春天文学

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第70章 在古代边境学工器制造二十六（第1页）

（有大部分专业知识，不喜可跳过）

打铁工艺流程大致包括拣料、烧料、锻打、定型、抛钢、淬火、回火、泽油。

其中生铁、熟铁、钢铁的主要区别在于含碳量上，含碳量过百分之二的铁，叫生铁；含碳量低于o。o5％的铁，叫熟铁；含碳量在o。o5％和2％当中的铁，称为钢。

炼钢就是准确掌控铁中碳的含量，并且把一些其它的杂质清除。

在这个世界，炼钢技术虽然还不成熟，但已经有了百炼钢和炒钢法，人们已经懂得通过反复折叠锤打提高钢铁的硬度和韧性，这两种提高钢铁的性能的锻造技术在这里已经相当普及了。

但是炒钢和百炼钢技术还存在一定缺陷，如炒钢工艺复杂，不容易掌握，百炼钢不仅费工费时，杂质还多。

加上炼铁如今仍使用木炭作燃料，这样热量不高，鼓风设备也差，导致炉温比较低，不能达到铁的熔炼温度，炼铁效果会大打折扣，因此沈方时想着稍微改进一下炼铁条件。

他知道一种更好的炼铁技术，比如说灌钢法，灌钢法同百炼法或炒炼法相比，有很多优点。

先灌钢法操作更简便，更容易掌握。要想得到不同含碳量的钢，只要把生铁和熟铁按一定比例配合好，加以熔炼，就能够获得。

其次，生铁作为一种渗碳剂，因熔化后温度高，向熟铁中渗碳的度加快，冶炼时间缩短，而熟铁因为碳的渗入而成为钢，生铁由于脱碳也可以变成钢，不仅生产率提高，钢的产量也增加了。

另外，在高温下，液态生铁中的碳、硅、锰等会与熟铁中的氧化物夹杂生反应，去除杂质，从而提高金属品质。1

而沈方时想采用的就是改良后的两种灌钢法。

一种是先将熟铁打成约有寸半长像指头一般宽的薄片，然后把薄片包扎尖紧，将生铁放在扎紧的熟铁片上面。再盖上沾有泥土的草席，在熟铁片底下还要涂上泥浆。投进洪炉进行鼓风熔炼，达到一定的温度时，生铁会先熔化而渗到熟铁里，两者相互融合后，把它取出来后进行敲打，再熔炼再敲打，如此反复进行多次。这样不仅缩短了炒炼熟铁的时间，还降低了成本。2

如此，使炼钢炉依然能够从空气中得到氧，使生铁在还原气氛下熔化，还能让大部分火焰反射人炉内，以提高冶炼温度。而把熟铁打成薄片后夹紧捆住，能使生铁的铁液能够准到若干熟铁薄片的夹缝中，增加生铁和熟铁的接触面，使熟铁易于吸收生铁的铁液，能够使碳分均匀地渗入。3

另一种则是“苏铁”冶炼法，这种方法在上个世界直到后世，还有冶炼家用这种方法炼钢。

它的具体工艺过程比第一种简单。

炼钢时，先把熟铁料放到炉内鼓风加热，后把生铁的一端斜放到炉口里加热。当炉温达到一千三百摄氏度左右时，炉里生铁一端开始熔化，开始不断地滴铁水，这时，便用钳子钳住生铁块左右移动，使铁水均匀地浇淋到熟铁上。

同时，不停地翻动熟铁，使熟铁各部分都能均匀地吸收铁水。淋完两次后，便把熟铁夹到铁砧上锤锻，去除杂质。一般要重复这一过程两次。4

总的来说，灌钢法虽然有可能还有钢不纯的问题，但对于现阶段来说已经够用了。

只是这两种方法好是好，但其中有一个难处，那就是炉温。

如今只有木炭作燃料，没有煤炭，温度很难达到要求，即使沈方时想改进，也巧妇难为无米之炊。

或许可以从鼓风箱和高温炼铁炉入手改进，沈方时又想到。

随即，他立刻又从书架上找到相关的资料书。

除了通过曲柄、杠杆机械原理来推动鼓风的水排风箱，沈方时更想做的是双动活塞式风箱。

双动活塞式风箱的箱体为一个木质箱子，有方形和筒形两类。箱内用一个隔板又分为两层，上层内装有活塞。下面一层是风道，隔板的两端有两个风口，箱两端各有一个进风孔，口上装有一个活瓣，活瓣可使空气只朝一个方向流动。

使用这种风箱的时候，只要把风箱上的拉杆一拉一推，活塞板作前后往复运动时，都可以将空气压出，从而实现连续鼓风。

这样炉中的焰火在风的吹动下就会越烧越旺。

沈方时准备采用筒形箱体的双动活塞式风箱。筒形箱体可将所受内部径向压力转化为切向拉力，从而承受更高的风压。

双动活塞式风箱由箱体、堵风板、推拉杆、风舌与出风嘴等部件组合而成。

做风箱最好用柳木，因为柳木不但有弹性，尺寸稳定性良好，而且木质结构细密，质软，刨光后光滑，能使箱体结实耐用。

系统奖励的工具也非常好用，用木刨子很轻易就刨平了风箱内壁，内壁的平整度非常高。

而且沈方时之前已经学过了榫卯结构，整个风箱不用一颗钉子，全靠榫卯与木楔组合。5

如果用原生树干整体加工，这样制成的箱壁没有接缝、受力均匀，承压能力更高，可用水力驱动，为大型冶炼炉鼓风。

这样既提高鼓风效率，也解放了人力。