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  第479章钢材

  这是一个技术停滞不前的年代。

  在这个年代,由于大明帝国的国土面积广阔,人口相对稀疏,再加上路引制度导致陆路交通极为闭塞,这个帝国在建立之初的三十余年,一直没有进行有效的、大规模的技术交流,匠户制度下不管是父死子继还是师死徒继,都存在着“代代留一手”的情况,有的技术留着留着就断了传承,这使得冶金领域的技术发展速度极其缓慢,几乎是凝滞,甚至是倒退的状态。

  这时候,在冶金领域使用最广泛的燃料,其实就是煤炭。

  说来很奇怪,但其实一点都不奇怪的一件事,那就是在这个时代,几乎没有人想过,煤炭还能变成什么。

  “煤炭的产物”这个命题,放到后世,很多人都能想到一大堆,汽油、柴油、煤油、尿素、甲醛、沥青、塑料、合成纤维.

  但这都是第二次工业革命以后的科技产物了,在第一次工业革命阶段,其实煤炭最重要的产物,就是焦煤。

  焦煤其实就是煤在隔绝空气的条件下,加热到一千度左右,然后经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成的,这一过程叫高温炼焦,然后炼制出来的焦煤主要用于高炉炼铁和用于铜、铅等有色金属的鼓风炉冶炼,姜星火虽然化学学的一般,但也大概记得,是起还原剂、发热剂的作用。

  而炼铁的高炉采用焦煤代替煤炭和木炭,为现代高炉的大型化奠定了基础,是冶金史上的一个重大里程碑。

  但在现在的工匠眼里,却完全意识不到这一点,原因也很简单,煤炭的主要作用就是在冶炼过程中,作为跟木炭一样的燃料,起到给冶铁高炉加热的作用。

  而对于工匠来说,他们用的煤炭的价格其实是很贵的,不能随意浪费,是必须要爱惜一点使用的,随意给霍霍了那就太可惜了,毕竟这玩意儿比木炭要难获得,大明南方的煤矿并不多,产量也不高。

  但工匠们哪知道,如果不霍霍一下,把煤炭扔进密闭空间去干烧,是无法获得焦炭的。

  总而言之,之所以没人尝试,或者有人尝试了但是没有传播出来,主要原因就是煤炭对于工匠们来说,就已经足够了。

  不过工匠们考虑的问题,对姜星火来说都不是问题。

  这就像是对于一个家庭来说,一袋米、一捆柴都很重要,不能轻易浪费,但对于一个国家来说,如果能用这种微小的代价就尝试出新的技术路线,是完全可以通过“浪费”来试错的。

  “派人去袁珙负责的化肥工坊,那里是不是有小规模的制备焦炭设置?让他们送焦炭过来,如果没有就现在开始炼制。”

  虽然现在的化肥工坊,主要的生产过程就是把从万里石塘的鸟粪岛定期运来的鸟粪稀释,加入各种有用没用的其他物品,制成化肥装袋贴签然后售卖。….

  但在最初试验的时候,为了获得合成氨来展示化肥的功效,是有一条土法炼焦线的,当时只是为了通过绿矾液体来收集氨气,并非是为了炼制焦炭,焦炭只是副产物,姜星火也从来没想过用焦炭来提高炉温,继而制造液态钢的事情。

  毕竟穿越者也不是百科全书,很多串联的知识点,在只想做一件事情的时候,是很难意识到它的其他作用的,所以姜星火也下意识地忽略了这一点,直到现在才想起来。

  虽然现在的化肥工坊,已经不需要这种低效的制取手段,但是怎么说呢这种有纪念意义的装置,还是被保留了下来,就像是很多名人保存完好的故居,意思是差不多的。

  炼焦有两种,一种是土法炼焦,一种是正经的焦炉炼焦。

  化肥工坊里保存的,就是土法炼焦的小炉子和长条埋焦设施。

  土法炼焦的实际过程,只能用“朴实无华”四个字来形容,所谓的长条埋焦设置,不过是一个堆放成长方形的池子,四周顶底都用耐火砖密封,然后点燃煤炭,经一段时间把煤气全部烧完,不再冒烟,就炼成焦炭了

  有什么技术难点?也没啥,最多就是弄个侧壁的导火道,让煤炭燃烧产生的废气与未燃尽的大量煤裂解产物形成的热气流,经长条埋焦设置侧壁的导火道继续燃烧,并将部分热传入里面,然后从孔洞里注水熄焦,冷炉,扒焦。

