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雷少锋要帮助张骞冶炼出更好的钢铁,这种技能对于一位“后知后觉者”来说,显得较为轻松易得。
稍微梳理一下中国古代冶铁炼钢技术的发展史,就不难发现目前的现状,以及存在的问题,雷少锋自然有他巨大的优势。
在汉初,炼铁的原料主要是富铁矿石(赤铁矿),把它与木炭混合后,放在炼炉中点火鼓风,再进行冶炼。
木炭燃烧后,不仅产生了高温,又生成还原氧化铁的一氧化碳,实际上需要的冶炼温度要在1000℃以上,粟特人的做法显然达不到这一温度。
粟特人在利用自然通风,和用皮橐鼓风相结合的方式操作,温度自然不会太高,生成的铁不致于完全液化,所以产品是半熔融状态的铁块。
矿石中的其他未还原物质和岩石类杂质(矿渣)不能离析出来,便与铁形成一个熔块,因此得趁热反复锻打,挤出其中大部分的夹杂物,这种铁就叫做“块炼铁”。
生产这种铁费工多,劳动强度大,生产效率也低,但它含炭极低,接近于纯铁,熔点虽高,但质地柔韧,比较容易锻造加工......
张骞也只懂得“块炼铁”的方法,目前这种工艺是主流,几乎所有工匠都在用这种方式进行冶炼操作。
张骞在指导粟特人,尽量选用杂质较少的铁矿石,并精心挑选出优质木炭,还加大了鼓风的力量,从而提高了一定的炉温。
“张郎,要不要改进一下工艺,我们可以打造出生铁,要比快炼铁更加坚硬耐磨!”
雷少锋一直默默观察着,几天后便向张骞提出了自己的想法。
“生铁?雷少也懂得冶炼之法?”
张骞十分吃惊,转而便反应过来,雷少的父亲原本就是一位出色的铁匠,他从小应该耳濡目染了其中的奥秘。
雷少锋笑而不答,其实从块炼铁到生铁,只是不断强化鼓风,使炼铁炉逐步从地坑式发展成竖炉式,燃烧强度就会加大,效率就会提高。
“随着冶炼温度的升高,铁中渗入的炭量也会增加,矿石中的硅、硫、磷经过还原后也会渗入铁中,这样便会得到另一品种的铁,即生铁。”
雷少锋接着说道,这种经验当然不是从雷父那里学来的,而是历史书中的有关记载。
生铁因含硅、硫、磷等杂质,熔点会降到1150℃左右,因此容易获得铁水,与炉渣可以较好地分离,也便于铸造,所产生铁质地坚硬而耐磨。
张骞感到心服口服,雷少锋所讲的话很有道理,便决定让其按照新法来炼铁。
首先要将地坑式炼铁炉改造成竖直的炉灶,这样更有利于木炭的燃烧,而且鼓风会更通畅,炉温自然提高了不少。
从此,工地上便多了两位来自汉朝的工匠,他们一改平时儒雅的作风,与粟特苦力同吃同住同劳作,身影淹没在弥散的灰尘和刺耳的劳作声中......
虽然可以感受到作师傅的良好感觉,但作业环境十分恶劣,雷少锋和张骞无法躲避呛人的烟尘,整日泡在工地上,也实在是一件伤心伤肺的差事。
萨满来视察了几次,他的用意很明显,汉人是不是真有超人的能力,必须让自己亲眼目睹到才行。
眼见两位汉人就像被沙尘浸泡过似的,萨满感到满心欢喜,这种状态才让他放心。
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