一大早,宋時雨請來城外王家莊的家主王嘉俊,一個四十多的寬肩膀大漢,常年在窯口做活導致他全身皮膚棕黑,看起來十分健壯,卻很懂禮數(shù)。
這次找他是為了有大事,想要王嘉俊幫忙在王府后山開幾處窯口,這些窯口將用于煉制石墨坩堝。
很多人對鐵和鋼有著非常大的誤區(qū)。
簡單的說天然鐵礦中有大量雜質(zhì),比如硫、硅、碳等,而直到十八世紀大不列顛人使用石墨坩堝煉制出液態(tài)鋼之前,沒人能做到除去鐵礦中除碳外的其它雜質(zhì)。
鐵越純潔,熔點越高,理論上純鐵熔點可能到達一千五百多度,古代是達不到這種溫度的。
古人的鐵一般有兩種。
一種生鐵,將鐵礦在爐內(nèi)加熱融化成鐵水,然后凝固,天然鐵礦中含大量雜質(zhì),這會降低它的熔點,使之在一千度左右就融化。
生鐵含大量雜質(zhì),硬度不錯,可強度低,十分脆,加工簡單,目前李星洲用來做手榴彈外殼。
另一種是熟鐵,通過不斷攪拌鐵礦石融化成的鐵水實現(xiàn)脫碳,這個過程中,因為碳脫離,鐵水越發(fā)純凈,熔點變高,溫度慢慢不夠,然后就會隨著脫碳凝結(jié)。整個過程幾乎不可控,不可逆。
最終得到的固體混合物叫做熟鐵。
熟鐵碳含量大多在0.2%上下,十分低,可它只做到脫碳,其它雜質(zhì)比如硫、硅等都還在。
更大的問題在于碳含量變低,熟鐵很軟,硬度低。同時因為脫碳,鐵變得更加純凈,熔點上升,凝固后在古代根本做不到再次將熟鐵變成液態(tài),更何況除去其中的其它雜質(zhì)。
真正的鋼需要盡可能除去其它雜質(zhì),同時控制碳含量在0.2~2%之間,這是一個復(fù)雜的過程。古代最靠譜的方法就是通過不斷的鍛打除去鐵中雜質(zhì),所謂的百煉成鋼,可效果也有限,產(chǎn)能更是低得可怕。
這就是為什么古代好的兵器價值連城的原因,因為一點不夸張,除去運氣外還需投入大量人力物力。
可以這么說,在十八世紀大不列顛人發(fā)明坩堝煉鋼之前所有的鋼都是“假鋼”,因為即使通過各種方法控制了碳含量,對于鐵中的其它雜質(zhì)依舊束手無策,特別是硅。
直到十個大不列顛人發(fā)現(xiàn)石墨這種東西的妙用,發(fā)明坩堝煉鋼法。這是世界上第一種液態(tài)煉鋼法,也煉出第一種能當工具鋼用高碳鋼材。
其強悍性能,也為日不落帝國的崛起奠定堅實的基礎(chǔ)。
石墨坩堝不止因為石墨的強悍耐熱耐腐蝕性能讓生鐵加熱到液態(tài)狀態(tài),從而使得其中大量雜質(zhì)浮出液態(tài)鋼表面,而且因為石墨是碳單質(zhì)。
在加熱過程中碳和鐵中的一氧化硅發(fā)生反應(yīng),從而除去雜質(zhì)硅。
同時石墨中的碳還能與氧化鐵發(fā)生反應(yīng),使鐵實現(xiàn)脫氧,還原成純凈鐵。
加溫到一定程度后,各種雜質(zhì)浮出液態(tài)鋼表面,接著石墨中的碳會使鐵碳含量增高,最后得到的就是真正的鋼!
當初這種鋼第一次出現(xiàn)后,別說用來做槍管炮管,就是用來做工具鋼,切割和打磨其它金屬也綽綽有余。
而這些正是宋時雨準備做的。
只要有石墨礦,這些都能實現(xiàn),沒有任何技術(shù)上的難題,只差經(jīng)驗。
他對黏土石墨坩堝的煉制不熟,所以才找來王嘉俊,他們一家是專業(yè)人士,有豐富經(jīng)驗,比起他這個半吊子,好多了。
王嘉俊早就有心攀上王府的大腿,以求庇護,聽了宋時雨的要求,雖然不明白王府為何要開窯口,可還是二話不說就高興的答應(yīng)了,并且拍著胸脯保證。
第二天一大早,就帶了七八個王家族人過來要開工。
宋時雨不能讓他白干,讓邴楚明按人頭支給祝融工錢,邴楚明卻不太樂意,他觀念與宋時雨不同,普通人為皇家做事那不是義務(wù)嗎,天經(jīng)地義之事,就好比徭役,開錢干嘛......
可宋時雨堅持讓他給,他有他自己的模式,在他的地盤上,所有人都要按他的規(guī)則來轉(zhuǎn)。
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