第104章 尝试炼钢(1/2)

新家峁的炼铁工棚里没有一丝节日的气氛,反而凝重得能拧出水来。周小福盯着炉膛里那块半熔的红热铁料,手心的汗已经把铁钳的木柄浸得滑腻。炉火映在他脸上,那张年轻的面孔绷得紧紧的,眼睛里满是血丝——他已经三天没睡个整觉了。

“李盟主,这……真能行吗?”他的声音发颤,不是怕累,是怕又一次失败。

李健也在盯着炉子。炉子里是半熔状态的生铁块,按照他记忆中那些模糊的知识,这叫“炒钢法”——把生铁加热到半熔化,然后不断搅拌,让铁里的碳和空气中的氧反应,降低含碳量,从而把脆硬的生铁变成坚韧的钢。

理论简单得像一层纸,可操作起来难如登天。温度高了,铁全化了没法搅;温度低了,碳氧化不够还是生铁。搅拌快了,氧化过度变成软趴趴的熟铁;搅拌慢了,氧化不均变成“夹生饭”。他们已经失败了七次,废掉的铁料堆在墙角,像在嘲笑他们的不自量力。

“再试。”李健咬咬牙,声音里带着一种不容置疑的决绝,“这次温度再高五分,鼓风再强一成,搅拌速度保持均匀。”

周小福深吸一口气,那口气吸得深,像是要把所有的勇气都吸进肺里。他朝徒弟们挥手:“加焦炭!鼓风!”

改良过的水力鼓风机呼呼作响,比人力的风箱强了不知多少倍。炉温肉眼可见地升高,铁料从暗红变成橙红,再变成刺眼的亮黄色,熔化的铁水在坩埚里微微晃动,表面泛起涟漪。

“就是现在!”李健喝道。

周小福操起一根碗口粗的长铁棍,猛地插入铁水中,开始快速搅拌。铁水四溅,火星像雨点般炸开,落在他的皮围裙上烧出一个个小洞。他咬着牙,手臂上的肌肉块块隆起,铁棍在铁水里划着圈,一圈,两圈,三圈……

半刻钟过去,他的手臂开始发抖,汗顺着额头流进眼睛,刺得生疼。但他不敢停,他知道,这一停,这一炉又废了。

铁水在搅拌中渐渐变稠,颜色从亮黄变成橙红,最后聚成一团粘稠的、半固体状的东西,在铁棍上黏连拉扯。

“出炉!”

两个徒弟上前,用大铁钳夹住那团红热的东西,小心翼翼地移到旁边的铁砧上。孙铁匠早就等在那里了,他踩下踏板,水力锤“咚”地一声落下,重重砸在那团红热的半熔铁上。

“咚!咚!咚!”

重锤有节奏地落下,每一下都激起大蓬火星。那团铁在锤击下逐渐变形,从一团模糊变成条状,再变成一块规整的钢坯。孙铁匠的眼睛死死盯着钢坯的颜色变化,不时移动铁坯的角度,让每一面都受到均匀的锻打。

半个时辰后,钢坯成形。孙铁匠夹起它,再次加热到橙红色,然后猛地插入旁边的大水桶。

“滋啦——”

白汽蒸腾而起,弥漫了整个工棚。等白汽散尽,孙铁匠从水里取出钢条。那钢条已经变成乌黑色,表面泛着一种冷硬的光泽。

工棚里静得能听见每个人的呼吸声。孙铁匠拿起锉刀,在钢条边缘锉了几下,又用锤子轻轻敲击。锉刀下的钢屑细密均匀,敲击声清脆短促,带着金属特有的回响。

孙铁匠的手开始抖,不是累,是激动。他抬起头,眼眶发红:“成了!听这声儿,看这茬口……是钢!真钢!”

