第299章 冶煉鋼鐵
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而在這個時候,冶鐵作坊也迎來突破性進展。
如果在前世根本不需要花費太多力氣,將上等剛才簡單打造,或者簡單鑄造就可以。
冶煉鋼鐵七成采用煤炭,三成采用木炭。
這可讓人感到稀奇了,而這種木炭一般是在山林無煤之地采集,鍛工選擇堅硬木條燒成火墨(俗名叫火矢,燃燒時不會變為碎末堵塞通風口),用他冶煉鋼鐵,火焰比煤更猛。
通過這種方法冶煉三個時辰就可以製作出生鐵,而生鐵來回冶煉五六次就成為熟鐵,熟鐵來回冶煉九次就能夠冶煉出鋼鐵。
這可讓楊軒感到驚訝了,過去常說用煤炭加鐵礦石再加一點石灰石做成燃料,以冶煉鋼鐵啊,怎麽現在用鋼鐵不成了。
疑惑雖然疑惑,楊軒還讓宋士慧畫出一個當時鋼鐵冶煉爐子圖形,原來先是用煤炭與鋼鐵混合一起燃燒,鐵水流出來後。
聽說總督楊軒要來觀看冶鐵效果,鐵官專門從外麵買來半車火墨,與鐵礦石一起倒入非常小的爐子裏麵,點燃之後有兩個個大漢輪流拉動著一個巨大的風箱,以將空氣鼓進去,以拉動著風箱.
而另一邊,鐵官則用煤炭與鐵礦石混合後直接放入一個寬2米,深1米的小爐子裏麵,點燃之後四五個大漢輪流拉動風箱。
鐵官不停解釋火墨製作困難,不但需要砍伐大量樹木,而且還要燒成火墨,非常困難。
用了半天功夫,兩爐鐵水製作完成,冷凝成生鐵後明顯看出生鐵質量差異,那種用火墨製作成的鋼鐵成的生鐵質量頗佳,一把大刀砍過去大刀缺了一個很大的口。
而用煤炭煆燒而成的生鐵質量非常差,大刀砍過去,竟然如砍在一塊碎石上,巴掌大的生鐵應聲而斷。
看楊軒滿臉疑惑,旁邊的鐵官笑著解釋,這種煤炭煆燒而來的生鐵是賣給農民做鋤頭,做犁頭,耙的,如果需要做成兵器,需要工匠師傅來回鍛打七八次,如此就可以打造成各種不同兵器。
或者看到楊軒顯得頗為氣憤,鐵官連連解釋,鐵匠師傅打鋤頭、犁頭等農具的時候需要來回多次鍛打,楊軒手中手握的寶刀乃精鋼經過上百次捶打而成。
生氣雖歸生氣,看來國營真的害人不淺,從管仲,從漢武帝施行鹽鐵專賣製度以來,民間就通過這種廢鐵、廢鋼糊弄普通老百姓。
但在前世中好像是用煤炭、鐵礦石再加上石灰石鑄造出鋼鐵啊,怎麽現在用煤炭、鐵礦石、外加石灰石作為添加劑製造出來的鋼鐵如此之差,而火墨加鐵礦石、加石灰石製造出來的生鐵質量完全不同。
想到這裏,楊軒一麵召集所有工匠討論,一麵重新審視火墨製造方法,這火墨完全就是煤炭啊,隻是需要將硬木燒成木炭而已。
前世經驗告訴自己,這所謂的火墨與煤炭主要成分相同,但緣何煤炭冶煉鋼鐵質量如此之差,看來真正問題處在煤炭身上。
煤炭裏麵可能有雜質,有一種讓人難以知道的雜質,如果能夠去掉這個雜質,那麽就完全能夠製作成火墨了。
聽到總督提出如何將煤炭製作成火墨,眾人一片嘩然,一些人老工匠連連搖頭,火墨就是火墨,煤炭就是煤炭,在他們眼中這完全是兩樣東西,怎麽能夠製造成一樣東西呢?
