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鑄圣唐

第五章 冶新鐵(上)

鑄圣唐 謝萬安 3140 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(chǎn)量最高的地區(qū)當(dāng)然不在此,只是此處距皇城最近,遠(yuǎn)了不便去,長孫無忌想親自看看,這能翻十翻的技術(shù),到底為何物。

  隋朝末年舉國反楊帶來的浩劫太嚴(yán)重了,隨著戰(zhàn)爭而來的饑荒、疫病乃至屠殺大大減少了天下百姓的數(shù)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(guān)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??毡M府庫安撫突厥軍隊,國庫空蕩的就連老鼠都餓死了幾只。關(guān)中產(chǎn)糧卻少鐵,十六衛(wèi)的將士盔甲兵器尚不能全,至于人數(shù)更多的普通農(nóng)民,甚至要幾戶人共用一口鐵鍋。

  關(guān)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(chǎn)量翻十翻的冶鐵技術(shù),如何能不急迫?

  就算能翻一番也好,有些發(fā)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(lǐng)頭的韓鐵匠,細(xì)習(xí)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(fēng)箱鼓風(fēng),提高了冶鐵溫度。

  自此,制鐵工藝迅速發(fā)展,鑄、鍛、柔化、滲碳、淬火等技術(shù)日漸成熟,甚至還出現(xiàn)了用生鐵反復(fù)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(chǔ)上改進水排…

  那你能增強個錘子效益啊。

  “叫幾個能出細(xì)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?!?p>  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(xì),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(zhǔn)備回作坊里繼續(xù)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(xù)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(xì)節(jié)。

  作為一名理工科的學(xué)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(chǎn)力變革的前夕。

  所謂翻十翻的技術(shù),正是高爐煉鐵。

  這個在21世紀(jì)隨處可見的大煙囪,帶動了多少國民經(jīng)濟的發(fā)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(xì)細(xì)看一看,不知是真的有些上年紀(jì),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(fù)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(xué)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(nèi)襯中,加入了現(xiàn)代煉鋼爐常用的高級耐火材料——石墨。

  石墨似是現(xiàn)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(fā)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(fēng)機,沒有鼓風(fēng)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(fēng)箱。大木箱,有活門,利用現(xiàn)有的水排提供動力,利用偏心輪把旋轉(zhuǎn)運動變成往復(fù)運動。整個高爐布置四臺風(fēng)箱、四個風(fēng)道。

  “另外做兩臺備風(fēng)箱,以防意外?!睂O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(shè)有和進氣道隔離的火池,內(nèi)盛燃煤,空氣在進爐前,就可以被預(yù)熱到一定程度。

  “這看起來不起眼的一步,卻是鋼鐵生產(chǎn)中提高煉鐵效率的最關(guān)鍵一步,能直接使?fàn)t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(shù)。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?!睂O沖又繼續(xù)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(yán)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(tǒng),這些需要另行澆筑。

  高爐煉出的鐵水含碳量高、雜質(zhì)多,雖還是生鐵,但已經(jīng)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(xiàn)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(fēng)道在燃燒室底部。

  這種結(jié)構(gòu)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(zhì)不同的鋼材。

  不過因為唐朝這個時代無法精準(zhǔn)控制各元素的含量,弄鋼材的話……鋼材的品質(zhì)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(shè)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(shè)備。

  不得不說,水排簡直是萬金油,哪里需要哪里上……只不過現(xiàn)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(yè)發(fā)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(xiàn)代工業(yè)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(xué)全,只是做一些無關(guān)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(fēng)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(xiàn)在孫沖介紹的這種技術(shù),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(nóng)具了,當(dāng)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(yōu)越。

  宋應(yīng)星在《天工開物》中有記載,這本來是要到明朝才會出現(xiàn)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(fā)指,便是學(xué)過一點物理的小學(xué)生都能做出來,可是讓孫沖想不明白的是,為什么古代能發(fā)明出將水能轉(zhuǎn)化為機械能的水碓、水排和水磨等機械工具,卻唯獨發(fā)明不出水力鍛錘?

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