周小福冲过来,抢过那块钢条,翻来覆去地看。断口银白致密,质地均匀,没有气孔,没有夹渣。他用手指弹了弹,声音清越。

“成功了……真成功了……”他喃喃着,忽然一屁股坐在地上,眼泪就下来了。这一个月,他们试了八次,失败了七次,废掉的铁料够打两百把锄头。现在,终于成了。

李健长长舒了口气,这才发现自己后背的衣衫已经被汗湿透了。但他很快冷静下来:“但这产量太低了。一炉五百斤生铁,炒完只剩一百斤钢,还费时费力。”

“那咋办?”周小福从地上爬起来,抹了把脸。

“改进工艺。”李健走到炉子旁,拿起炭笔在墙上画起来,“建专门的炒钢炉,优化流程,提高效率。还有,搅拌用机械,人力不均匀还累。”

就在新家峁的工匠们为炼钢成功欢欣鼓舞时,千里之外的北京城,却笼罩在一片肃杀之中。

乾清宫东暖阁,崇祯皇帝朱由检盯着桌上的一份密报,脸色铁青。那是锦衣卫指挥使骆养性刚呈上来的,关于陕西流寇的最新动向:“……闯将高迎祥,李自成部与八大王张献忠合兵,众至五万,破宜川,掠韩城,陕西、河南、山西震动……”

“五万!”崇祯猛地将密报摔在桌上,“洪承畴呢?卢象升呢?朕养兵千日,用兵一时,他们都在干什么?!”

侍立一旁的司礼监掌印太监王承恩躬着身,声音轻而稳:“回皇爷,总督正调集兵马围堵,但流寇狡猾,时分时合,难以聚歼。卢象升等部在河南被流寇拖住,一时难以回师。”

“调孙传庭!”崇祯的声音在空旷的殿内回荡,“让他去陕西,三个月,三个月内不平贼,提头来见!”

“孙巡抚在潼关练兵,尚未完备……”王承恩欲言又止。

“等不及了!”崇祯烦躁地挥挥手,“再等,陕西就全丢了!传旨:加征剿饷八十万两,限期三月解京!”

王承恩心中苦笑。加饷,又是加饷。崇祯二年加辽饷,三年加剿饷,四年加练饷,如今六年了,还在加。百姓已经榨干了,再加,只能是逼更多人从贼。但他不敢说,只能应道:“是。”

退朝后,崇祯独自坐在龙椅上,望着殿外阴沉的天。本该是秋高气爽,可这些日子总是阴云密布,像他此刻的心情。

他又拿起那份密报,翻到最后几页。那里提到一个叫“新家峁”的地方,说那里“聚流民近万,自铸兵甲,自练民兵,自造钱钞”。锦衣卫的建议是“当及早剿除,免生后患”。

崇祯的眉头皱了起来。这已经不是他第一次看到关于这个“新家峁”的奏报了。去年陕西巡按御史吴甡就提过,当时他没在意——一个山沟里的流民窝,能翻起什么浪?可现在看,似乎不那么简单。

“自铸兵甲……”他轻声念着这四个字,手指无意识地敲着扶手。

大明律,私造兵器是重罪。可如今这世道,律法还有多少人在乎?辽东的将门私造火器,山西的豪强私藏甲胄,江南的盐商私蓄死士……这个新家峁,不过是又多了一个罢了。

但不知为什么,这个远在陕北一隅的小地方,却让他格外在意。也许是因为奏报里那句“田畴井然,市廛繁荣,民有饱食”,与周边“饿殍载道,人相食”的景象形成了刺眼的对比。

“若天下皆如此处……”这个念头又一次冒出来,这次他没有立刻压下去,而是任它在脑海里盘旋了片刻。

然后,他苦笑着摇摇头。他是大明天子,想的是整个江山,怎么总惦记一个山沟?

新家峁对朝堂的波澜一无所知。他们正忙着改进炒钢工艺。

李健设计的炒钢炉比原来的炼铁炉复杂得多。那是一个浅池式的炉子,炉膛宽而浅,便于观察和搅拌。炉顶有可移动的耐火砖盖,保温又方便操作。侧面开了专门的鼓风口,连接水力鼓风机。

最特别的是机械搅拌装置。韩师傅接下了这个任务,他设计了曲柄连杆机构:水力带动一个大轮子,轮子上的偏心轴带动连杆,连杆末端连着搅拌棒。搅拌棒伸入炉内的铁水中,做匀速的圆周运动。

“这能行吗?”周小福看着那套复杂的木头机构,心里打鼓。

“试试。”韩师傅倒是很有信心,“比人力稳,比人力匀。”

第一次试验失败了。搅拌棒转速太快,把铁水搅得到处飞溅,差点烫伤人。第二次,转速太慢,搅拌不均。第三次,韩师傅调整了齿轮比,找到了合适的转速。

改进后的炒钢炉建在炼铁炉旁边,生铁炼出来,直接转运到炒钢炉里,减少了二次加热的热量损失。机械搅拌节省了人力,而且均匀稳定,氧化程度容易控制。

效率果然提高了。一炉生铁能出钢两百斤,时间缩短了一半。但质量波动的问题依然存在——有时硬得能砍铁,有时软得能弯折。

李健意识到,问题出在碳含量的控制上。在这个没有化学分析的时代,怎么知道钢里含多少碳?

