炒鐵和灌鋼。
炒鐵是古代中國鋼鐵冶煉的重大發明,是一種簡便有效的鍊鐵術,沒想到已經被積極性爆表的大商科技人才給提前上千年弄來大商了。
這種方法是把含碳量過高的可鍛鑄鐵加熱到半流體狀態,再和鐵礦石粉混和起來不斷“翻炒”,讓鑄鐵中所含碳元素不斷滲出、氧化,從而得到中碳鋼或低碳鋼。
如果繼續炒下去,就得到含碳更低的熟鐵。這種方法始於西漢,東漢的《太平經》中就明確記載了炒鐵技術。
最值得驚訝的是漢代以後發明的灌鋼方法,也被李陵的幸運光環照耀吸引下,穿越時空來到了李陵面前。這種方法,在《北齊書·綦母懷文傳》稱為“宿鋼”,後世稱為灌鋼,又稱為團鋼,這是中國古代鍊鋼技術的又一重大成就。
灌鋼工藝是我國古代刃鋼生產的主要方法,它以生鐵和“熟鐵”為原料,將它們加熱到生鐵熔點以上,合煉而成鋼。
其中生鐵是指由礦石冶煉得到的液態鑄鐵,含碳量和雜質很高,性脆易碎;熟鐵是指將生鐵經過“炒”或“蒸”等工藝而脫碳後的鐵,柔軟可鍛,雖然碳量降下來了,但氧化夾雜等並未減少,故需要經過反覆加熱鍛打,以去除夾雜物,同時滲碳而增強剛硬性,成為鋼。
其中過程是將高碳含量的生鐵液澆灌到紅熱的低碳含量的熟鐵現代鋼鐵技術中所謂的低碳鋼或純鐵)中,相互熔融混合,直接獲得剛硬的鋼現代鋼鐵技術中所謂的高碳鋼)。
總之,灌鋼是中國古代冶金技術的一項傑出創造,它利用生鐵含碳量較高、“熟鐵”含氧化夾雜較多的特點,用“熟鐵”中的氧來氧化生鐵中的矽、錳、碳,造成激烈的“沸騰”,而達到去除夾雜的目的。雖操作簡單,效果卻十分明顯,這是人類古代制鋼工藝中所獲得的最高成就。
相信在不久的將來,大商的鍊鐵工藝將繼續光芒萬丈,就拿灌鋼來說,工藝型別將百花齊放,相互爭輝,比如兩晉南北朝時的新的灌鋼技術,很有可能將在大商興起。
這種方法是:先將生鐵炒成熟鐵,然後同生鐵一起加熱,由於生鐵的熔點低,易於熔化,待生鐵熔化後,它便“灌”入熟鐵中,使熟鐵增碳而得到鋼。
這樣,只要配好生熟鐵用量的比例,就能比較準確地控制鋼中含碳水平,再經過反覆鍛打,就可以得到質地均勻的鋼材。這種方法比較容易掌握,工效提高較大,因此南北朝以後成為主要鍊鋼方法。灌鋼技術在南北朝時已相當流行,這種方法是在炒鋼的實踐過程中逐步發展起來的。
又比如大宋以後的常見的灌鋼工藝,也必將到來:
第一種,生鐵陷入法。
沈括《夢溪筆談》卷三雲:“世間鍛鐵所謂鋼鐵者,用柔鐵屈盤之,乃以生鐵陷其間,封泥煉之。鍛令相入,謂之團鋼,亦謂之灌鋼。”此“柔鐵”即古代“熟鐵”。此“封泥”的作用有三:1使鐵料各部分均勻受熱,讓生鐵緩慢熔化。2防止生鐵熔化後的流失,使之更好地與柔鐵作用。3防止和減少碳在爐氣中的燒損。
第二種,生鐵覆蓋法。
宋應星《天工開物》卷一四雲:“凡鋼鐵煉法,用熟鐵打成薄片,如指頭闊,長寸半許,以鐵片束包尖夾)緊,生鐵安置其土上)。又用破草履蓋其上原注:粘帶泥土者,故不速化),泥塗其底下。洪爐鼓鞴,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。”
此操作比生鐵陷入法又有了一些進步:1生鐵置於“熟鐵”上,熔化後向下滲淋,就增加了生、“熟”鐵接觸反應的機會,減少了生鐵流失的機率。2不需封泥,而是上蓋破草履,下塗泥,簡化了操作。3“熟鐵”為薄片狀,增加了反應面,提高了生產率。
第三種,生鐵澆淋法。
約始創於明代中期,清時在安徽蕪湖,湖南湘潭等地都較興盛,因傳為江蘇工匠始創,又名之為“蘇鋼”。
明代唐順之《武編前編》卷五“鐵”條說:“熟鋼無出處,以生鐵合熟鐵煉成,或以熟鐵片夾廣鐵,鍋塗泥入火而團之,或以生鐵與‘熟鐵’並鑄,待其極熟,生鐵欲流,則以生鐵於‘熟鐵’上,擦而入之。”此“熟鋼”即灌鋼,這裡談到兩種操作,前者與沈括所云相類似,後者即是蘇鋼工藝。
小主,這個章節後面還有哦,請點選下一頁繼續閱讀,後面更精彩!
陳春華《嘉慶蕪湖縣誌》卷一也有蘇鋼的記載:“居於廛治鋼業者數十家,每日須工作不啻數百人。初鍛‘熟鐵’於爐,徐以生鏷下之,名曰餧鐵,餧飽則鏷不入也。於時渣滓盡去,錘而條之,乃成鋼。”《光緒湘潭縣誌》卷十一、1935年出版的《中國實業志湖南)》第七篇都說到湘潭蘇鋼是乾隆年間從蕪湖傳去的。可知蕪湖蘇鋼應在清代早中期便較發達。
與前二法相比,蘇鋼操作的優點是:1其“熟鐵”僅僅是初鍛過的,組織較為疏鬆,便增大了生、“熟”鐵接觸反應面,所含氧化夾雜亦較多,可提高碳氧反應的強度,增強去渣能力。並且,部分氧化亞鐵可被還原,就提高了金屬收得率。
2生鐵不是直接覆蓋於“熟鐵”之上,亦非夾於“熟鐵”間,從“以生鐵於‘熟鐵’上,擦而入之”、“徐以生鏷下之”兩句來看,生鐵、“熟”鐵是保持一定距離的,便可有控制地進行灌淋。
據周志宏先生1938年調查,周志宏:《中國早期鋼鐵冶煉技術上創造性的成就》,《科學通報》1956年2月。重慶北碚蘇鋼亦採用類似的操作,無需封泥、塗泥,以及覆蓋破草履,亦簡化了工序。
總的來看,由於鑄鐵和生鐵鍊鋼法的發明與發展,大商的冶金技術在將遙遙居世界先進水平。其中碳以石墨形式存在的鑄鐵,根據石墨狀態的不同,大體上分為三種,即:石墨是片狀的為灰口鑄鐵;石墨呈團絮狀的為可鍛鑄鐵;石墨呈球狀的為球墨鑄鐵。
喜歡水滸有天庭請大家收藏:()水滸有天庭書更新速度全網最快。