下午正式開(kāi)始實(shí)驗(yàn)溶融磁鐵礦,煉鐵和煉鋼是有區(qū)別的,楊文禮以前在茅山?jīng)_是坩堝煉鋼,但是煉鐵他還是第一次實(shí)踐。
首先煉鐵和煉鋼的原料不同,煉鋼是用鐵和鋼進(jìn)行提純,進(jìn)一步去除雜質(zhì)和降低含碳量,使之達(dá)到理想的含炭標(biāo)準(zhǔn)。
但煉鐵的原料卻是鐵礦石,在自然界中的鐵都是以化合物方式存在,所以鐵礦石其實(shí)不是鐵,只是含鐵的化合物,比如:Fe2O3,所以煉鐵就是把鐵從含鐵化合物中還原出來(lái)。
煉鐵的還原劑是一氧化碳和石灰石,其中一氧化碳就是煤炭或木炭不完全燃燒的產(chǎn)物,這就是為什煉鐵溫度只有1600多度而煉鋼溫度卻有2000多度的原因,因?yàn)槿紵浞至耍涓碑a(chǎn)品一氧化碳就沒(méi)有了。
現(xiàn)代社會(huì)是高爐煉鐵,是把焦碳、石灰石、鐵礦石混在一起入爐融煉。高爐楊文禮也會(huì)建,但現(xiàn)在他沒(méi)這個(gè)需要,所以他還是釆用坩堝煉鐵,跟高爐一樣,在坩堝中放入木炭粉、石灰石、鐵礦石,邊融煉邊攪拌,同時(shí)撈出爐渣,到最后得到優(yōu)質(zhì)的生鐵。
……
“噫???”隨著爐溫的升高,楊文禮撈過(guò)幾次爐渣之后,他居然看到鐵水已經(jīng)非常純凈了,以前他聽(tīng)說(shuō)磁鐵礦很難被還原的知識(shí)居然不對(duì)了。
看到鐵水合格了,楊文禮馬上就用勺子勺出鐵水,到早已準(zhǔn)備好的陶模中澆鑄,將其澆鑄成生鐵錠。
鐵水冷卻很快,過(guò)了半個(gè)小時(shí)就可以開(kāi)模取出鑄鐵錠,楊文禮用大鐵錘猛烈捶擊鑄鐵錠的凹陷部位,捶了幾錘就從中砸斷了,露出了暗灰色的灰口鐵截面,第一把就試煉出了非常優(yōu)質(zhì)的灰口鐵,揚(yáng)文禮立刻高興得手舞足蹈。
其實(shí)這是很多原因巧合而成的,楊文禮口中所謂的磁鐵礦其實(shí)是異相赤鐵礦,是磁鐵礦在自然界中經(jīng)過(guò)氧化而變成了赤鐵礦,而其外表卻保留了磁鐵礦的特征,比如顏色,強(qiáng)磁性能等等。
在現(xiàn)代社會(huì)中,磁鐵礦也必須先粉碎、選礦,再氧化成赤鐵礦,才能真正開(kāi)始融煉。赤鐵礦非常容易還原,是現(xiàn)代社會(huì)煉鐵普遍釆用的鐵礦石。
這就是楊文禮非常驚訝的原因,其中的原理,他并不知道。
再則,楊文禮和仁天、仁地三人背回來(lái)的這些異相赤鐵礦,經(jīng)過(guò)了水流的沖刷,大自然已經(jīng)幫他礦選過(guò)了,他回來(lái)后再用鐵器磁選過(guò)一次,這些鐵礦砂已經(jīng)可以稱(chēng)得上是優(yōu)質(zhì)的精礦砂了。
第三個(gè)原因是楊文禮采用了坩堝煉鐵,又是使用的木炭和木炭粉,避免了煤炭中的磷、硫等有害元素滲入到生鐵中,這幾個(gè)原因綜合到一起,所以他才能第一把就融煉出了優(yōu)質(zhì)灰口鐵的原因,這是楊文禮的幸運(yùn)。如果換成用高爐法,采用煤炭煉鐵,他絕對(duì)不會(huì)這么容易就煉出優(yōu)質(zhì)的灰口鐵,當(dāng)然,優(yōu)質(zhì)的鐵礦砂原料也是一個(gè)主要原因。
灰口鐵又叫鑄鐵,性偏軟,有非常優(yōu)良的鑄造性能,以及被加工性能。不過(guò)楊文禮現(xiàn)在只是把它當(dāng)成煉鋼原料,所以即使是白口鐵也一樣。