“看火花。”他想起前世在工厂参观时老师傅教的土法子,“把钢条放在砂轮上磨,看火花的形状和颜色。高碳钢火花多而爆,像菊花;低碳钢火花少而直,像柳条。”

他让孙铁匠找了个废弃的石磨盘改造成砂轮,水力带动,转速均匀。然后取来不同硬度的钢样,一一试验。

“看这个,”李健指着磨出的火花,“爆得厉害,四下散开,这是高碳钢,硬但脆。再看这个,火花直而少,这是低碳钢,软但韧。”

孙铁匠眼睛亮了:“这法子神了!以前全凭手感,手感这玩意儿,今天准明天不准。现在有凭据了!”

他很快就掌握了火花鉴别法,还能凭火花的细微差别判断碳含量的大致范围。周小福也学会了,他把不同碳含量的钢样火花特征画了下来,贴在工棚墙上,供大家参考。

有了这个“土法检测”,炒钢的质量稳定多了。工人们可以根据需要的硬度,调整搅拌时间和炉温,控制碳含量。

到月底,新家峁的钢产量达到了月产两千斤。虽然总量不多,但足够用于关键部位:兵器的刃口、农具的刃部、机械的齿轮和轴。

但李健知道,炒钢法炼出的只是普通碳钢,要得到更好的钢,需要更精细的工艺。

他想到了“灌钢法”。这是中国古代就有的一种炼钢技术,把生铁和熟铁叠在一起加热,让生铁中的碳渗入熟铁,从而得到性能优良的钢。工艺要求高,但出来的钢质量好。

“试试。”他对孙铁匠说。

灌钢法的试验比炒钢更艰难。生铁和熟铁的比例、叠放的方式、加热的温度、保温的时间,每一个环节都可能影响结果。试验了十几次,不是生铁化了熟铁还没红,就是两者熔在一起成了脆硬的合金。

孙铁匠不气馁。这个打了一辈子铁的老匠人,对金属有种近乎本能的直觉。他调整配比,改变叠法,控制火候,记录每一次的结果。

终于,在第二十次试验时,成功了。出炉的钢料,表面泛着一种特殊的纹理,锻打后做成刀,试砍时能轻松劈断三把普通铁刀而不卷刃。

“宝刀……这是宝刀啊!”孙铁匠捧着那把刀,老泪纵横,“我孙铁柱打了一辈子铁,今天才算是真正打出把像样的东西!”

李健接过刀细看。刀身修长,刃口有一条浅浅的白线——那是钢的纹理。他试了试手感,重心合适,挥舞起来虎虎生风。

“但还是不够。”他放下刀,冷静地说,“灌钢法产量太低,一炉出不了二十斤,成本太高。只能做精品,不能批量。”

他想到了“坩埚钢”。把铁料、木炭、其他添加剂放在密封的坩埚里加热,让铁直接吸收碳成钢。这方法在欧洲近代才成熟,但原理简单。

“坩埚……”周小福挠头,“咱们只有烧陶的罐子,能承受炼钢的温度吗?”

“改进陶土配方。”李健找到周大福,“要烧出能耐极高温度的坩埚。”

周大福现在不仅是瓦匠头,还是新家峁的陶瓷专家。他带着徒弟试验了十几种黏土配方,加了石英砂、长石粉、甚至碾碎的老瓷片。烧出来的坩埚,一个比一个耐高温。

但炼钢的温度,比烧陶高得多。第一次试验,坩埚在炉里炸了,碎片四溅,幸亏提前清了场,没伤到人。第二次,坩埚没炸,但漏了,铁水流了一炉膛。第三次,坩埚承受住了,但里面的铁料没完全熔化。

失败,失败,再失败。

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