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第20章 鋼鐵工業

  在三人組游歷,哦不偵察南宋的時候,另一邊的東海本土,大家仍在為生存與發展而忙碌著。

  1255年,10月27。

  一大早,季國風拿著一塊鐵皮和一件救生衣,走進安全部駐地,左右看了看,找到了林小雅,高興地大喊:“小雅,過來一下!”

  林小雅正在拿自制鉛筆寫著什么,聽到他的聲音一愣,抬頭看到人之后,起身小跑了過來。

  “怎么了?”林小雅奇怪地問。

  季國風把手中的鐵皮和救生衣遞給林小雅,說:“我們試著做了幾塊胸甲,呃,因為產能有限,只能做成男女通用式的,采用了先進的弧形傾斜裝甲設計,”他此時偷偷瞄了一眼林小雅的上半身,“呃,你先試試。板甲需要內襯,等以后可以弄點皮革或者棉花什么的,現在用救生衣先湊合一下。”

  林小雅掐了他一下,紅著臉接過東西,套上救生衣,然后拿起鐵皮看了一下正反,套在胸前試了一下。這塊所謂的胸甲面積很小,基本只遮住了肋骨區域,但好處是份量也不算重,就是不知道防御效果怎么樣了。

  “感覺還行,不是很重啊,不過為什么這么短?”林小雅一手扶著胸甲,一手比劃著腹部,一邊發問。

  “現在我們太窮,只能先做塊小的重點防護一下,至少防住要害。而且做太大了活動也不方便。”季國風一邊打量著她一邊回答。

  林小雅拿下胸甲,隨意一折,就彎曲出一個可觀的弧度;隨手一抖,整塊板呼啦嘩啦抖起來,發出響聲,似乎很不結實的樣子。“這就是你煉的鋼?看起來有點軟啊。”

  季國風臉一紅,連忙澄清說:“當然不是,這是普通熟鐵熱鍛出來的,性能不行。這不是正式產品,只是先拿來練練手,確認一下造型,才好正式造鋼板甲。”

  說起來有些尷尬,重陽節那天,季國風對羅老頭夸下海口,說一個月后拿十斤精鋼來換他百斤生鐵。不過他專業方向實際上是搞復合材料的,對于鋼鐵冶煉也就是紙上談兵而已,只能召集小組從頭開始摸索。

  還好闊馬區那邊有遺留的鐵匠作坊,季國風跟已經成為正式勞工的鐵匠于財探討了好幾天,終于有了點眉目。后面鋼鐵小組足足用了五天設計方案,另一邊制作坩堝、架設爐子和準備各種材料工具又用了十天,等那個大風箱做完又是七天,到了九月底才開始正式煉鋼。

  說是煉鋼,但他們一開始對付的主要是生鐵。

  歷史上,工業時代之前的煉鐵法有兩個技術路線。一是塊煉法,也就是把鐵和木炭放在爐子里低溫燜燒,用木炭不完全燃燒所產生的一氧化碳去還原鐵礦中的鐵,最后可以直接得到碳含量較低的熟鐵。但這種熟鐵塊保持著礦石的形狀,多孔而與雜質混合在一起,形如海綿,因此又稱“海綿鐵”,必須進一步處理才能真正用于打造鐵器。

  另一個路線則是高爐煉鐵,同樣是把鐵礦石和木炭一起燒,不過卻是用了更高溫度的高爐并通風,如此一來鐵被還原出來之后會熔化成鐵水,可以較完全地與原材料分離開來。但這種方法得到的鐵料碳含量較高,本身是脆的,沒法直接鍛造,也就是俗稱的“生鐵”。這種生鐵可以鑄造成鐵鍋之類的鑄件,但性能較差,要經過炒鐵法脫碳變成熟鐵,然后才能打造兵器。

  兩個技術路線在古代各有優劣。塊煉法初始投資小,得到的鐵可以直接鍛造,因此是世界范圍內的主流方法。而高爐法雖然要先煉生鐵再脫碳成熟鐵多了一步,但可以規模生產,產量更大成本更低,因此被中國普遍使用。

  進入工業時代之后,鐵需求量大增,因此高爐法又成了主流,一直延續到現代。

  季國風在羅家買來的這些生鐵,就是高爐法煉出來的。這鐵雖然成本低,但售價可不低,而且內部雜質不少,嚴重影響了品質。所以他們首先要做的,就是試著凈化這些生鐵,以提升原料質量。

  而且他們是有思路的。

  歷史上出現過一種提升生鐵鑄造品質的方法叫“二次熔煉”,也就是鐵水出爐后不直接拿去鑄造,而是冷卻成生鐵錠之后放到第二個爐子里再加熱熔融一遍,然后才正式鑄造。

  這個辦法當時的人不知道原理為何,但從后世的角度來看就很明白了——在二次熔煉的過程中,一部分硫磷等雜質氧化或揮發掉,鐵品質自然就上升了一點。

  季國風用的就是這個方法,操作起來很簡單,就是用石墨坩堝裝了鐵錠進特制爐子里燒——但光是如此效果也不會有多好,他們是在熔煉的同時加入了造渣劑,也就是一點石灰石,才較完全地除去了雜質。

  這一步倒不難,因為生鐵碳含量高,熔點只有1100攝氏度上下,即使是他們這些新手堆出來的爐子也能達到,折騰了幾天后就順利得到鐵水和自鑄的生鐵錠了。

  雖說如此,但他們現在既沒法檢測原料又沒法檢測產品,是把不同比例的配方一直做了好幾鍋,把熔鑄出來的鐵錠放在固定高處往下落,確定確實比買回來的那些鐵錠耐摔了,才敢進行下一步。

