第二十章 令人绝望的钢铁工业
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但取精铁锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也，虽百炼，不耗矣。--沈括《梦溪笔谈》
吴元建和胡思远，则留在军械司，好好看看这个代表着帝国军事工业最高水平的工厂。
军械司的工厂占地极为广阔，一个个职责不同的厂房，不满了整个山谷。
这里包括了炼铁、炼钢、锻造、铸造等一系列功能，能够制造帝国陆军现在使用的所有武器装备，包括盔甲、军刀、骑兵矛、步兵矛、盾牌、军刀等等各种各样的军事物资。
胡思远在这里，了解到了帝国目前的工业水平，当然是军事工业这种跟钢铁工业关系最密切的工业门类。
胡思远对现在的帝国钢铁工业发展程度很不满意，炼钢方法倒是很多，主要还是用灌钢法和坩埚炼钢发，再辅以水力锻锤加持下的百炼法，要说这开国皇帝也不是完全不懂工业，至少他让手下人把这个石墨坩埚搞出来了，不然的话胡思远的玻璃工厂也建不起来。
坩埚炼钢法是使用石墨黏土坩埚，将渗碳铁料碎块置于封闭的黏土坩埚中，在坩埚外面加热，将金属料直接加热到一千六百度以上，铁料继续吸收石墨中的碳而熔化成为高碳钢水，浇铸成小锭后锻打成所需的形状。钢在坩埚中熔化时，石墨碳还能起还原剂作用，让金属溶液发生还原反应。
钢中的氧可以去除，各种夹杂物也能从液态钢中上浮去除，所以钢的质量优一般的钢料，可用来制造加工金属材料的工具，比如钻头之类的工具。
想获得更加好的钢，就需要对钢进行脱碳处理，要等待坩埚冷却后，把坩埚从火中移开，并将其打破，取出半球形的钢锭。将它放在铁砧上进行锤打，作硬度试验。经正常铸造的钢锭很硬，经锤打后也不会有凹痕。需要用特别含有铁锉屑或粉末状铁矿石之粘土混合物覆盖，从而强化钢锭的脱碳。
坩埚法的优势在于能够直接获得液态钢，但是产量太小，所得的钢也不是直接就能用，需要不断的进行锻打，把杂质去掉之后，才能打造各类工具，好在帝国有水力驱动的锻锤，这个过程才显得不那么艰难。
不过这个坩埚炼钢法和百炼法，效率还是太低了。帝国当然还有其他的炼钢方法，包括在中国历史上都大大有名的灌钢法。
灌钢又叫团钢法，或生熟法，是早期炼钢技术一项最突出的成就。以前，炼钢一般都是采取熟铁低温冶炼的办法，钢铁不能熔化，铁和渣不易分离，碳不能迅速渗入。灌钢法，成功解决这一难题。
灌钢法以生铁和“熟铁”为原料，将它们加热到生铁熔点以上，合炼而成钢。其中生铁是指由矿石冶炼得到的液态铸铁，含碳量和杂质很高，性脆易碎；熟铁是指将生铁经过“炒”或“蒸”等工艺而脱碳后的铁，柔软可锻，虽然碳量降下来了，但氧化物等杂质并未减少，故需要经过反复加热锻打，以去除夹杂物，同时渗碳而增强刚硬性，成为钢。
灌钢工艺是将高碳含量的生铁液浇灌到红热的低碳含量的熟铁中，相互熔融混合，直接获得刚硬的钢。
坩埚法和灌钢法所获得的钢，都需要经过不断的加热和锻打之后，才能够达到制作兵刃的标准，而在制作兵刃的过程，还要经过锻打，要不是帝国有水力锻锤，只是军刀一项，军械司再多十倍的工匠，也未必能完成工作。
胡思远现在在想，如何才能获得一种适合这个时代的炼钢方法呢？但是想来想去也不得法，帝国现在的钢铁工业，在胡思远看来，还处在一个非常原始的阶段。
各地的矿山还在用非常原始的方法冶炼矿石，规模虽说有大有小，但是方法都是大同小异的。
军械司内就能够炼铁，李铁成带着胡思远去看了看炼铁的过程，胡思远绝望的发现，帝国的冶铁工业居然连高炉还没有搞出来。
工人们准备堆砌熔炉的黏土，将黏土细细的打成泥浆，混入碎草，做成泥条，这样做可以保证熔炉壁受热均匀，加入碎草能够让提高炉壁的抗涨缩性能，主要就是避免炉壁开裂和崩塌，这个过程不能马虎，否则这一炉的铁就全完了。
