第244章 生铁、熟铁、钢铁(求票票求订阅)(第1/1页)原始文明成长记

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    设计好了星形高炉的构造,罗冲分出一队人开始施工,庞大的高炉就建立在城内的冶炼区,单单是一个高炉的面积就占据了将近三十平米,而且主炉的高度还很高。

    主炉的大下宽上窄,建立在一个一米二高的青砖平台上,底部直径一米五,往上细,不算基座平台的高度,仅炉子就有五米高,从上到下分为几段,炉喉,炉身,炉腰,炉腹,炉缸。

    炉喉也就是进料口,整个炉子的进料还是从炉顶添加的,这个地的温度很低只有来度炉身占据了整个炉子的一般高度,这一节大概有两米六长短,温度也是从4度增加到了8度,往下温度就高。

    再往下就是炉腰,这一节很短,只有半米多,但也是整个炉子的一个节点,因为从炉腰往下,炉子的宽度就开始变大了,这一节的温度也达到了到13度。

    再下面就是整个炉子的核心部分,炉腹,炉腹的体积是最大的,宽有一米六左右,比下面的基座还略宽一点,这一节的高度差不多有一米二,也是整个炉子温度最高的部位,预计温度能达到17度左右,而且炉腹也是和蓄热室鼓风口连接的地。

    连接的式也是直接用耐火砖直接砌筑出来的通道,虽然跟整个炉子的高度相比看起来有点低,但是根不用操心里面的铁水会从鼓风口流出去,因为炉腹才是整个炉子温度最高,也就是铁矿发生反应的地,在此之前,这些投进炉内的材料还都是固体形态。

    等它们完反应,到铁矿融化成铁水的时候,因为金属的质量较重的原因,铁水会自动下降到下面储存铁水的炉缸位置,而那些矿渣和木炭则会变成液态的矿渣漂浮在铁水的表面,一起进入炉缸。

    最后到了出铁的时候,由炉子两侧的两个口子排出成品,左面最低的口子流出铁水,右面略高一些的口子排放液态矿渣,这样最终得到的就是生铁铁水。

    生铁和钢的强度是没办法相比的,但它同样有自己的特性,生铁性脆,和高锡青铜一样,很容易断裂,但是生铁却很适合铸造西,比如铁锅、铁盆之类的器皿。

    这样制作的铁锅虽然质量不太好,容易被打破,但是却适合大批量生产,如果用较软的熟铁制作铁锅,那就只能敲一个出来了,制作难度和制作时长根不是一个级别。

    熟铁的制作难不难,最早的办法还是通过反复敲打块炼生铁获得,但是自从西汉时期发明了炒钢法之后,熟铁就进入了规模生产阶段。

    炒钢法这个技术起来也是十分坑爹,它的过程就是往铁水里加入高品质铁矿粉,然后经过不停的搅拌,来让生铁的铁水中渗入更多的碳,以此来获得含碳量较高的钢材。

    但是到底加多少铁矿粉才能使其变成钢水,却没有具体的比例,如果稍有不慎加的太多了,那么铁水就会变成熟铁铁水,而不是钢。

    在西汉时期,人类在用炒钢法生产钢铁的时候,多由一个经验十分丰富的炉头,通过目测铁水的颜色来判断是不是变成了钢,靠经验来判断,没有一点依据。

    虽然有了这种办法,但依然废钢率极多,可这些废钢也是比生铁要好的,也就是熟铁,生产出来之后也不担心卖不出去,整体来,炒钢法就是一个类似于撞大运一样的存在,用来生产钢材完不靠谱,但是用来生产熟铁却很合适。

    熟铁的性能和生铁相比,它的优点就在于延展性,也就是够软,这样可能不太好理解,那就换个法。

    举个例子,用生铁熟铁各做一口铁锅,然后拿锤子敲击两个锅底,生铁铁锅会直接被砸出一个窟窿,但是熟铁的那个,你只能把它砸变形,直至砸扁,但是它不会破,也就是韧性很强。

    试想一下,如果用这两种铁制作刀剑的话,生铁的那个很可能在战斗中,和敌人对砍的时候砍断,但是熟铁的武器可能砍弯,但是不会断,这样就能勉强继续使用,最起码能保住一条命,战场上要是武器没了,那和送人头没啥区别。

    后来有了钢材之后,那些刀匠就开始用熟铁制作刀身,然后在刀刃的部位包钢,经过锻打成型之后,这样的武器就能兼顾良好的韧性和锋利度,又不会轻易折断,我们经常的好钢就要用在刀刃上,也是由此而来。

    另外,在钢铁制造工艺的演化史上,到了后来的隋唐之初灌钢法的出现,才把钢铁的生产才从撞大运模式中稳定下来,人们才有了稳定的钢材获取式,而这个灌钢法之中,又要用到大量的熟铁。

    钢材的生产过程,无非就是让铁水得到适量的碳,以此蜕变成钢材,在炒钢法十分不稳定的情况下,又有人想到了换一种添加物,把铁矿粉直接换成了熟铁。

    前面已经了,熟铁其实就是含碳量超标的废钢,那么直接在生铁铁水中加入熟铁,使生铁从熟铁中获取一定量的碳,而熟铁经过和生铁的融合,自身的碳含量就匀给了生铁一部分。

    这样一来,生铁加碳变成了钢,熟铁脱碳也变成了钢,两相融合,最后得到的就是钢了,不得不,想出这个办法的人是一个天才。

    灌钢法虽然还是没有给出具体的添加比例,但是却更好推算了,就算用一比一的比例,也肯定能生产出钢材,无非就是钢材的好坏不同而已,但那也是钢啊,这点必须承认。

    还有一点需要注意的是,使用灌钢法的时候,因为要把固态的熟铁融入到生铁铁水中,所以肯定不能直接往里面加大块的熟铁铁锭,最好的办法是先将熟铁砸成薄铁片,然后均匀的投入生铁铁水中,使其能够快速融化,和生铁融为一体。

    这一面,明代最为擅长,那个时候的工匠大多直接把熟铁加工成铁丝,然后用来当作灌钢法的熟铁原料,这样熟铁融化的更均匀,也更快速,明朝钢材的质量好,所以他们才能发明出更好的火器,这和掌握更优质的材料有很大的关系。