  下一步,就是試著模仿鐵匠的炒鐵法,給生鐵脫碳,得到“熟鐵”。

  但這一步就難到他們了,雖然原理說的頭頭是道,看羅家炒起來也挺簡單,但自己實操起來總是差了點。當時眼看著到了十月份馬上就要失約了,而設備工藝都還沒搞好,季國風咬咬牙,干脆先跳過這一步,拿著買來的熟鐵和自煉的生鐵混在一起煮了一鍋,得到了一批“鋼”。

  實際上這就是他們計劃中的第三步,用生鐵和熟鐵混合熔煉,得到碳含量適中的均質鋼。

  雖然“均質鋼”這個名詞看上去平平無奇,但在古代可是了不得的東西。古代所謂的“鋼”,都是用熟鐵灑碳粉鍛造而成,碳含量高的也就只有表面薄薄的一層,想獲得較好的性能,必須反復鍛造,使得碳一點點滲入到里層才行。正所謂“百煉成鋼”,費時費力費工費錢,所以鋼才這么貴。

  而用坩堝直接將生鐵和熟鐵熔煉在一起,便可得到完全均勻的鋼材,既性能好,又方便廉價。歷史上著名的烏茲鋼就是這么煉出來的,這種產自印度的鋼材不但以優良性能而聞名,產量還不小,甚至還能大量出口到中國——俗稱“鑌鐵”的便是它了。近代歐洲人一直在尋找這種煉鋼法的秘密卻不可得,直到18世紀英國人霍茲曼發明了坩堝煉鋼法,用石墨坩堝作為承載高溫鋼水的容器,才算打破了烏茲鋼的技術壟斷。

  而石墨坩堝這種利器已經掌握在東海人手里了,正是因為有這個倚仗,季國風才敢夸下海口去用一斤鋼換十斤鐵。

  他本打算先煉一些凈化后的優質生鐵,再用這些生鐵脫碳得到同樣優質的低雜質熟鐵,最后兩者混合熔煉得到均質鋼,然后這種鋼自然就品質無敵了。可惜沒想到時間緊迫,沒來得及給他完成第二步……

  不過第三步比第二步還簡單些,畢竟不涉及操作,只需要猛火熬就行了。當然這猛火可不是一般的猛,得把鐵燒到1500攝氏度以上才行。還好他們爐子不大,又有強力通風,還設計了一套給空氣預熱的裝置,最后還是堪堪達到了這個水平。

  由于原料大半都是直接買來沒凈化過的熟鐵,所以這批鋼的品質要比季國風當初設計的差一些,但以當前的標準來看仍然很厲害了。

  他們第一批出了二十多斤——實際上鑄成鐵錠就沒幾塊——季國風拿了一部分給機械組,剩下十斤鋼帶去即墨給羅老頭看。羅老頭試過之后確實是上等好鋼,對他的態度瞬間好了許多,痛快地給他換了一百斤生鐵。季國風又額外買了一些生鐵,羅老板給了個45錢一斤的“友情價”,真黑。

  然后他回東海帶領小組繼續試驗,參照之前經驗,進一步改進工藝,試圖攻破炒鐵法難關。

  后來他們不知道煉廢了多少鍋,所幸鐵和石墨不會蒸發,即使失敗了原料也沒損失,最終還是勉強搞了一套能用的設備和工藝流程出來,可算是初步跑順了。

  這個月進入下旬后,鋼鐵小組已經能出產一些完全自產的鋼了。這批鋼性能優良,強度遠超他們現在見過的土著鐵器,真是令人欣喜——但問題又來了,均質鋼性能過于強了,鑄成鋼錠之后想鍛造成鐵器可又麻煩了啊!

  于是他們下面幾鍋吸取了教訓,帶了于鐵匠在旁邊,在鋼錠還未冷卻的時候就趁機鍛打加工,確實效果不錯,得到了一些質量相當過硬的錘子鐮刀之類的東西。

  在觀看鐵匠鍛造的過程中,看著高溫鐵塊在大錘作用下不斷變形,季國風又突發奇想:這么一直敲下去,是不是能直接敲成鋼板呢?

  唔……以當前的戰略態勢來看,除了機械方面,鋼的最大應用就是武器裝備了。如果做刀劍之類的效費比太低,做成矛頭的話又用不了那么多鋼,從提升戰斗力的方面來說,盔甲無疑是最佳選擇了!

  上次戰役時,東海人組成的軍陣雖然效果拔群,但戰后他們也沒有盲目自大。無甲軍隊即使可以對付烏合之眾,但碰上了正規軍也只有被虐的份,不說別的,就是弓箭都受不了。而且進攻龍王寨時,那件防刺服表現亮眼,一人就可以抗住好幾個普通海盜,若是再有幾十件盔甲……

  季國風立刻與旁邊的人分享他的想法,果然得到了一致認同,于是臨時從安全部拉了兩個人來,改組成鋼鐵對策暨武器裝備研發小組,開始研究盔甲的制造。

  他們用紙殼和木板做了一堆模型出來,差不多確定了造型,就讓鐵匠拿熟鐵先敲一塊試試。這其實難度不大,以宋代的技術水平敲出一片鐵板還算簡單,之所以不用這種方法生產板甲,是因為熟鐵太軟,做出來的鐵板幾乎沒什么防御力,矛頭一戳就破了,而要想把熟鐵板鍛煉成鋼板,那難度就太高了,不如用小塊的鋼片串聯成甲。比如著名的步人甲,用一千八百塊鋼片組合而成,重達30kg,防御力驚人。

  但是這種札甲技術要求其實挺高的,甲片之間怎么連接、怎么堆疊都有學問,現在的東海商社肯定是做不出來的,反倒是一整塊板的胸甲因為有了水力工具可以嘗試一下。

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