然后在平整的地面上挖一个坑，夯实基础，用泥条一点点的将熔炉垒起来，把内壁抹光，一点儿缝隙也不留，在底部的侧面开一个口，用来鼓风，也用来将炉渣排出，磊好的炉坯在阳光下晾干，填入燃料，主要是木炭木炭，先点燃燃料，检查炉壁是否有缝隙，然后将炉坯烧结。
然后就是准备矿石，不同种类的铁矿石含铁量是不同的，在冶炼之前，需要选好矿石，将矿石粉碎，再与作为助燃剂的灰石粉，按照一定的比例搅拌均匀，成为原料粉。
将鼓风机链接到送风口上，将送风口密封好，然后从炉顶开始填燃料，点火开始鼓风，等炉内的温度达到一定高度，就可以填原料了，当炉底的燃料烧尽，上层燃料下落，工人就在炉顶填进新的燃料，然后填进原料粉，如此往复。鼓风的工作更是一刻也不能停，好在有水力机械，可以不停的送风。
矿石粉和燃料，在炉内进行着复杂的化学反应，在助燃剂的帮助下，最终将矿石中的氧化铁还原成铁，杂质也形成了可以分离的钙盐。
在熔炼的过程中，铁矿石中含有的其他一些金属和杂质，会形成岩浆一样的矿渣，可以在熔炉底部的开口，让这些东西流出来，而不能完全融化的铁，则被融化，凝结成块，留在炉子里。
当熔炉底部的铁和炉灰越来越多时，就可以打破熔炉，将海绵状的铁块取出，这时的铁块很软，在水里锻锤的帮助下，可以轻松塑性，打成铁锭，这就是生铁。
生铁虽然坚硬耐磨，但是比较脆，做铸造件还可以，做个铁锅什么的都没问题，做兵器那是绝对不行的。
生铁在铁匠炉中用再次加热，然后用水力锻锤不断的捶打，折叠，捶打，折叠，那些没有被去除的杂质和氧化物就在捶打中在铁锭的表面凝固，然后剥落，一些杂质在高温中也会逸散，最终含碳量被不断地锻打和煅烧降低到百分之零点零二以下，就是熟铁，如果含碳量被控制在百分之零点二到百分之二之间，那就是钢。
但是帝国的工艺现在并不成熟，能够直接获得钢的办法就只有坩埚法一种，产量还小的可怜，只好用灌钢法和百炼法一起上，才能基本满足需求。
胡思远现在是一个头两个大，感到无从下手，因为钢铁工业不是动动嘴皮子就能弄起来的，他现在面临的第一个问题，就是如何来制造出耐火砖，同时要解决燃料问题，也就是焦炭。
不解决焦炭和耐火砖，就不能制造高炉，没有高炉，就不能连续不断的炼铁，胡思远没打算一步就搞出能够自动供料的高炉，他现在要是能够搞出一天出铁五吨左右的高炉，李铁成都得乐歪嘴，至少比熔炉炼铁的效率高出不知道多少倍。
“元建，搞焦炭吧，没这个啥都白说！”胡思远跟吴元建说道。
焦炭是用来炼铁的，至于为什么不用煤，主要还是因为煤炭燃烧的温度没有焦炭高，煤炭中含的硫，会让铁变得更脆，还不如用木炭呢。
吴元建也被帝国现在落后的钢铁工业给刺激到了，咬着牙恶狠狠的说“搞，必须搞，就是一个焦油，也值得搞焦炭，有了焦炭，就有焦油！还能获得硫酸铵，最重要的是能够获得氨水，这可是好东西，硝酸铵炸药可就指望它了，奶奶的，必须搞。”
胡思远也被激发出了点凶性，点了点头道“必须搞，先搞耐火砖，在搞焦炭，然后就是高炉，最后搞平炉炼钢，三年之内，必须搞成功！”
两个人相视一眼，然后伸出手，握了握之后，又郑重的点了点头。
李铁成不知道这两个小家伙在参观了自己的军械司之后，是受了什么刺激，一个两个表情凝重的向自己告辞，然后在卫士的陪同下返回京城。
吴元建在返回皇城后，就去找皇帝，然后让皇帝一定要给自己的化学实验室开绿灯，皇帝禁不住他软磨硬泡，终于在城外离胡硕家庄子不远的地方，给吴元建寻了一处庄子，让吴元建在那建一座实验室。
吴元建在得到皇帝的承诺之后，吴元建开出了长长的采购单子，采购实验室所需的一切材料，找来胡思远，两人连夜画设计图，准备尽快把实验室的架子搭起来。
