?不提荷蘭的戰(zhàn)局,在德意志地區(qū),因為法國提前贊助新教聯(lián)盟。所以,新教聯(lián)盟有錢雇傭到了足夠的軍隊,沒有如原本歷史一般快速敗退。
在德意志中部地區(qū),有了足夠軍隊的新教聯(lián)盟,擋住了蒂利伯爵率領(lǐng)的帝國軍隊的步伐,也陷入了膠著之中。但總體來說,帝國軍隊攜大勝之威,士氣高昂,而新教聯(lián)盟軍隊,則苦苦支撐,僅能勉強(qiáng)自保。
阿方索明知這和原本歷史不符,卻暫時沒啥心思干預(yù)。為啥呢?因為眼下他自己陷入了煩惱。為啥?雖說弄出了水泥,但在搞煉鋼時,阿方索卻傻眼了……
身為一個穿越者,尼瑪不煉鋼,絕對是給廣大穿越者丟臉。煉鋼都不懂,你也好意思穿越?
阿方索是懂煉鋼的,起碼在很多穿越里讀過原理。轉(zhuǎn)爐和電爐沒條件;平爐雖然懂大概原理,但需要專業(yè)人才幫忙研究;但起碼,阿方索知道,最簡單的坩堝煉鋼法的。
英國人洪茲曼在1742年發(fā)明的坩堝煉鋼法,需要器材簡單,操作手法簡單,絕對是居家旅行、穿越重生的必備知識。
其原理非常簡單——就是將滲碳鐵料切成小塊置于封閉的黏土坩堝中,在坩堝外面加熱,鐵料繼續(xù)吸收石墨中的碳而熔化成為高碳鋼水,澆鑄成小錠后鍛打成所需的形狀。鋼在坩堝中熔化時,石墨碳還能起還原劑作用,發(fā)生以下還原反應(yīng):
C+FeO=CO+Fe
2C+SiO2=2CO+Si
鋼中氧可以去除,各種夾雜物也能從液態(tài)鋼中上浮去除,所以鋼(工具鋼)的質(zhì)量優(yōu)于當(dāng)時的各種金屬材料,可用來制造加工金屬材料的工具。坩堝法是人類歷史上第一種生產(chǎn)液態(tài)鋼的方法。但是生產(chǎn)量很小,單位耗煤量很大,成本很高。
不過管他呢,現(xiàn)在首先要解決的,是有或無的問題,而不是成本問題。
此外,在煉鋼中,阿方索還加入了生石灰(CaO),以及少量的高純度鐵礦石(作為氧化劑),用于去除鋼水里可能含有的硫和磷。其原理是:
鐵水中的氧化鈣(生石灰)、硫和碳發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成硫化鈣、鐵和一氧化碳?xì)怏w;而磷和氧化鐵(鐵礦石)又生成鐵和五氧化二磷,而五氧化二磷又被氧化鈣(生石灰)發(fā)生反應(yīng),生成一種礦渣并浮到鐵水表面。同樣,因為密度問題,硫化鈣也浮在鐵水表面;銅也被氧化還原成氧化銅,浮在鐵水表面。硅則被氧化成二氧化硅,更是一種固體礦渣,浮出鐵水表面。
實(shí)際上,去除硫和磷這一步,可以在煉鐵高爐里進(jìn)行。而在含石墨的坩堝里去除硫和磷的話,氧化鈣沒問題,但作為氧化劑的鐵礦石,可能會和石墨(碳)優(yōu)先發(fā)生還原反應(yīng),不一定能去除干凈磷。
因此,阿方索做了改進(jìn),坩堝里不放置石墨先,先用氧化鈣和鐵礦石去除干凈硫和磷,接著再放入石墨,去除鋼水中的氧。當(dāng)然,可以稍微控制下石墨量。放的量大,就是高碳鋼,放得少,就是中、低碳鋼。
高碳鋼有高碳鋼的好處,比如強(qiáng)度高,更堅硬,可以制造刀劍和鎧甲。但是,中低碳鋼也有他們的用處——那就是制造槍炮管。
