從溫度上說,煉鋼比燒玻璃要容易。煉鋼是每個穿越者繞不過去的環節,不妨考慮考慮踏踏實實地煉鋼造槍炮。
後世把鋼鐵按含碳量分成三類:
含碳量小于0.2%的叫做純鐵,熔點是1538°C。純鐵很軟,訂書機的釘子就是純鐵,用指甲就可以掰彎;
含碳量在0.2%至2.1%的叫做鋼,随着碳含量的增加,鋼熔點會下降。當含碳量為1%時,熔點降為1470℃;碳含量為2.1%時,熔點為1380℃,所以煉鋼的爐子必須能達到最低1380°C。含碳量在這個區間内,鋼會産生獨特的内部結晶,所以鋼性能優異,造槍造炮殺人越貨最好不過。
含碳量高于2.1%的叫做鑄鐵,熔點最高是1375℃,而當含碳量為4.27%或更高時,熔點降為1148℃。鑄鐵的結晶和鋼完全是兩回事。鑄鐵硬而脆,不适合做武器。經常有故事說一家人要分離,老人拿出家裡的鑄鐵鍋,一塊石頭下去就把鑄鐵打破成幾塊,然後兄弟幾個一人一塊,幾百年後同一家族就分成了鍋沿、鍋邦、鍋底幾個分支――可見鑄鐵有多脆!
木炭燃燒的溫度,在供氧充分的情況下,隻能達到1000℃到1100℃,如果加上特别設計的保溫爐子,最高極限就是1200℃。所以木炭爐子不管怎麼折騰,煉出來的隻能是鑄鐵。
想升高溫度,就必須使用煤炭、燃氣等能量密度大的燃料。
遺憾的是,中國的煤含硫量太高,不管是直接煉鐵,還是煉成焦再煉鐵,都會導緻鐵中的含硫量增加,造成熱脆性――看上去紅紅軟軟的鐵塊,一錘子下去就象玻璃一樣碎成渣渣了,根本就是廢鐵。
煤炭的脫硫技術太複雜,複雜到孫一根本看不懂。所以孫一隻能轉而求其次,先煉鑄鐵,再想辦法把鑄鐵變成鋼。
傳說中,把鑄鐵變成鋼有三種辦法:炒鋼、灌鋼、百煉鋼。
炒鋼在後世被許多人追捧,比如某文對炒鋼的介紹:“炒鋼是将生鐵加熱到1150~1200℃以上時,在熔池中攪拌,使其中所含的碳氧化,氧化完全則成為熟鐵或低碳鋼;在脫碳不完全時終止炒煉而得到的是中碳鋼或高碳鋼,然後出爐鍛打成器。中國漢代炒鋼技術的發明,是煉鋼史上的一次革命,比歐洲早1800多年。”
多麼偉大的發明!
隻要在1150~1200℃以上的熔池中攪拌就能得到低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼!
叫寶鋼、鞍鋼的專家情何以堪!明朝人露天挖個池子就能解決的事,被他們搞得那麼複雜!
叫1958年大煉鋼鐵的所有人情何以堪!明朝人露天挖個池子就能解決的事,新中國幾億人都想不到!
――邏輯很殘酷,炒鋼和寶鋼,隻能有一個是對的,剩下的另一個就是騙人的。
哪個鋼在騙人,用腳趾頭也能想明白!
宣揚炒鋼法的人,無知、無畏且無恥!
1150~1200℃,你再攪拌也是鑄鐵!――無知。
追捧“炒鋼法”的人公認對炒鋼介紹最詳細的是明朝的《天工開物》,并有插圖為證。
實際上,《天工開物》原文中根本沒有“炒鋼”的字樣,文字描述和插圖畫的都是造“熟鐵”!
鐵分生熟,是東方特有的分類。《天工開物》記載“凡鐵分生、熟,出爐未炒則生,既炒則熟”,然後詳細平實地介紹了“炒熟鐵”的辦法:在爐口直接凝固得到的鐵錠是生鐵,用柳木棍攪拌一下、同時撒入幹的污泥粉,再凝固的鐵錠就是熟鐵。
古代的“生鐵”實際上是“白口鑄鐵”,這點是沒有任何異議的。
古代的“熟鐵”,其實還是鑄鐵!
“白口鑄鐵”在熔池内用柳木棍攪拌――混入柳木棍的碳,再撒入泥粉――混入泥巴中的矽,矽有助于碳以石墨的形态存在,形成的“熟鐵”,其實就是增加了韌性的“石墨鑄鐵”。
由于不知道從什麼時候開始,字典上“熟鐵”一詞的定義變成了“熟鐵是含碳量小于0.02%的鐵合金碳鋼,又稱純鐵”,所以就有含碳量大于2%的生鐵經“攪拌”變成含碳量小于0.2%的純鐵,所以攪拌一半當然就是含碳量在此之間的鋼,這種匪夷所思的邏輯。――很無畏地偷換了熟鐵的概念。
于是有人就發明了“炒鋼法”,然後不容質疑地鼓吹。――非常非常無恥。
事實上,查閱任何一本古書,都沒有“炒鋼”兩個字。“炒鋼”這個詞,也是後世“發明”的。
灌鋼,又叫團鋼,其過程是把古代的“生鐵”和“熟鐵”混在一起,古人稱之為鋼。
――兩種鑄鐵,你再怎麼混和,得到隻能是鑄鐵!