  土法炼焦结焦的时间相对比较长,成焦率也低,煤耗更是高的没眼看,而且环境污染贼严重。

  但是无所谓,正经的冶铁场,姜星火肯定会让他们想办法改进出来专门用于炼焦的焦炉的,对于这些人的聪明才智和动手能力,姜星火没有怀疑过,他们缺的或许只是思路上的指引。

  这些拿过来用的焦煤,只是姜星火用来给他们看,怎么用新的燃料,把炉火的温度提高到足以熔化出钢水的地步的。

  姜星火和胡元澄出去说话了,内里的工匠们议论纷纷。

  “焦炭?听着是把煤炭又烧了一次,是不是跟木头烧成木炭,是一个道理?”

  “木头烧成木炭还能接着烧,煤炭烧成焦炭,那不就是一堆黑疙瘩了?还能接着烧?”

  “谁知道呢,不过上头这些大人物要怎么弄,咱就怎么弄吧,混口饭吃,计较那么多干嘛。”

  “我们这些熟铁不够吧?还需要往里放生铁?”

  有人立即说道,他们刚刚也看了,若是大规模的炼,怕是这里的不够,因为刚刚送走了一批熟铁。

  虽然这个时代,工匠们无法直接得到液态钢,但是基本常识还是知道的,生铁含有其它杂质较熟铁要多些,同样的道理,把生铁回炉的话,最后得到的铁水,里面的杂质也要比熟铁的铁水要多些.事实上在现代炼钢也是,除非是特种钢,不然的话理论上都是可以用熟铁回炉的,只不过很少有人这么做就是了,都是有成套的设备和工艺几步就到位的。….

  “老师傅,你说这能行不?”

  这时候,工匠们看向了一直在角落里没说话的那个面色蜡黄,穿着棉袄的老人。

  老人皱了皱眉,对那个瞎折腾的安南人,他看不顺眼,因为他一眼就能判断出来,想要靠着减少冶铁炉的对空气接触面积来提高炉温是不可行的,以前不是没人想过这个法子,早就折腾个遍了,却无一人成功。

  但国师不一样。

  国师的威望,又岂是这些安南人能够比的?

  所以,他并不敢质疑姜星火的决定,只是努了努嘴,说道:“且看看吧。”

  这时候,姜星火正在和胡元澄讨论炼焦设施的建设。

  毕竟总用土法炼焦,产出比实在是太低,想要实现正规化的持续冶炼,肯定是要弄正儿八经的炼焦炉。

  但这东西姜星火也不太懂,只是翻书的时候有个大概的概念,嗯,原子弹他也有个大概的概念.总之吧,先描述出来,然后让胡元澄去弄就是了。

  事实上,焦炉也不是只有一个模样,毕竟煤焦化技术的应用在他前世已经有了几百年的历史,炉子的结构形状也经历了许多变化,一开始的炼焦是仿造烧木炭的过程采用成堆干馏,还比较原始;到了后来开始演变成砖砌的半封闭式长窑炉,也就是类似于现在化肥工坊用的土法炼焦;再往后,开始采用全封闭式圆窑,即俗称的“蜂窝炉”,其技术特点是炭化和燃烧在一起,靠燃烧一部分煤和干馏煤气直接加热其余的煤而干馏成焦。

  而姜星火认知里的小时候在农村见的焦炉,则是十九世纪中期以后的产品了,也就是从窑炉发展到外部加热的炭化室炼焦阶段,并且出现了倒焰炉,这个版本的焦炉是将成焦的炭化室和加热的燃烧室用墙隔开,在隔墙上部设有通风通道,炭化室内煤的干馏气经此通道直接流入燃烧室,并且与来自燃烧室顶部风道的空气混合,自上而下地流动燃烧.至于后来的版本,也就是一个逐步完善的过程,比如回收化学品的改动,还有利用烟气废热的改动,总体来讲变动不大了。

  “要建一个炼焦的工房,你准备怎么做?”

