“點火!”
隨着張涵一聲令下,李勝忠點燃了浸油的麻布,並把它推到了平爐的爐膛中,麻布迅速燃燒起來,引燃了爐中鋪好的焦炭,很快爐中便火紅一片。張涵在觀察口處感到一股熱氣竄了出來,不由閃開一步。
張涵剛剛閃開,張廷方就迫不及待地用手護着臉,湊到了觀察孔處。李勝忠搶不上位置,在一旁急的直轉。張涵笑笑,又退後一步。看來,都很重視呀!
既然開始了平爐鍊鋼,石墨坩堝當然就製造完成了。
建寧四年(171年)新年剛過,李勝忠就遇到了生命中一個極重要的機遇。因爲去年幫助改進高爐冶鐵時表現出色,這回改進鍊鋼,張涵點名要他。
李勝忠是汝南人,他是個鐵匠,他的手藝在張家也是數一數二的。可想而知,李勝忠在家鄉也是極有名氣的鐵匠。若不是延熹八年一場大災,李勝忠無論如何也不會落到這個地步。
李勝忠是個驕傲的人在某方面出類拔萃的人,都有這種傲氣,只是有人形於外,有人藏於內罷了他既有手藝,便不甘心居於人下。比較是無處不在的,奴僕間的待遇相差懸殊,與他手藝相當的王冠全,是張家的三代家奴,他比不了。但是,李勝忠不光是自己,還有家室,還有孩子,容不得他不努力,比不了人脈,他多努力就是。
所以,在遇到這個機遇的時候,李勝忠毫不遲疑,緊緊抓住了它。於是,李勝忠就開始了長達一年零八個月的失敗之旅。
石墨坩堝的製作很簡單。用三分之一的石墨,二十分之一的瓷土,再加上百分之六十二的耐火粘土,混合均勻以後,在轉盤上用手旋塑成型。然後,用小火烘乾,再用焦炭一氣燒到最高溫度即可。
“真是簡單啊!”
李勝忠一刻工夫就可以做三個。
但是,石墨需要篩選,耐火粘土需要去砂,瓷土必須是煤生瓷土,還要經過煅燒……一切的一切都要從最初的幾個字一點點摸索過來,李勝忠經歷了二千七百八十二次失敗。
失敗,失敗,一次又一次連綿不斷的失敗,沒有品嚐過的人無法想象其中的滋味。李勝忠不是一個人,他還有妻兒,如果一直失敗下去,他就完了……
張家小少爺人是很好,從來也不催促他,總是說不急不急,慢慢來,成功總是要先經歷失敗的。可是,人卻慢慢來的就少了……
熹平元年(172年)二月,在沉重的思想壓力下,李勝忠獻上了自己的不傳之密。
那時候,族學正在大擴張,張涵忙的快要飛起。好不容易忙完了族學,又開始寫跋,然後就是過年,張涵恨不能長出八隻手來,哪裡還顧得上李勝忠。李勝忠卻不知道這些,思來想去,一狠心便把秘訣拿了出來。
有漢一代,是中國冶煉鋼鐵大發展時期。鋼鐵迅速普及到了全國各地區。這個鋼是指炒鋼。炒鋼即把生鐵加熱到液態半液態後,使用鐵棒攪動金屬,使之快速脫碳成爲鋼。
這是一種極先進的冶煉技術,歐洲直到18世紀才發明類似的技術。不過,因爲炒鋼通常是在半液態下進行,其中的雜質無法排除,成鋼質量非常之差。
李勝忠的不傳之密,是在冶煉爐上。
當時的炒鋼都是將木炭和生鐵放在一個爐膛裡冶煉。在冶煉過程中,木炭裡面的雜質也會進入到了炒鋼中,進一步降低了成鋼質量。李勝忠則把冶煉爐分隔成了兩個爐膛,木炭放在下膛,上膛單放生鐵,鼓風從下膛底部進入,火焰從下膛上部,上膛底部進入上膛。這樣一來,炒鋼中的雜質少了,成鋼質量自然要好點兒。不過,由於炒鋼過程中缺乏碳的補充,對工匠的手藝要求更高。一不小心,很容易就炒成熟鐵。
看過李勝忠的操作,張涵表現的很高興,大力地誇獎了他。
其實,張涵並不太重視這個‘不傳之密’,只是想給李勝忠減輕負擔。他是希望能早日煉出優質鋼材,但他也知道這事是急不來的。即使李勝忠立馬拿出了坩堝,能否用坩堝煉出優質鋼,也還是個未知數。