阿方索記得,后世****著名的“56半”半自動步槍,槍管就是用的50號鋼。所謂的50號鋼,就是含碳量0.5%,屬于中碳鋼。高碳鋼太強(qiáng)硬,“剛過易折”,并不太適合作為槍管和炮管。而中碳鋼的50號鋼,既有硬度和強(qiáng)度,也有一定韌性和張力,適合作為槍管。因為,火藥爆發(fā)時,單位面積的壓強(qiáng)是很大的。所以,槍管急需要一定的硬度和強(qiáng)度對抗火藥的爆破性力量,也不能太硬碰硬,要有一定的韌性。所以,槍管一般都是中碳鋼。后世的槍管,也就是在中碳鋼里加些其他稀有金屬,提高綜合性能。
而火炮因為管壁厚,強(qiáng)度不成問題,而可以多考慮韌性,因此可以使用含碳量再低些的鋼,比如20號鋼。而17世紀(jì)的火炮,完全可以用含碳量更低的熟鐵來鍛造。因為,目前火炮使用的是爆炸力不是很強(qiáng)的黑#火藥,而不是高強(qiáng)度現(xiàn)代火藥。所以,用熟鐵都足夠了。當(dāng)然,用低碳鋼更好點(diǎn),因為強(qiáng)度更高些,
阿方索興沖沖地“調(diào)用”出腦海里鋼鐵知識,想組織在撒丁島大規(guī)模煉鋼的。但是,現(xiàn)實(shí)給了他沉重的一擊……
理想很美好,現(xiàn)實(shí)很殘酷……
阿方索在組織煉鋼時,發(fā)現(xiàn)兩種重要的基本資源,他都很缺乏——一是鐵礦石;二是煤炭。
撒丁島只有一些褐煤,用來當(dāng)燃料還勉勉強(qiáng)強(qiáng),但用來煉鋼?只能呵呵了……
別說撒丁島了,就是整個意大利,也沒有豐富的鐵礦石和煤炭。甚至,整個南歐地區(qū),都缺少鐵礦石和煤炭。西班牙雖然有煤有鐵,但儲量有限。而且,西班牙出產(chǎn)的鐵,因為自身礦種原因,含硫量和含磷量較高。因此,西班牙的槍炮,在鋼材質(zhì)量上不如英國制造的,比較容易炸膛。也因此,歐洲人都知道,這個時代,英國出產(chǎn)的火炮質(zhì)量是最好的。
為什么后世英國率先崛起?除了它良好的海上地理位置,其國內(nèi)煤炭和鐵礦儲量很豐富也是重要的原因。
意大利和西班牙,本就是缺煤缺鐵的國家,在19世紀(jì)的工業(yè)化進(jìn)程中,被甩在了后面,這是很正常的。
要知道,英國煤鐵豐富,德國也有魯爾區(qū)極為豐富的煤炭。法國有規(guī)模巨大的洛林鐵礦(目前還在西班牙帝國手里),煤炭也不少。所以,上述三個國家在工業(yè)革命中領(lǐng)跑,尤其是英國和德國,西班牙和意大利只能跟在后面吃灰……
缺煤缺鐵,搞毛的煉鋼啊!阿方索有些心灰意冷……
煉鐵高爐計劃被他直接撕毀了,缺煤缺鐵礦,焦炭更不用談,所以,高爐煉鐵還是算了吧。
也只能進(jìn)口生鐵,然后再用坩堝精煉成高碳鋼或中低碳鋼了。只不過,這樣的話,成本太高了。要知道,坩堝煉鋼法因為產(chǎn)量小,成本本來就高。而進(jìn)口價格昂貴的英國生鐵的話,成本就更高了。但這也是沒有辦法的事,誰叫撒丁島缺煤缺鐵呢。島上的褐煤礦,只能當(dāng)燃料燒。而島上的鐵礦,不但儲量小,而且品位低,煉鐵也不是很劃算。
因此,阿方索不得不決定——以后就從英國進(jìn)口鐵和煤炭,然后在撒丁島用坩堝煉鋼法小規(guī)模出鋼。
不管怎么說,用中低碳鋼制造槍管和炮管,肯定比熟鐵做的強(qiáng)。而因為阿方索在煉鋼時加入了去除硫和磷的工藝,使得撒丁島出產(chǎn)的槍管和炮管,更加的不容易炸膛,安全性就提高了很多。
只不過,撒丁島和整個南歐地區(qū)缺煤缺鐵的殘酷現(xiàn)實(shí),粉碎了阿方索大規(guī)模發(fā)展煉鋼工業(yè)的幻想。眼下,也只有從英國進(jìn)口鐵和煤炭了,白白讓英國佬賺去很多錢……