探討半天,坐在牆角的一個十七八歲的年輕工匠說道:“總督大人,你看這樣行不行?各地民眾不是燒瓦嗎,還有火墨不也是這樣製作的嗎?將其點燃放入窯洞裏麵,然後封閉窯洞,如此就製造出火墨出來了。
總督大人,我們可不可以將煤炭點燃,放在窯洞裏麵,如此定然也可以製作出火墨啊。
眾人一聽,連連搖頭,有的更是說如果這樣,那麽煤炭不是會被燃燒嗎?
楊軒也沒有更好的辦法,當即令這個年輕人負責其事,令其馬上找一個窯洞,煆燒半車煤炭,看能否製作成火墨。
總督大人非常放權,確定方略之後基本上不管不問,完全讓這個賀大明負責,突然擔任如此責任,雖然有點不適任,但為了坐好不給人丟臉,這幾天賀大明也完全拚了。
第七天楊軒依約坐著那輛四輪馬車,相比普通馬車就是快,50多裏的路程如果坐普通馬車至少要跑半天,而四輪馬車一個時辰(2個小時)就到了(法國人莫泊桑《羊脂球》小說曾描述,在冬天下雪天四輪馬車從早上到10點走了4法裏,也就是16公裏,32裏,如此遠的距離,但作者則認為走得在雪地中走得太慢了。)。
眾人正打開窯洞外麵的封土,突然一陣陣煙霧冒出,一股刺鼻的氣味冒出,正在接封土的一個工匠被煙霧熏得暈倒在地。
眾人驚慌失措,周圍人群說什麽的都有,有說賀大明不敬菩薩,菩薩生氣了,有說這種方法根本不能製作出火墨。
而楊軒深深吸了一口氣,這氣味如此刺鼻,難道是?
當即令人端來兩桶水,對著煙霧處灑去,遠遠的聽到這氣味與水珠發生劇烈反應,到了一炷香功夫周圍的雜草被熏死的甚多。
看到這一幕眾人大驚失色,楊軒則顯得信心滿滿,這,這不是硫酸反應後的結果嗎?
看來這種方法可以除掉煤炭裏麵的雜質。
哦,過去冶煉鋼鐵好像是用焦炭吧,焦炭是什麽楊軒沒有印象,大概就是去掉煤炭裏麵的硫元素吧。
楊軒當即令人打開全部封土,最上麵的感到與煤炭沒有兩樣。
楊軒頗為失望準備抽身離開的時候,賀大明突然大喜過望,如發瘋似得扒開下一層,竟然拔出一層火墨,也就是眾人渴望的焦炭。
楊軒大喜,令眾人馬上清理,如此得到了三車焦炭。
在一片錯亂之中,楊軒直到自己解決了煤炭含硫問題,開始了焦炭生產過程。
楊軒也顧不得三七二十一,立即令人放在爐中與鐵礦石煆燒,令眾人驚訝的這焦炭燃燒火焰遠遠超過火墨。
在眾人一片期待之中,製造出來的生鐵硬度遠遠強於用火墨生產的生鐵。
令鐵匠鍛打這生產出來的生鐵,煤炭鐵可以鍛打掉十之五六才可以成為鋼鐵,火墨生鐵要打掉十之三四,而這焦炭生鐵隻要打掉一成就可以了。
看著眾人異常的眼睛,楊軒想了想,頗為費力的解釋起來。
古人不是說這個社會所有東西都可按照金木水火土劃分成分嗎?實際上金木水火土隻是這些物資表現出來的性能而已,就像黃金、白銀、鋼鐵是不同東西,但表現出來的性能則是金。
雖然各種東西都表現出不同性能,但萬物都是由不同最小東西構成,組合在一起然後成為不同東西。
就像這煤炭、火墨與焦炭他們最主要成分是一樣的,稍稍不同因為溫度、環境等不同表現出不同的形態,隻不過煤炭裏麵雜質更多一點,火墨相對少一點,而焦炭則沒有什麽雜質而已。
用焦炭冶煉鋼鐵質量優於火墨,大概就是焦炭中炭的純度遠遠強於火墨,如此製造出來的生鐵質量遠遠高於火墨燒成的生鐵。
