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鄱阳铁冶,一座炼铁炉冒着浓烟,许多炉工围在出铁口处忙碌着,为迎接即将出炉的铁水做各项准备。
如今天气转暖,虽然未到炎炎夏日,但炉工们却大多光着膀子,这是因为炼铁炉附近温度极高,而铁冶里也是热浪滚滚。
炼铁炉里出来的生铁,是以铁水的形态展现在众人面前,炉工和铸工们要把铁水引入各类“模范”,铸造出多种器具。
官冶铸造铁钱,就是用“模范”批量浇铸出来的。
将矿石炼成生铁后,可以进行‘深加工’:锻工把冷却成形的生铁锭、生铁条放入炭火炉里加热,将其烧得通红,再不断的锻打。
如此反复加热、锻打,将生铁中的杂质打出来,锻打成熟铁(锻铁),其重量有所减轻。
至于钢的冶炼,如今常见的冶炼方法叫做“搅钢法”,就是往生铁炉里的生铁水加铁矿粉然后不断搅拌,于是有可能获得钢。
李笠听不太懂工匠们的讲解,感觉这种制钢工艺很像玄学:结果难以控制,“搅”出来的不一定是钢,也许是熟铁。
这就是当前时代铁冶生产生铁(铸铁)、熟铁(锻铁)和钢的常见流程,而鄱阳城的铁冶,现在则采用来自建康的一种较新的工艺来制取钢,那即是“宿铁法”。
其原理,是在燃烧的炉子里,将特定量的生铁条和熟铁条放在一起,然后不停加热,持续数日。
生铁熔化成液态“宿”在胶状的熟铁上,渐渐地,熟铁条变成钢条(一定几率,不是必然成钢)。
这种工艺,感觉也是玄学。
李笠如是想,放下手中炭笔,将写有字的白纸收好,看着眼前忙碌的工匠们,陷入思索。
生铁、熟铁和钢,实际上都是铁,或者说是铁碳合金,其物理特性不同,生铁硬而脆、熟铁软而韧,钢则两者两者兼顾。
究其原因,在于含碳量高低。
含碳量的高低,是生铁钢熟铁,那么让碳含量高的生铁,和碳含量低的熟铁融合在一起,进行“碳交换”,持续一段时间,便能得到碳含量适中的铁碳合金——钢。
这是李笠综合后世知识得出的结论,所以鄱阳铁冶制钢的工艺“宿铁法”,确实不是玄学,而是工匠们通过长期经验积累,总结出的合理工艺。
但是这样的制钢方式成本极高。
先把铁矿石熔炼为生铁,再将生铁锻打成熟铁,然后,将生铁熔化成铁水,和同样烧得通红的熟铁“宿”在一起,持续加热数日,才有可能获得钢。
全程需要消耗大量木炭,也需要大量人手,这种工艺必然成本极高,熟铁的价格降不下来,钢制品的价格更不用提,铁制品难以推广。
李笠不太懂冶金,但他身处铁冶现场,仔细观察后得出许多结论,并发现一个问题:
炼铁炉炼铁时间很长,因为要不断烧火以熔化铁矿石,工匠们需要不断往炉里鼓风,但鼓风设施居然不是推杆式活塞风箱,而是人力推动的皮制巨大风囊。
风囊就是一个特大号的皮囊,需要人不断推动才能运作。
李笠看了一会,觉得这玩意的鼓风效率比不上风箱。
但是,后世只有部分农村家庭做饭时才偶尔使用的推杆式活塞风箱,在这个时代似乎还没出现。
李笠看着十几个操作风囊的总角,只觉得心酸:
这些孩子最多算半丁,被官府征发服力役,在铁冶干活,工作条件恶劣,劳动强度大,和童工差不多。
童工好歹还有微薄的工钱,这些孩子连一文工钱都没有。
李笠通过和铁冶工匠聊天,知道一些大型铁冶的情况,譬如京城建康的东冶,使用“水排”(水力驱动的鼓风装置,其核心依旧是风囊)鼓风。
而鄱阳城就在鄱水边,不是没有条件上水排,之所以靠人来推、拉风囊,是因为成本比上水排划算。
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