方向确定下来之后，自然有人帮吴元建跑腿，吴元建就跟胡思远一头扎进皇家图书馆里，说是去翻找资料，准备开始弄耐火砖，设计煤炭干馏工厂和高炉。
但取精铁锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也，虽百炼，不耗矣。--沈括《梦溪笔谈》
吴元建和胡思远，则留在军械司，好好看看这个代表着帝国军事工业最高水平的工厂。
军械司的工厂占地极为广阔，一个个职责不同的厂房，不满了整个山谷。
这里包括了炼铁、炼钢、锻造、铸造等一系列功能，能够制造帝国陆军现在使用的所有武器装备，包括盔甲、军刀、骑兵矛、步兵矛、盾牌、军刀等等各种各样的军事物资。
胡思远在这里，了解到了帝国目前的工业水平，当然是军事工业这种跟钢铁工业关系最密切的工业门类。
胡思远对现在的帝国钢铁工业发展程度很不满意，炼钢方法倒是很多，主要还是用灌钢法和坩埚炼钢发，再辅以水力锻锤加持下的百炼法，要说这开国皇帝也不是完全不懂工业，至少他让手下人把这个石墨坩埚搞出来了，不然的话胡思远的玻璃工厂也建不起来。
坩埚炼钢法是使用石墨黏土坩埚，将渗碳铁料碎块置于封闭的黏土坩埚中，在坩埚外面加热，将金属料直接加热到一千六百度以上，铁料继续吸收石墨中的碳而熔化成为高碳钢水，浇铸成小锭后锻打成所需的形状。钢在坩埚中熔化时，石墨碳还能起还原剂作用，让金属溶液发生还原反应。
钢中的氧可以去除，各种夹杂物也能从液态钢中上浮去除，所以钢的质量优一般的钢料，可用来制造加工金属材料的工具，比如钻头之类的工具。
想获得更加好的钢，就需要对钢进行脱碳处理，要等待坩埚冷却后，把坩埚从火中移开，并将其打破，取出半球形的钢锭。将它放在铁砧上进行锤打，作硬度试验。经正常铸造的钢锭很硬，经锤打后也不会有凹痕。需要用特别含有铁锉屑或粉末状铁矿石之粘土混合物覆盖，从而强化钢锭的脱碳。
坩埚法的优势在于能够直接获得液态钢，但是产量太小，所得的钢也不是直接就能用，需要不断的进行锻打，把杂质去掉之后，才能打造各类工具，好在帝国有水力驱动的锻锤，这个过程才显得不那么艰难。
不过这个坩埚炼钢法和百炼法，效率还是太低了。帝国当然还有其他的炼钢方法，包括在中国历史上都大大有名的灌钢法。
灌钢又叫团钢法，或生熟法，是早期炼钢技术一项最突出的成就。以前，炼钢一般都是采取熟铁低温冶炼的办法，钢铁不能熔化，铁和渣不易分离，碳不能迅速渗入。灌钢法，成功解决这一难题。
灌钢法以生铁和“熟铁”为原料，将它们加热到生铁熔点以上，合炼而成钢。其中生铁是指由矿石冶炼得到的液态铸铁，含碳量和杂质很高，性脆易碎；熟铁是指将生铁经过“炒”或“蒸”等工艺而脱碳后的铁，柔软可锻，虽然碳量降下来了，但氧化物等杂质并未减少，故需要经过反复加热锻打，以去除夹杂物，同时渗碳而增强刚硬性，成为钢。
灌钢工艺是将高碳含量的生铁液浇灌到红热的低碳含量的熟铁中，相互熔融混合，直接获得刚硬的钢。
坩埚法和灌钢法所获得的钢，都需要经过不断的加热和锻打之后，才能够达到制作兵刃的标准，而在制作兵刃的过程，还要经过锻打，要不是帝国有水力锻锤，只是军刀一项，军械司再多十倍的工匠，也未必能完成工作。
胡思远现在在想，如何才能获得一种适合这个时代的炼钢方法呢？但是想来想去也不得法，帝国现在的钢铁工业，在胡思远看来，还处在一个非常原始的阶段。
各地的矿山还在用非常原始的方法冶炼矿石，规模虽说有大有小，但是方法都是大同小异的。
军械司内就能够炼铁，李铁成带着胡思远去看了看炼铁的过程，胡思远绝望的发现，帝国的冶铁工业居然连高炉还没有搞出来。
工人们准备堆砌熔炉的黏土，将黏土细细的打成泥浆，混入碎草，做成泥条，这样做可以保证熔炉壁受热均匀，加入碎草能够让提高炉壁的抗涨缩性能，主要就是避免炉壁开裂和崩塌，这个过程不能马虎，否则这一炉的铁就全完了。
