所谓的钢,其实也就是铁,现代化的区分是以其中碳的含量为标准,含碳量小于2的称之为钢,含碳量大约2便是一般的铁。
其中含碳量2之内,算是铁与碳的合金,碳含量越高,钢的硬度、强度越大,但脆性也大,含碳量低的话,强度虽然会略微降低,但整体的延展性却大大提高,无论作为工具还是作为兵器性能都要好上不止一个层次。
也有合金钢,比如往钢中参入一定量的硅或者锰等做成特种钢,各有各种不同的用途。
刘远山现在目前的条件,能炼出一般的碳素钢已经是谢天谢地了,所以他也不多奢望,先一步步来再说。
木炭首先放入炼钢炉的主室中点燃,然后根据放入木炭的数量放入一定数量的生铁,第一次也不敢多放,刘远山命人先放进去二百斤再说。
“加碳,开火!”
刘远山一声令下,八个人同时走到风箱旁边,四个人一边,一推一拉、一拉一推,来回不止的情况下,利用风箱将空气通过挤压的方式压入道炼钢炉的主室中,里面的炭火开始熊熊燃烧,发出“嗤嗤”的声音。
“一二一、一二一!”
拉动风箱的人一般含着号子一边使劲的做chōu_chā运动,没多大会便个个累的满头大汗,在大冬天里,几人同时脱下身上厚厚的棉衣,再次投入了热火朝天的拉风工作中。
在后世一个小小的鼓风机就能解决的问题,在这里却要耗费八个劳力不停的运动,工业社会对于生产力的解放由此可见一斑。正是因为如此,更加重了刘远山发展工业的决心。
拉风的八名壮汉平时接受的都是超强度的训练,虽然这个工作比较辛苦劳累,但这点耐性对于他们来说确实不算什么,约莫半个小时的功夫,炉子中的生铁终于融化成了铁水,刘远山让人多烧了一会,炼钢的工作便算是完成了。
“注意保温,下面加火!”
刘远山一声令下,下面的洞室也开始燃烧起来,不过里面却不是木炭,而是普通的木材。
“洪宗伟准备,放铁水!”
这边洪宗伟早就准备好,将连接内室的卡片拔掉,红彤彤的铁水如同粘稠的岩浆一样从陶管中流了出来,被接到早就准备好的粗陶容器中,不一会便凝固冷却,成了一块块的钢锭。
铁的比热容很小,在自然条件下很容易冷却。
刘远山将冷却后的钢锭拿在手中看了一下,大块差不多有三十斤重,小块的仅仅只有一两斤重,规格不一,但都是标准的正方形。
可这新出来的钢材的卖相么,嗯,很一般,和前世那些钢材好像还是有不小的差距的。
“这铁,啧啧,真好!”洪宗伟将钢锭拿在手中忍不住赞叹,同时用手摩挲着,像是摩挲自己洞房花烛夜里的婆娘一样,眼中充满了兴奋的光芒,嘴角抽搐几下,忍不住咽了一口口水。
大明帝国当然也炼铁,自然也知道将铁矿石熔炼以后取出铁水溶液重新熔铸的方法,可明朝并不知道炼钢的真正原理,不知道其中含有那些杂质,也没有定向祛除的方法。
明朝的铁匠,炼铁只是为了单纯的炼铁,将生铁练成熟铁,并不是炼成钢。
所以,当洪宗伟看到刘远山这些去除了硫和磷的还有一部分碳的钢材之后,真的是赞不绝口:“就算是咱们军中的那些个铁匠,也锻炼不出这么好的铁。”
“少爷您真是厉害啊!”
“是啊,少爷,您看着铁的成色,用它做兵器一定会更加锋利!”
……
面对这些奉承,刘远山没有任何的得意之色,一脸愁容的拿着一块小型的钢锭左看右看看了半天,仍旧是摇了摇头。
这钢锭中碳的含量他没法测算,可从成色上来说,应该不低,即便是达到了钢的标准低于2,也应该是勉勉强强的达到。
碳残留的多,有两个原因:一是因为他将炼钢的焦炭偷换成了木炭本身的效果就要打折扣,二是因为这套土炉子设备确实不咋地,难以达到工业要求。
主室底部有石灰石的缘故,硫和磷应该脱的还不错。
但这钢还有一个致命的缺陷:那就是熔炼的不够彻底。通俗的话来说,铁水虽然到了熔岩状态,但融化后的温度应该还没有高于铁的熔点,也就是说,这座他辛辛苦苦搭建起来的土炉子,距离达到他想要的温度还有一段距离。
标准大气压下,铁的熔点是1600c,若是其中杂质太多,有可能1300度便会熔化。换句话说,如果温度达不到1600度,杂质去的也不会很好。
既然找到了问题,那就分析问题。
温度不够不是炉子的原因,这种土炉子加上木炭达到1600度还是轻轻松松的,问题很有可能出在一开始的工具上:风箱!
风箱其实不是稳定的鼓风设备,他供应空气的时候靠的是推拉之力,推的时候将空气挤入主室内助燃,自然会增加主室的温度,但问题是推了以后还要拉。
而拉的时候,风箱内部会形成负压,这时主室内的热空气倒流,会带走其中的热量,造成熔炼的时候主室内的温度始终是忽高忽低,所以,风箱是个大问题。
这个问题可以解决,目前却没法解决。
要解决鼓风的问题,只要蒸汽机出来,用机械代替人工,做持续的圆周运动就能弄出鼓风设备,自然就没问题。但关键是,要有蒸汽机。
“你觉得这铁怎么样?”刘远山拿着钢锭问洪宗伟