如此觀之,我們要打造成上好鋼鐵,不但需要提高焦炭的純度,而且還應該提高鐵礦石純度。
除此之外,老祖宗不是說道法自然嗎?我們要研究不同物質的最小成份,要認識事物本質。
因為太高興了,楊軒發揮演講天賦結合古代一些理論進行講解,但讓人感到驚訝的居然有人聽懂了。
想到前世的馬屁精,楊軒大喜,如同現代這樣所有高官放屁大概很多人都會說是香的,既然如此,何不讓人在《大眾報》中介紹一些鋼鐵冶煉知識,其中雜帶自己這些現代理論。
而對焦炭製作過程中產生硫化氣體,楊軒也想到好辦法,那就是通過石灰石,通過反應產生硫化鈣以解決硫化氣體問題。
在解決焦炭問題之後,鋼鐵產量、質量大增,考慮到鋼鐵的重要性,作戰打仗需要鋼鐵,將來修路築橋也需要鋼鐵,楊軒創辦鋼鐵作坊,以大規模生產鋼鐵。
委任宋士意為鋼鐵作坊總兵,令賀大明為焦炭作坊協辦,以冶煉鋼鐵。
考慮到這個時代冶煉爐子太小,楊軒根據明朝遵化鐵廠模型與前世知識,建立一個土爐冶煉鋼鐵,通過風箱與煙囪保證鐵礦石與焦炭充分接觸,製作成鐵水,然後反複數次,製作成生鐵,打造成熟鐵,精鋼。
在冶煉鋼鐵過程中由於消除了硫化物這一有害物質,在那以後兵器作坊打造出來的冷兵器,熱兵器質量遠遠超過韃子,也達到世界水平,如此大大提升了義勇軍戰力。(有人說日本刀厲害,一個主要原因是硫磺含量頗低。而中國古代兵器遠不如對方,主要是煤炭中,鋼鐵中含有硫化物)。
由於鋼鐵大量製造,義勇軍所製造的前裝紅衣大炮,前裝佛朗機炮不但重量較當時韃子製造紅衣大炮、佛朗機炮輕,而且射程也要遠的多。
在冶煉鋼鐵,製造紅衣大炮的同時,楊軒也開始考慮製造船隻生產。
這幾年義勇軍能夠南征北戰,水軍功績功不可沒,水軍參戰雖然不多,但通過船舶將糧食運輸到前方碼頭,然後再通過陸路運輸,如此減少對地方經濟破壞。
中國為農業國家,過去每次征發北方遊牧民族,除了派出大軍之外,往往更需要派出3-4倍勞役運輸糧草(在組建輜重營時分析那樣,4個人補給一個人,最多能夠補給30天)
考慮到這個時代歐洲人早已經渡過重洋,其航運知識絕對有過人之處,這天專門與葡萄牙傳教士安思文探討歐洲人的船隻。
葡萄牙人安思文頗為興奮,講起三桅船,將起西方各種船隻,到最後為了讓對方聽得清楚,更是做出模版。
看著這個模型安思文連連講解,聲言隻要刮風,不論逆風還是順風都可以航行。
除此之外就是風帆,中國人使用硬蓬帆,而韃子使用風帆,主桅杆常常高達數十米,能夠在大江大河中快速運行。
而硬蓬帆則不同,硬蓬帆非常重,雖然麵積不大但受力非常好。
相對中國的硬蓬帆在小型船隻上優勢之外,西洋人風帆在大型船隻上則有巨大優勢。
正如安思文介紹那樣,西洋人現在能夠建造1700噸的大型風帆船,而這次楊軒決定先建造200噸能夠在長江縱橫馳騁的戰艦。
兩百噸戰船共有兩種模式,一種利用傳統造船方式,使用硬蓬帆,使用八個或者十六個水車造出的一種傳統車船。
另一種則是完全采用風帆船模式建造的風帆船。
這樣的話義勇軍形成5噸舢板船近身廝殺,20噸飛虎戰艦(車船)中距離支援,200噸車船&風帆船遠距離戰場支援這種立體陣形。