  “还请国师示下。”胡元澄恭谨地回答道。

  姜星火闻言摇了摇头,说道:“说说你自己的想法。”

  胡元澄对此基本可以称得上一无所知,当然不会有什么太好的想法,但姜星火之所以这么问他,就是暗示他,自己不需要他表现成为一个提线木偶来让自己放心。

  胡元澄大概说了说想法,姜星火不置可否地点了点头,然后说道。

  “找个房间,先给画个图纸。”

  到房间门口的时候,他止住了脚步。

  姜星火这时候在脑海里想了想,才进到屋子里,然后就坐在桌案前,提笔画了起来。

  一支毛笔,一叠宣纸,姜星火花费了小半个时辰的时间,总算把自己能想到的图样都画好附上标注了,然后交给了胡元澄。….

  胡元澄仔细看了一番后,点点头说道:“明白国师的意思了。”

  “焦煤到了吗?”

  “刚到,没敢打扰国师。”

  姜星火满意地说道:“那就赶紧拿焦煤试试吧。”

  几车还冒着热乎气的新鲜焦煤被送了过来,然后就在众人的注视目光中,送入了冶铁炉里。

  所有人都在猜测,这种新燃料,能否将炉火的温度,加热到足以把钢材熔化成水的地步。

  胡元澄也不例外,虽然他觉得这样从未有人尝试过,但既然是姜星火如此郑重其事吩咐的事情,哪怕在别人看来希望渺茫,也必须要去尝试。

  但在此之前,胡元澄还有点事情,他出门吩咐外面的小吏道:“马上去找人,按照图纸,赶紧在那边修一个炼焦室出来,记住,要快,这几日就要弄出来。”

  小吏转身欲走,胡元澄又拉住他的袖子,想了想补充道。

  “另外,都要用最好的材料,最快速度,最坚固的砖石,来干活的人,我要求是最精细机灵的。”

  胡元澄对着他又叮嘱了几句,然后挥了挥手,示意小吏离开。

  随后,重新回到熔铁炉旁的胡元澄,他的目光也跟着众人一起看向炉子。

  “轰―!”

  “滋啦―!”

  熔铁炉里突如其来的响动声震耳欲聋,吓得站在旁边围观的人一跳。

  毕竟,这个时代的炼铁炉,是从来不用焦煤的,所以有点状况,也实属平常。

  胡元澄愣了半晌,然后转头看向身侧的人:“国师?”

  熔铁炉里什么情况谁都不知道,因为只有顶部的进料口,和下面的出料的小孔,所以这时候拿着铲子在天桥送料的工匠,也不敢继续有动作了。

  “继续加。”

  姜星火神情自若地说道:“炸不了,往里加,除了送料的人都往外站点就是了。”

  胡元澄连忙应道:“是!”

  然后众人便继续投入到了工作中。

  姜星火静默地等待着。

  片刻后,熔铁炉的火焰果然出现了以前从未有过的异常!

  嗯,其实一般人不知道的是,炉火的颜色,是能够直观地判断出温度的。

  虽然这时候的工匠们没有具体摄氏度之类的概念,但老祖宗口口相传下来的东西,还是形成了口诀。

  直观一点,按不同的摄氏度,其实就是这种演进。

  600摄氏度:暗红色

  700摄氏度:深红色

  1000摄氏度:橘红色

  1100摄氏度:纯橘色

  1200摄氏度:金橘色

  1300摄氏度:金白色

  1500摄氏度:纯白色

  1600摄氏度:白蓝色

  在场的所有工匠所背诵的口诀,最多,就是到金白色。

  饶是如此,也极少有人在实际冶炼过程中见过金白色的火焰。

  这当然不是玄幻或是修仙小说里小喽们没见过异火,而是现实世界真的没人见过,原因就在于,生铁的熔点是1100-1200摄氏度,杂铁的熔点是1200摄氏度,而煤炭或木炭所能提供的热量,也只够加热到这个范围,所以这些工匠平常最多就是把生铁给熔炼了,根本没有熔炼钢材或是熟铁的能力。而今天令他们震惊的是,跟木炭和煤炭完全不同,随着焦煤的使用,刚一开炉,下面的火焰就直接变成了金白色!….

  “金白色的火!”

  工匠们目瞪口呆地看着这副奇景。

  要知道,以往都是他们用最好的炭,才能极小概率下见到金白色的火焰,通常或深或浅的橘色火焰就已经到头了,而现在,才一开始不一会儿,直接就出现了金白色火焰!

  这说明了什么?

  在场的人也不是傻子,很清楚地就意识到了它所代表的的含义,那就是焦煤的下限,就已经是煤炭和木炭的上限!