不過,此事卻提醒了張涵在平爐鍊鋼實現之前,他完全可以對現有工藝進行改進。
生鐵、鋼和熟鐵的區別在於含碳量。
含碳量在2以上的,就是生鐵;含碳量在01以下的,就是熟鐵,中間則是鋼。不過,大漢國沒有這概念。而是把含碳量2以下的,通稱爲熟鐵。把其中質量較好,其性剛強者稱爲鋼。
知道了這一點,張涵輕而易舉就推斷出:炒鋼過程就是個快速脫碳的過程。原理應該是,攪動鐵液增加了碳與空氣的接觸,從而使碳快速反應,生成了二氧化碳。
明白了原理,張涵立刻發現,把生鐵冷卻成塊,再加熱炒鋼,完全是脫了褲子放屁費那二遍事。鐵水出來以後,直接炒鋼,不就得了。思考再三,張涵覺得,理應如此,沒有什麼破綻。
新的方法便很快進行了試驗。
當高爐冶鐵完成後,熾熱的鐵水排入一預先造好的塘中。塘底稍微向外傾斜,越往遠處越低。塘兩邊並立兩排人,鐵水流入塘中後,兩排人一起用鐵棒攪動鐵水……
果然不出所料,張涵一舉把生鐵炒成了熟鐵現代意義的熟鐵(x)。
熟鐵質量不錯,張涵順手就着熟鐵滲碳,做了一批銼刀,深受好評。可是,張涵是要炒鋼的。
“行!十七,不簡單,乾的好!”
張廷方卻不在乎張涵這點小失敗,他是真心實意誇獎張涵。這一次,張涵確實讓他刮目相看了。
炒鋼炒成熟鐵,是新手常犯的錯誤,就是炒過頭了。最多把這些人都訓練成老手,也就是了。而冶鐵炒鋼一次完成,等於是一天干了兩天的活,其中節約人力物力可就多了。張廷方簡單算算就知道,冶煉成本至少降低了四分之一。
可是,張涵卻不滿足。只有操作簡便,才方便普及推廣。張涵要求質量,更要求數量。他找人反覆試驗,最終解決了這一問題。辦法很簡單,把鐵棒換成柳木棒,隨着炒鋼脫碳,柳木棒不斷碳化,從中補充碳,如此操作就不慮炒成熟鐵了。
張涵知道鍊鋼中,需要用到石灰。雖然不清楚箇中情形,但不妨礙張涵大膽嘗試。他在炒鋼過程中,增加了少數人,向鐵水撒石灰粉。石灰浮在鐵水上,不易散開,需要攪動的人注意多攪動石灰。
不管怎麼說,張涵終於完善了冶鐵炒鋼一體化過程,成鋼質量遠超同時期任何一家冶煉作坊。
當然,這畢竟是炒鋼,質量遠不能同百鍊鋼相提並論。也就是說,張涵仍然不能量產優質鋼材。
這時候,張涵就想起了著名的灌鋼技術。
採用李氏爐,將焦炭放在下膛,熟鐵鍛成薄片,一層層碼在上膛,而生鐵片放在爐口。生鐵的熔點較低,最先熔化,用鐵鉗夾起生鐵片,把生鐵水均勻的淋在熟鐵片上,其間還要不時翻動熟鐵片,以使生鐵水淋的儘可能均勻,最後即可得到灌鋼。
灌鋼其實是一個去除雜質的過程,經過這一過程得到的鋼材,大部分雜質都被除去,成份已經接近百鍊鋼了。只是,灌鋼成材質量很依賴工匠的手藝,內部成份的分佈不均,性能與百鍊鋼相比,依然還有不小的差距。
以張涵的知識水平,這是最高成就。再想更進一步,就得等李勝忠的坩堝出來了。
灌鋼一出誰與爭風,李勝忠腸子都悔青了。王冠全跑前跑後,在張涵的指點下,迅速改進了鍊鋼技術。既立了功勞,又露了臉,而他還在鼓搗這破坩堝。
若不是張涵重新加強了對坩堝的重視(張涵:胡說!我始終都很重視)。每次前來,都會專門去看他的進展。並一直堅持教李小二李勝忠之子識字,李勝忠……也還得在坩堝上下功夫,他已經沒有退路了。
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