然后在平整的地面上挖一个坑，夯实基础，用泥条一点点的将熔炉垒起来，把内壁抹光，一点儿缝隙也不留，在底部的侧面开一个口，用来鼓风，也用来将炉渣排出，磊好的炉坯在阳光下晾干，填入燃料，主要是木炭木炭，先点燃燃料，检查炉壁是否有缝隙，然后将炉坯烧结。
然后就是准备矿石，不同种类的铁矿石含铁量是不同的，在冶炼之前，需要选好矿石，将矿石粉碎，再与作为助燃剂的灰石粉，按照一定的比例搅拌均匀，成为原料粉。
将鼓风机链接到送风口上，将送风口密封好，然后从炉顶开始填燃料，点火开始鼓风，等炉内的温度达到一定高度，就可以填原料了，当炉底的燃料烧尽，上层燃料下落，工人就在炉顶填进新的燃料，然后填进原料粉，如此往复。鼓风的工作更是一刻也不能停，好在有水力机械，可以不停的送风。
矿石粉和燃料，在炉内进行着复杂的化学反应，在助燃剂的帮助下，最终将矿石中的氧化铁还原成铁，杂质也形成了可以分离的钙盐。
在熔炼的过程中，铁矿石中含有的其他一些金属和杂质，会形成岩浆一样的矿渣，可以在熔炉底部的开口，让这些东西流出来，而不能完全融化的铁，则被融化，凝结成块，留在炉子里。
当熔炉底部的铁和炉灰越来越多时，就可以打破熔炉，将海绵状的铁块取出，这时的铁块很软，在水里锻锤的帮助下，可以轻松塑性，打成铁锭，这就是生铁。
生铁虽然坚硬耐磨，但是比较脆，做铸造件还可以，做个铁锅什么的都没问题，做兵器那是绝对不行的。
生铁在铁匠炉中用再次加热，然后用水力锻锤不断的捶打，折叠，捶打，折叠，那些没有被去除的杂质和氧化物就在捶打中在铁锭的表面凝固，然后剥落，一些杂质在高温中也会逸散，最终含碳量被不断地锻打和煅烧降低到百分之零点零二以下，就是熟铁，如果含碳量被控制在百分之零点二到百分之二之间，那就是钢。
但是帝国的工艺现在并不成熟，能够直接获得钢的办法就只有坩埚法一种，产量还小的可怜，只好用灌钢法和百炼法一起上，才能基本满足需求。
胡思远现在是一个头两个大，感到无从下手，因为钢铁工业不是动动嘴皮子就能弄起来的，他现在面临的第一个问题，就是如何来制造出耐火砖，同时要解决燃料问题，也就是焦炭。
不解决焦炭和耐火砖，就不能制造高炉，没有高炉，就不能连续不断的炼铁，胡思远没打算一步就搞出能够自动供料的高炉，他现在要是能够搞出一天出铁五吨左右的高炉，李铁成都得乐歪嘴，至少比熔炉炼铁的效率高出不知道多少倍。
“元建，搞焦炭吧，没这个啥都白说！”胡思远跟吴元建说道。
焦炭是用来炼铁的，至于为什么不用煤，主要还是因为煤炭燃烧的温度没有焦炭高，煤炭中含的硫，会让铁变得更脆，还不如用木炭呢。
吴元建也被帝国现在落后的钢铁工业给刺激到了，咬着牙恶狠狠的说“搞，必须搞，就是一个焦油，也值得搞焦炭，有了焦炭，就有焦油！还能获得硫酸铵，最重要的是能够获得氨水，这可是好东西，硝酸铵炸药可就指望它了，奶奶的，必须搞。”
胡思远也被激发出了点凶性，点了点头道“必须搞，先搞耐火砖，在搞焦炭，然后就是高炉，最后搞平炉炼钢，三年之内，必须搞成功！”
两个人相视一眼，然后伸出手，握了握之后，又郑重的点了点头。
李铁成不知道这两个小家伙在参观了自己的军械司之后，是受了什么刺激，一个两个表情凝重的向自己告辞，然后在卫士的陪同下返回京城。
吴元建在返回皇城后，就去找皇帝，然后让皇帝一定要给自己的化学实验室开绿灯，皇帝禁不住他软磨硬泡，终于在城外离胡硕家庄子不远的地方，给吴元建寻了一处庄子，让吴元建在那建一座实验室。
吴元建在得到皇帝的承诺之后，吴元建开出了长长的采购单子，采购实验室所需的一切材料，找来胡思远，两人连夜画设计图，准备尽快把实验室的架子搭起来。
方向确定下来之后，自然有人帮吴元建跑腿，吴元建就跟胡思远一头扎进皇家图书馆里，说是去翻找资料，准备开始弄耐火砖，设计煤炭干馏工厂和高炉。