  这简直就是颠覆他们的认知!

  “我的乖乖啊,我活了大半辈子,还是第一次见到一开始就冒金白火的啊!”

  “是撒,谁能想到用焦煤能取得这么高的熔炼效率啊!”

  “难怪国师说用焦煤可以解决燃眉之急呢。”

  “哈哈,这是我见到的最厉害的炼铁方法了。”

  这绝对是不可思议的事情,而更不可思议的还在后面,那就是火焰的颜色,还在变化!

  金白色的火焰,其中的金色开始缓缓褪去。

  火焰,渐渐变成了纯白色!

  这时候的众人,已经彻底惊呆了,连话语都没了声息。

  “呼~”

  看着眼前的这一幕,胡元澄长长吐了一口气,这时候他才感觉到自己的手心里已经布满了汗水。

  那位穿棉袄的老师傅更是喜悦地走近了,盯着熔铁炉里那团火焰仔细瞧了又瞧,然后甚至痴迷地忍不住伸手想触摸它。

  就在这时候,他听到姜星火轻轻咳嗽了一声。

  那老师傅立马缩回了手掌,尴尬笑了两声,退回到了旁边。

  而就在这个时候,一阵噼啪爆鸣从熔炉底部传来。

  “这是――”

  一个在炉顶的天桥负责送料的学徒工激动地朝他们叫道:“铁开始化了!”

  细心的工匠低头观看出料孔,果然,焦黑的小孔里出现了废料以外的渗出液。

  “真的成了,太好了!”

  “哈哈哈哈!”

  “终于成功了,这样一来,以后就能直接熬出铁水了!”

  一群人欢呼雀跃起来。

  “别急,现在还不算成功。”

  姜星火摆了摆手,制止了众人的狂喜,然后继续说道:“这只是个初步的成果,距离彻底成功还差着一段距离呢,我估计最少还得接着熬小半个时辰,将焦煤其中蕴藏的能量消耗殆尽,然后才能算是真正成功了。”

  胡元澄闻言,立马严肃了神情,问道:“国师,需要我们做些什么?”

  “不,不用,我会教你怎么控制的,你只要照做就可以了。”

  姜星火微笑了起来。

  虽然姜星火没亲自炼过钢水,但是说实话,这些人也一样没炼过,姜星火比他们的优点,就在于前世好歹是亲自见过农村土法炼钢的,而且在之前的某一世里,经营过化工厂,也算是沾点边,多少懂点相关知识。

  很快,在姜星火的指导下,火焰的颜色,果然开始了另一重蜕变!….

  火焰中的纯白色,开始慢慢出现了妖冶的蓝色!

  “这”

  周围的众人都惊呆了,这种事,在他们看来简直匪夷所思,这世上谁见过这种白蓝火?还真是头一遭!

  如果非要钻牛角尖,那可以说闪电击中物体瞬间,或许会产生蓝火,但眼前的这可是人为的!完全由人操控的!

  姜星火停了停又指着那堵墙说道:“鼓风箱纯靠人力的话,效率还是太低了,如果能用水车带动牵引,风助火势,这炉火的炽热程度,还能再上一层楼!”

  听到这句话,众人皆是信服,毕竟国师这种奇人,既然说了,那就一定有他的道理。

  随着天桥上的送料工汇报钢水已然成型,众人纷纷感叹不已。

  姜星火却没有理会众人的感叹,继续解释道:“这钢水里,是可以加入别的矿石的,譬如有一种矿石,弄成粉末,加入到钢水之中,或许会有令凝固的钢材变得坚硬、抗腐蚀的效果。”

  “还有这种东西?国师,您这是从哪里弄来的啊?”胡元澄好奇地追问道。

  姜星火笑眯眯地拍了拍他的肩膀,然后凑近他,悄悄说了几句。

  胡元澄脸上浮现惊讶之色,说道:“国师,您.真的确定?”

  姜星火点了点头,说道:“我相信自己的眼睛,你只管照做就行了。”

  “那好!那属下稍后就斗胆试验一番。”

  又过了一阵子,随着燃料逐渐不足,炉温开始逐渐下降,但这个时候,钢水也炼出来了,钢水被浇入到了模子之中,这些模子本来是给生铁炼出的铁水准备的,如今也只能凑合着用了,没用多久,这些钢水就凝固成了钢锭。

  看着钢锭,老师傅啧啧称奇。

  “纯钢。”

  “什么意思?”

