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马铖来到铁匠工坊后,发现那个炼铁高炉完全变了一个样子。整个高炉因为做了封闭处理,起码高了一米左右,同时上面炉气由一个一尺粗的陶管引出,从顶部引到下部的风道。
风道这里也经过改装,中间用耐火砖加厚并且分层隔离,用来为进气蓄热。以前炉子前面那个炒钢池被去掉了,这次改造后炉温能达到一千六百多度,钢铁都能完全融化成钢水,那里还需要什么炒钢?所以炉子前面按照马铖的吩咐用耐火材料烧制了十几个坩埚,用来为沙模灌钢水。
马铖改建这个高炉在明代属于小号炼铁炉,每次出铁只有一百多斤,入料也只有二百斤左右。这只是实验性质的高炉,在明代最大的铁炉可以一次出铁一吨多,不过现在还不是马铖能玩起的。
铁匠头齐六早已经准备好铁料,炉子也已经在昨晚就预热好了,就等马铖到了开始炼钢。
齐六看到马铖到了赶紧上前请示:“二爷,现在已经万事具备,请二爷发话,小的们好动手!”
马铖点点头,对齐六说道:“开始吧,如果成功的话这个炼钢厂送你三成股份。”
齐六一听大喜,这个工坊虽然规模不大,但是如果真如马铖说的那样能直接炼出钢来,那就是一只会下金蛋的母鸡。要知道现在天下大乱,武器生意一直都是红红火火,如果齐六有了三成股份,就是不干活了也够衣食无忧了。
有了股份激励的动力,齐六赶紧起身招呼手下大小学徒开炉炼钢。至于马铖自然躲得远远的,这是这个实验高炉第一次运作,马铖的知识也都是来自书本,谁知道能不能出现什么紧急情况。马铖的性命精贵的很,自然不可能亲身犯险。
马铖距离高炉足有三百米,不过距离远了并不代表马铖对生产进度一无所知,马铖安排了十个人轮流通报生产情况,同时及时解决成产过程中出现的问题。
在马铖来之前高炉已经生火,里面铺了一层砖窑出产的焦炭。负责鼓风的十个人在得到齐六的命令后开始加大风速,新鲜空气在炉气和煤炭的双重加温下,经过层层叠叠的蓄热室后,温度被加热到三百多度。
高炉中的焦炭经过新鲜空气的加持,开始剧烈燃烧,炉口的火光已经从红转黄,并且有转蓝的趋势。明代可没有温度计,炉温的把握全靠工头的经验,好在齐六是一个有二十多年炼铁经验的老炉工,现在看到火光的颜色知道温度已经达到熔炼熟铁的温度。
齐六还是第一次见到炼铁炉直接达到这个温度,在愣了一会后开始命令小工将铁矿石和焦炭倒入送料口。铁矿石都是经过优选的上好矿石,四成铁矿石和六成焦炭混合到一起被投入炉中,齐六站在观察口看到铁矿石在极高的炉温中很快被融化。
铁矿石中的铁都是以氧化铁的形式存在,在极高的炉温中氧分子慢慢被还原出来,这更加剧炉温的上升,很快炉中火光的颜色变为蓝色。这个时候的温度已经达到一千四百度,现在出炉就是熟铁,不过马铖还感觉不够,命令手下人加大鼓风量。
慢慢的炉中火光转变为白色,开始在火光中有一朵一朵的铁花在不断的爆现,火光最后完全白得发亮,碳花密度不断加大,白亮的火舌由短变长,此时碳的燃烧进入到高峰。
这个时候正是加入小苏打的时机,中国的铁矿石都是硫铁矿,所以熔炼出来的钢铁发脆,最简单的办法就是加入碱性物质。在明代没有什么比小苏打更合适了,马铖也不知道要加入多少,只能慢慢探索。所以马铖按照自己的计算,那二百斤铁矿石要投入六十斤的小苏打,所以这时命令将小苏打投入投料口。
接下来就是搅拌,这时铁矿石已经熔炼成铁水,小苏打的投入产生大量的炉渣,不过这都是正常的。
经过搅拌炉中的铁花数量开始减少,马铖知道其中的碳分子基本没有了,现在出炉正是好时机。齐六在马铖的命令下打开出料口,炉子里面的高温铁水开始流出来,流入早已经准备好的坩埚中。
齐六早已经做好了沙模,有工具有兵器,下一步就是用这些钢水浇铸工具。等钢水冷却后齐六发现,这次产出的铁水竟然是钢,没想到能直接将矿石练成钢,这已经超出齐六的认知了。
齐六拿着一个刚冷却的刀胚跑到马铖身边叫道:“二爷,二爷你看,这是百炼钢!齐六长这么大还是第一次见到直接浇铸的百炼钢!”
马铖一边暗骂齐六没见识,一边接过刀胚反复观看。马铖不是专业人士,还看不出来这个黑黝黝的刀胚有什么区别,不过厂中铁匠很多,让他们赶制一柄刀出来并不是难事。百炼钢刀之所以费工夫主要是因为原料难弄,每柄百炼钢刀都要经过上百次的折打,现在最难的材料问题解决,剩下的只是打磨开刃的事情了。
很快工匠将开刃的钢刀送到马铖跟前,马铖拿起兵部配给他的百炼钢刀两下一对比,虽然这种浇铸的钢刀没有百炼刀精美的云纹,可是锋利程度一点不次于百炼刀。
马铖双手持刀互相对砍了一下,明显百炼刀的材质不如浇铸刀。百炼刀被砍出一个大大的缺口,而浇铸刀只有芝麻大的一个缺口。
看到这个结果马铖十分满意,材料问题解决那自己很多设想就可以开始实施。钢的材质比铁坚固许多,相同防御度的盔甲钢制的就比铁制的轻便不少,同理钢制的火枪也要比熟铁的轻上不少,火炮也是同理。还有一点最为重要,那就是有了合格的钢材,马铖设计的蒸汽机才能生产的出来。
难题的解决让马铖十分高兴,给了齐六三成股份后又重赏了所有的铁匠,然后下命令所有武器都用这种钢铁生产,同时让铁匠们准备生产燧发枪,也就是明代所称的自生火铳。
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