明末:从铁匠世家开始

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第32章 坩埚炼钢

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高炉群日夜燃烧,铁水汩汩流出,铁石山的铁器越来越多——精钢刀列成一排,闪着冷光;铁锄、铁犁堆在农具坊,等着开春下地;甚至连护卫队的甲片,都用精钢锻打了几副,虽简陋,却足够坚固。

可赵罗仍不满足。

他看着铁匠铺里刚锻好的一块精钢——虽比最初的钢片均匀,却在反复折叠锻打时,仍能看出细微的纹路不均。这是炒钢法的局限:铁水在炒钢炉里搅拌,脱碳难免不均,锻打时力道稍有偏差,钢材的韧性就会有差异。

“若是造刀枪,这钢够了。”赵罗摩挲着钢片,眉头微蹙,“可若是造火器……”

他想起之前提过的火器研发——不管是火炮还是火铳,都需要均匀、致密的钢材。炮管要承受火药爆炸的压力,若钢材有一丝杂质或不均,炸膛的风险就极大;火铳的枪管虽小,对材质的要求同样苛刻。现有的精钢,还不够。

要解决这个问题,得换种炼钢法——坩埚炼钢。

他记得,坩埚炼钢是把生铁、废钢和矿石装进耐高温的坩埚里,密封后加热到高温,让金属彻底熔化、融合,杂质沉淀到底部,这样炼出的钢成分均匀,质量稳定,远超炒钢法。

关键是坩埚。

普通的耐火粘土虽能耐高温,却撑不住坩埚炼钢时的持续高温——得找更纯、更致密的耐火材料。赵罗让人把之前找到的耐火粘土反复筛选,去除杂质,又加入少量从旧矿洞深处挖来的“陶土”(一种更细腻的高岭土),加水和成泥,手工捏成一个个拳头大小、上宽下窄的坩埚,底部留个小口,方便倒钢水。

“小罗,这小泥罐能装铁水?”赵五叔公看着捏好的坩埚,满脸怀疑,“之前的耐火粘土做炉壁还行,捏这么个小罐子,烧起来怕是要裂。”

“得烧透。”赵罗解释道,“把坩埚先放进窑里,用焦炭慢慢烧,烧三天三夜,让它彻底瓷化——就像烧陶器一样,瓷化后才耐高温。”

捏好的二十个坩埚被送进专门砌的小窑,用纯焦炭烧了整整三日。出窑时,坩埚变成了青灰色,敲起来“当当”响,硬得像石头,赵五叔公试着往里面倒了些滚烫的铁水,坩埚竟没裂,只是微微发烫。

“成了!这泥罐真成了!”老匠人惊喜地喊道。

接下来是配料。赵罗按比例称好生铁、之前炼出的精钢碎块,还有少量石灰石(除杂质),每样都仔细称重——比例差一点,炼出的钢质量就会偏差。配好的料被小心地装进坩埚,坩埚口用耐火泥封死,只留个小气孔。

坩埚炉是在老高炉旁搭的简易炉——用耐火砖砌成圆形炉膛,把装好料的坩埚竖着放进炉膛,周围填满焦炭,水力风箱连接炉膛的风口,负责鼓风升温。

“点火!”赵罗一声令下。

焦炭点燃,水力风箱“呼嗒”作响,炉膛里的温度迅速升高。坩埚在焦炭中被包裹,渐渐变红,从暗红色到橘红色,最后变成耀眼的白——这是金属开始熔化的信号。

老匠人们围在炉边,大气都不敢出。赵五叔公眼睛盯着炉膛的颜色,嘴里念叨着:“火色够了……再烧半个时辰,让料融透……”

赵罗也紧盯着——他没有温度计,只能靠火色和时间判断。坩埚炼钢的关键是“匀”,必须让里面的金属彻底熔成液体,杂质才能充分沉淀。

一个时辰后,炉膛的火光变成了刺眼的青白色。赵罗示意停风,让炉膛慢慢冷却片刻——温度太高,直接取坩埚容易裂。

又过了一炷香,赵虎带着两个后生,用特制的铁钳小心地把坩埚从炉膛里夹出来。坩埚红得发亮,底部微微下垂,显然里面的金属已经熔成了液体。

“倒!”赵罗喊道。

后生们将坩埚倾斜,对准地上的泥范。坩埚底部的小口被敲开,一股比之前铁水更亮、更细腻的银白色液体涌了出来——没有杂质,没有气泡,像一条银带,顺畅地流进泥范里。

“这钢水……”赵三叔公眼睛都直了,“比炒钢炉里的亮多了!还这么匀!”

所有人都屏住呼吸,看着钢水在泥范里慢慢冷却、凝固。

半个时辰后,泥范被敲开,露出一块一尺长、半尺宽的钢块——青黑色,表面光滑如镜,没有一丝砂眼或纹路,断口处细密得像绸缎,用手掂量,比同样大小的精钢更沉。

赵远拿起小锤,轻轻敲了敲钢块——声音清脆,没有杂音。他又拿起一把精钢刀,试着在钢块上划了一下——钢块上只留下一道浅痕,精钢刀的刃口反而微微发钝!

“硬!比之前的精钢还硬!”赵远激动地喊道。

更让人惊叹的是韧性。赵虎抱起钢块,试着往石墙上撞了一下——钢块发出“咚”的一声,竟微微弯曲,松开后又弹了回来,没裂!

“又硬又韧!还这么匀!”赵五叔公捧起钢块,用粗糙的手指反复摩挲,老泪又涌了上来,“活了一辈子,没见过这么好的钢!敲不裂,划不动,还能弯……这是真真正正的‘百炼钢’啊!”

之前的精钢已是难得,可跟这坩埚钢比,就像粗瓷比细瓷——坩埚钢的均匀和致密,是炒钢法无论如何也达不到的。

族人们围过来,看着那块完美的钢块,啧啧称奇。他们或许不懂什么叫“成分均匀”,却看得出这钢的厉害——用它造刀,能更锋利;造甲,能更坚固;若是造小罗说的“火器”,怕是真能成。

赵罗看着老匠人们激动的样子,心里也松了口气。坩埚炼钢的成功,意味着他们有了制造精密器具的基础——火器、更复杂的机械,甚至未来可能用到的齿轮、轴承,都有了材料保障。

“多做些坩埚,按这个法子,批量炼。”赵罗对老匠人们说,“以后造重要的兵器、器具,都用坩埚钢。”

“哎!好!好!”老匠人们连声应着,抱着钢块,恨不得立刻就再开一炉。

夕阳下,那块坩埚钢在光线下泛着冷冽而均匀的光泽。它不大,却像一块里程碑,标志着铁石山的冶金技术,又迈上了一个新台阶。

赵罗知道,有了这样的钢,他们离造出火器,离真正在这乱世里站稳脚跟,又近了一步。

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