試融煉成功了,楊文禮當(dāng)即就向楊仁天指示,要他派人去那條小溪背鐵礦砂回來(lái),這次不是實(shí)驗(yàn)了,而是要大量融煉,所以要把所有的屯田兵都派去背鐵礦砂回來(lái),一人背一百斤,二十人就是半噸,兩百人的屯田兵一次就可以背五噸鐵礦砂回來(lái)。
鐵礦砂背回來(lái)后,楊文禮又抽調(diào)了三名體質(zhì)較差,性格懦弱,不適合當(dāng)兵的屯田兵到兵器坊幫助他煉鐵。
三人都是貧苦人出身,沒(méi)有名字,只有賤名,一個(gè)叫張二狗,一個(gè)叫鐵蛋一個(gè)叫麻子。
楊文禮從稱(chēng)料開(kāi)始,手把手的教他們,鐵礦砂該多少,木炭粉該多少,石灰石該多少,該什么火候,怎樣攪拌,何時(shí)出爐等等一一細(xì)致地教給他們。
把煉鐵的事情交給三個(gè)屯田兵,楊文禮自己就去做其它的工作了。
他要制作陶泥模具,有楊刀鋼模的陶泥模具,鋼螺桿模具,以及大量的三菱箭頭陶泥模具。陶泥模具雖然可以多次重復(fù)使用,但也有損耗,數(shù)量一多,模具就要很多了。
把鐵礦砂全部煉成生鐵之后,楊文禮又教三個(gè)屯田兵怎樣煉鋼,爐子還是那個(gè)爐子,只是加了一個(gè)穹形爐蓋,也要更勤快的鼓風(fēng),以提高爐溫。
也是一樣的攪拌,也要加石灰石,爐蓋上有一個(gè)觀(guān)察孔,可以用來(lái)攪拌和添加石灰石。
快到出鋼水的時(shí)候,楊文禮又教他們判斷鋼水是否合格的方法,等鋼水達(dá)到亮白色了,楊文禮就命令起蓋出鋼。
之后就是澆鑄,楊文禮獨(dú)自制作出的陶泥模具也剛好干透,可以澆鑄了。
之后又是用新組裝的人力擠壓機(jī),鑄造楊刀,再之后就是裝刀把、吞口、刀鞘等等。
搞軍工種田比較繁瑣,也無(wú)法用語(yǔ)言描述清楚,總之,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力,楊文禮鑄造出了大量的三菱精鋼箭頭和楊刀。
剛好經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的訓(xùn)練,奴隸兵和屯田兵力量達(dá)標(biāo)了,正好可以訓(xùn)練射箭和劈撩削三招了,時(shí)間套得剛剛好。
把最急需的弓箭、箭枝、楊刀制造出來(lái)之后,楊文禮就開(kāi)始一心一意的研究護(hù)甲了。
楊文禮理想中的護(hù)甲,是西方式的板甲,此時(shí)明朝使用的山文甲、鎖子甲等等盔甲工藝非常復(fù)雜,還有許多藝術(shù)的雕塑工藝,這些他都不會(huì)。那些東西只是好看,對(duì)防護(hù)性能沒(méi)有半點(diǎn)提升。
西方的板甲是鍛造的,必須有水力鍛錘,那個(gè)東西也不簡(jiǎn)單,雖然楊文禮只要用心去做,肯定也造得出來(lái)。但那很費(fèi)時(shí)間,他現(xiàn)在就是沒(méi)時(shí)間,因?yàn)槊髂昃鸵|北了。
楊文禮要想一種更簡(jiǎn)便的方法,代替鍛錘,他想到了擠壓機(jī),那種鑄造楊刀所用的簡(jiǎn)易機(jī)械式擠壓機(jī)。
不過(guò)護(hù)甲要求有更高的強(qiáng)度,因?yàn)樽o(hù)甲不可能有揚(yáng)刀那厚,又要能抗住重箭和冷兵器的打擊,可想而知,護(hù)甲必須有何等優(yōu)秀防護(hù)性能了?
一套護(hù)甲最重不能超過(guò)三十斤,否則會(huì)嚴(yán)重影響士兵的靈活性以及體力。又要防護(hù)許多重要部位,所以其厚度基本上也固定了,大約二毫米左右。
……未完待續(xù)
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