光下晾干干燥,然后點燃燒結,就如同制作陶的過程一樣,這樣可以燒成更加堅硬的爐壁。
而若是在燒結過程中發現了有裂開的跡象,便要立即進行修補。而在進行了這一步之后,熔爐方才算是真正完成。
接下來所需要的就是鼓風,正所謂火隨風勢,有了風力的輔助火焰才可以達到更高溫度。
鼓風設備可以說是五花八門各式各樣了,不過煉鐵所用的風箱與百姓家的尋常灶具還是有些許區別。
在構造上都有一個進氣活門與一個出氣口,通過往復運動使空間加壓后從出氣口排出,以此來完成氣流循環,推動火勢。
而在材料上則多選用獸皮、木料與繩索制成,整體難度不大。
將鼓風設備通過耐熱的陶管連接到熔爐側門的上部,然后用粘土將整個側門封死,僅使得鼓風的氣流可以進入。
下一步便是點火,并用器具進行鼓風,等爐溫達到一定程度就可以開始第三個步驟,也就是最為關鍵的熔煉。
熔煉的過程十分麻煩,需要耗費大量時間來完成。
將礦石投入熔爐之后,加入輔料一同進行加溫,直至爐內達到上千度的高溫才算是達到標準。
這個過程可能持續數個時辰甚至好幾天,而鼓風的工作卻是一刻都不能停歇,需要專門安排一組工人輪流進行。
而在這個過程中,灰石將會起到重要的作用,高溫燃燒之下不僅可以將氧化鐵還原成了鐵,還能夠與雜質一起形成可分離的鈣鹽。
熔煉一段時間后,熔點較低的一些金屬和雜質就會以礦渣的形式從流至爐底,隨后打開底部的那個小口便能讓礦渣流出。
而熔點較高無法熔化的鐵則回被逐漸軟化,并且凝結成塊狀,沉淀之后自然的留在熔爐中下位置。
隨著時間流逝,熔爐內的鐵塊和炭灰會越積越多,到了這個時候最為重要的熔煉過程也就算是完成了。
此時迅速打破熔爐,扒開不能熔化的礦渣與炭灰,就可以取得白熱的海棉狀粗煉鐵塊。
粗煉鐵塊在剛取出的時會比較軟,可以使用鑿錘等工具切分成塊,其大小形狀將依據準備打制的器具規格來決定。
最后一步,便是收尾階段的鍛造。
匠人可將一小塊鐵移入打鐵間內進行二次加工。
一般來說需要事先準備好特制鍛臺,旁邊則是由風箱進行驅動,以及鍛造時必不可少的火爐。
鐵塊在爐內被燒至白熱,然后放于鍛臺上經過不斷錘打將其制成條狀或片狀,這便是人們口中常說的趁熱打鐵。
完成第一階段的捶打之后,需要在中間位置鑿出凹痕,然后將鐵片進行對折后再燒至白熱,再進行反復敲擊。
這個過程就像是揉面一樣,需要有更多耐心,只有經過不斷的擠壓敲擊,使鐵塊的里里外外都被充分暴露在空氣中。
此般不僅能夠讓鐵塊更具有韌性,還進一步剔除了其中的雜質,保證其更加純粹。
若仔細觀察,就可以發現凡是不能被燒軟的雜質,在每一次的錘打時都會和鐵塊中的氧化物一起凝固在表面并不斷剝除。
碳等多余元素也將被氧化,變為氣體的雜質同樣會在高溫中逸散。
經過這一系列的操作之后,大量雜質便從其中去除了,粗鐵也會成為更加純凈的鐵塊。
而在反復拉伸和折疊之下,打造出來的鐵器也將具備更好的性能……
這四個步驟都是不能出現任何馬虎,畢竟以如今的科技水準,一旦出了問題便很難補救,浪費時間不說還白白搭上了上好的礦石。
所以子祤的要求是精益求精,工業容不得絲毫偏差,標準化與流程化才是他所追求的目標……