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一座约莫两人高的高炉正在鼓风运作,火焰从炉口喷出,发出低沉的轰鸣。
旁边有用来炒钢的方塘,还有锻打的铁砧、水淬池等。
赵磊介绍道:“咱们用的,主要是灌钢法。
算是如今顶好的法子之一了。
把生铁和熟铁一起加热,让生铁里的碳渗入熟铁,增加熟铁的硬度,变成钢。
再经过反复锻打,去除杂质,就能得到不错的精钢。
不过……”
他指着那边正在挥汗如雨、观察火候的老头,“好钢难出,全凭老师傅的眼力、经验和手感。
炉温高低、生熟铁配比、炒炼时间、锻打次数……差之毫厘,出来的东西可能就谬以千里。
你要的那种既硬又韧、适合做弹性件的钢,我们偶尔能出一炉,但没法保证每次都成,更没法大量生产。”
林清源走近观察,心中快速分析。
灌钢法,本质上是通过固态或半固态扩散进行渗碳,原理先进,但过程控制完全依赖经验,变量太多,成品率和不稳定性是必然的。
他仔细观察了使用的矿石、燃料主要是木炭,也有少量煤,以及炉渣的形态和颜色。
脑中化学知识与眼前景象迅速结合。
“赵工头,”
林清源开口,声音比平时清晰平稳了许多,一旦进入他的专业领域,那种厌世的咸鱼感似乎都褪去不少,“我觉得,问题可能出在几个地方。”
赵磊挑眉:“哦?你说说看。”
他倒要听听这少年能说出什么道理。
“第一,配比。”
林清源蹲下身,捡起一小块生铁料和一小块熟铁料,“灌钢法成败,生熟铁比例是关键。
太多生铁,碳含量过高,钢会脆;太少,碳含量不够,钢太软。
不能靠‘大概’,得有个准数。”
他用随手捡的炭块在地上写下“生铁七成,熟铁三成”
。
这个知识点现代的高中生都知道,但是这里的人们对于一个准确的生产规范还没有完整的认知,这就是他们做不到批量生产的原因。
赵磊看着石板上的数字,眼神认真起来。
他们确实凭经验,但“七分生三分熟”
还是“六分生四分熟”
全看老师傅当天感觉,从没如此明确量化过。
“第二,原料纯度,主要是磷和硫。”
林清源指向堆放矿石的区域,“如果矿石里磷含量高,炼出的钢会‘冷脆’,就是低温下特别容易断裂。
硫则会导致‘热脆’,热加工时易裂。”
他顿了顿,思考如何用古人能理解的方式解释去除方法。
“磷……可以通过预处理矿石来降低。
我知道一种方法,或许可以试试:用硝石和绿矾一起焙烧,可以得到一种很强的‘酸水’,用这种酸水浸泡矿石,能溶解掉一部分导致脆性的坏东西,然后将水仔细冲洗干净矿石再入炉。”
这是利用硝酸的强氧化性将磷转化为可溶的磷酸根离子去除,虽然无法制备纯硝酸,但通过硝石与绿矾(硫酸亚铁)加热,确实能产生硝酸蒸气和氮氧化物,溶于水可得稀硝酸,这在古代炼丹术中是有类似记载的,只是无人将其系统用于冶金除杂。
赵磊听得有些云里雾里,“硝石”
、“绿矾”
、“酸水”
、“坏东西”
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