北宋,沈括的《夢溪筆談》中明确指出:
“世間鍛鐵所謂鋼鐵者,用柔鐵屈盤之,乃以生鐵陷其間,泥封煉之,鍛令相入,謂之“團鋼”,亦謂之“灌鋼”。此乃僞鋼耳,暫假生鐵以為堅,二三煉則生鐵自熟,仍是柔鐵。然而天下莫以為非者,蓋未識真鋼耳。”
翻譯成白話就是:
“世上鍛鐵所稱的鋼鐵,是先把柔鐵彎曲盤卷起來,又将生鐵陷入其中,然後用泥包裹好加以燒煉,煉好後再加鍛打,使柔鐵和生鐵互相摻雜滲透,這樣鍛煉出來的鋼就稱為“團鋼”,也叫“灌鋼”。這其實是一種假鋼,隻不過暫時借生鐵提高硬度,經過兩三次燒煉之後,生鐵自然變熟,則得到的還是柔鐵。然而天下人都不以為這辦法有什麼不對,興許是因為不知道什麼是真鋼。”
裡面有關鍵的描述:灌鋼在二三次加熱之後,會失去“鋼”性,回複成柔鐵。“灌鋼”的鼓吹者從來不會提這段話。
孫一确信,用這種“灌鋼”造槍,絕對會炸膛!
沈括在文中緊接着描述了真正的鋼――百煉鋼。
“餘出使至磁州鍛坊,觀煉鐵,方識真鋼。凡鐵之有鋼者,如面中有筋,濯盡柔面,則面筋乃見。煉鋼亦然,但取精鐵,鍛之百餘火,每鍛稱之,一鍛一輕,至累鍛而斤兩不減,則純鋼也,雖百煉不耗矣。此乃鐵之精純者,其色清明,磨瑩之,則黯黯然青且黑,與常鐵迥異。亦有煉之至盡而全無鋼者,皆系地之所産。”
翻譯成白話就是:
“我出使到磁州的鍛坊看煉鐵,才知道什麼是真鋼。凡是鐵裡面含有鋼的,如同小麥面粉和成的面團裡頭有面筋,把面團的軟面洗幹淨了,才會見到面筋。煉鋼也是這樣,隻取精鐵,鍛煉百餘火,每次鍛打都稱重,鍛一回輕一回,直到屢次鍛打而斤兩不減,那就是純鋼了,即使煉上百次也不會再有損耗。這是最精純的鐵,其色看上去清澈有光亮,而磨光之後又顯得暗暗的,青而且黑,和普通的鐵迥然不同。也有鐵煉盡了而全無鋼的,這都和鐵的産地有關系。”
百煉鋼的原料一定要是“精鐵”,可惜沈括沒有講明什麼才是“精鐵”。
西方有一種類似的煉鋼法叫“塊煉法”。在爐溫僅1000℃上下的爐口收集燒紅的塊狀鐵疙瘩,反複敲打,一直把鐵疙瘩中的雜質和炭含量敲到鋼的程度。
從邏輯上推導,沈括的“精鐵”就是西方“塊煉法”中的鐵疙瘩。
為什麼要加個“精”呢?
因為中國的普通鐵礦石琉含量比較高,在爐口直接收集的普通鐵疙瘩因為熱脆性會經不起鍛打。正所謂“恨鐵不成鋼”。
所以要一定精選上好的鐵疙瘩才行。
――總之,煉鐵也沒有捷徑,老老實實地掄大錘才是唯一正途。
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參考資料(與情節無關,不感興趣的讀者可跳過)
《天工開物》有關“炒鋼”、“灌鋼”的原文
凡鐵分生、熟,出爐未炒則生,既炒則熟。生熟相和,煉成則鋼。凡鐵爐用鹽做造,和泥砌成。其爐多傍山穴為之,或用巨木匡圍,朔造鹽泥,窮月之力不容造次。鹽泥有罅,盡棄全功。凡鐵一爐載土二千餘斤,或用硬木柴,或用煤炭,或用木炭,南北各從利便。扇爐風箱必用四人、六人帶拽。土化成鐵之後,從爐腰孔流出。爐孔先用泥塞。每旦晝六時,一時出鐵一陀。既出即叉泥塞,鼓風再熔。
凡造生鐵為冶鑄用者,就此流成長條、圓塊,範内取用。
若造熟鐵,則生鐵流出時相連數尺内,低下數寸築一方塘,短牆抵之。其鐵流入塘内,數人執持柳木棍排立牆上,先以污潮泥曬幹,舂篩細羅如面,一人疾手撒扌豔,衆人柳棍疾攪,即時炒成熟鐵。其柳棍每炒一次,燒折二三寸,再用則又更之。炒過稍冷之時,或有就塘内斬劃成方塊者,或有提出揮椎打圓後貨者。若濟陽諸冶,不知出此也。
凡鋼鐵煉法,用熟鐵打成薄片如指頭闊,長寸半許,以鐵片束尖緊,生鐵安置其上,(廣南生鐵名堕子生鋼者妙甚。)又用破草履蓋其上,(粘帶泥土者,故不速化。)泥塗其底下。洪爐鼓鞲,火力到時,生鋼先化,滲淋熟鐵之中,兩情投合,取出加錘。再煉再錘,不一而足。俗名團鋼,亦曰灌鋼者是也。
凡倭夷刀劍有百煉精純、置日光檐下則滿室輝曜者,不用生熟相和煉,又名此鋼為下乘雲。夷人又有以地溲淬刀劍者,(地溲乃石腦油之類,不産中國。)雲鋼可切玉,亦末之見也。凡鐵内有硬處不可打者名鐵核,以香油塗之即散。凡産鐵之陰,其陽出慈石,第有數處不盡然也。