  “钢里的杂质,已经彻底烧光了。”

  事实上,这个状态的钢材,里面当然还有很多杂质,只不过,这是他们肉眼不可见的了。

  对于这个时代的工匠们来说,这就已经是彻彻底底的纯钢了,以后只需要通过冷加工,就能获得他们想要的东西。

  “那岂不是意味着已经成功用焦煤炼出钢了?”

  “嗯。”

  姜星火点了点头,看着眼前那团钢材,脸上也露出了一丝微笑。

  就像人类有基因锁一样,在不同的时代,同样有着科技锁的存在。

  而人类制造出钢水,进而低成本高效率地得到钢材,就是工业革命时代最重要的科技锁之一。

  有了钢材,就有了蒸汽机、铁甲舰、火车.等等一系列在农业时代根本造不出来的东西。

  别小看眼前的这些不起眼的钢锭,这才是真正的通往未来的无价之宝。

  跟铜相比,钢更加坚硬、耐用,可以承受非常高的温度和强度,是铸炮的不二选择。

  当初姜星火在研究出轻型野战炮,并决定用其替代传统的大炮时,也考虑过要加入钢铸炮管做的大炮的事情,可惜的是,因为缺乏相关工艺,手搓钢成本太高、耗时太长,根本无法做到批量列装,所以他只能放弃。….

  毕竟,用手搓的方式,就算勉强弄出来,效率也低,甚至连铸铜炮的十分之一的效率都比不上,因此一直拖延至今都没有办法实行。

  直到现在,批量制造钢材的办法,终于出现了。

  这一刻,姜星火感慨万千。

  “国师,您早就料到了,是吗?”

  胡元澄看着姜星火,眼睛里闪烁着兴奋激动的光芒。

  “嗯。”

  姜星火简单应道,然后挥了挥手。

  在场的工匠立即散去,只留下了几名人帮助把熔铁炉彻底关闭,以防发生危险。

  这时候胡元澄才迫不及待地道:“国师,您这次来,其实就是为了带我们冶炼出更好的钢,可刚您说的那件事”

  胡元澄很想知道,姜星火对于这些方面,到底有多重视。

  “当然。”

  姜星火理所当然地说道:“你应该知道这种在钢材里添加其他物质的工艺的价值,只是,现在的工艺还太粗糙,所以,有些东西也得慢慢摸索。”

  胡元澄又问道:“国师,那您觉得,要多久才能炼出这种所谓的‘合金钢’呢?”

  看似是疑问句,其实,这是胡元澄在试探,姜星火是否要给他设定一个期限,若是有期限,他心里清楚了,也好接下来办事。

  “不好说。”

  姜星火沉吟了一下,然后说道:“这要看运气了,不过既然有了焦煤,我想最多一两年吧。”

  胡元澄心中松了口气,国师并没有强迫他在多久之内弄出来,看来还是很清楚其中的困难的。

  胡元澄犹豫片刻,还是说道:“国师,您看我还有机会吗?”

  姜星火当然清楚对方口中的“机会”是什么,作为一个亡国之人,想来这句话在他的心中,已经埋了好久了。

  “你想从这条路走下去?”

  “是,也不瞒国师,在下早已厌倦朝堂的尔虞我诈,想找个安身立命之处。”

  胡元澄毫不掩饰心中的渴望,诚恳地说道:“而且很多东西我想跟您学学。”

  “你是个能做事的人,倒是跟你弟弟不一样。”

  胡元澄轻咳两声,这话倒是不好接。

  其实他说的都是大实话,胡元澄本来就不喜欢那些勾心斗角,当初不跟弟弟争皇位也是一样的道理,每天坐镇皇宫中,听那些大臣们争论,他都嫌烦。

  如今换个环境,他反而更乐意做个闲云野鹤般的人物,无拘无束地活着,有一技之长,有自己为之奋斗的事业,就挺好。

  但很多时候,他又知道这对于他们这种犹如无根浮萍一般的亡国之人,其实都是不切实际的妄想,可他实在是不甘心,所以就趁着这个机会,向姜星火求教,想要博取一个改变人生轨迹的机会,也许能改变他的未来。

  姜星火没说什么,只是拍了拍他的肩膀。

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