40.炼铁成钢(第1/2 页)
姜明带着孙皓转了一圈,回到高炉的时候,蒋七也过来了,道:“督军,所有的事情都准备好了,就等你过来点火了。”
蒋七还准备了祭台,准备先祭祀一下铁匠祖宗“老子李耳”,传说铁匠炉就是太上老君流传民间的炼丹炉,因此很多铁匠铺供奉太上老君为祖师爷。姜明不搞封建迷信那套,就让蒋七自己去祭拜了下太上老君。
姜明将火扔进高炉里面,已经预热过的木炭便缓慢烧起来。
蒋七手上的小旗一挥:“鼓风”。
铁匠见到队长发令,立刻扳下机括,高炉旁边的两个水闸也打开了,水流沿着引水渠快速流下来,冲击着水车的挡水片,推动水车快速旋转,接水流的动能传递给水车。水车的另一侧装有偏心轮,将旋转运动变为风箱活塞的往复运动,将新鲜空气从风道吹入高炉中。
古代很早就用木材做的风箱做鼓风机,这种风箱结构坚实耐用,利用个活门,无论推拉活塞,都能向风道送风。
由于山谷里面的水流有限,姜明只能用两个水车做鼓风机的动力源,两个风箱分别从高炉的左右两侧送风。
风道是由耐火水泥浇铸的管道,一节一节以拼接好后,用水泥封住缝隙,架放在火道里面,火道烧煤炭,新鲜空气从风道向高炉吹去的时候,先经过火道的预热,到达高炉的时候,温度可以达到800度。
水车刚开始转速还很慢,鼓风机的风压小,炉内氧气不足,高炉炉顶冒着浓浓的黑烟。随着水车越转越快,炉内氧气供应充足,烟的颜色由黑转青、由青转白,最后浓浓的火烟冒出炉顶。
负责投料的工人推着翻斗车沿着斜坡走上炉顶,用脚一踩控制索,车内的石料便沿着斜坡滑入高炉内。
倒入高炉的石料主要是赤铁矿、木炭还有石灰石。石灰石是除渣剂,可以与铁矿石里面熔点很高的脉石(二氧化硅)反应,生成硅酸盐,也能与硫、磷等杂质反应,生成硫化钙和磷钙化合物,这些杂质最后都浮在铁水上,从而分离残渣。
铁矿石和木炭在高温的高炉内剧烈地反生氧化还原反应,像两个阔别经年的痴男怨女,欢呼地拥抱在一起,干柴烈火,好不快活。
一旁的孙皓抱怨道:“姐夫,好热啊,是不是快炼出铁了?”
“哪能这么快,没有一整天休想化出铁水。”旁边的蒋七回道:“过去,我们打铁,这炉子没烧一天一夜,根本化不出铁水。”
姜明笑了笑,道:“是没这么快,但也要不了多久,小皓,咱们吃饭去,下午的时候应该就出铁水了,到时候再来看。”
说着便拉着孙皓离开了高炉。
下午两点的时候,蒋七跑来督军府,道:“督军,你真是神机妙算啊,真的烧出铁水了,太快了,快去看看吧。”
等姜明带着孙皓来到高炉的时候,一股赤红的铁水已经从出铁口流了出来。这些生铁水都混合着矿渣,由于生铁水的密度大,矿渣的密度小,所以矿渣都浮在面上,工人们拿着生铁耙子将矿渣扒出来。
生铁水先被引到铸模区,地面上摆好了各种模具,主要是农具,像铁块、铁耙、铁犁等,这些只在生铁就够用了,生铁块则用来打造各种铁制品。
关闭铸模区的沟槽后,生铁水沿着沟槽流到炒铁炉,蒋七让他的儿子蒋炎开始拿着生铁棍不断搅拌铁水,生铁的含碳量大于百分之三,里面的碳原子遇到氧气后,迅速烧生成二氧化碳,碳的含量不断降低。铁水从从清汤变得浓稠。
“看,铁水越来越稠了,刚开始还跟水一样呢!”孙皓道:“刚开始跟清粥一样,现在变成浓粥了。”
生铁含碳量降低后,密度上升,熔点也升高,纯铁的熔点超过1500度,而生铁只有1100至1200度,如果不继续提高温度,则铁水会变成半液态。
“加大火量,继续搅拌,继续把那些残渣扒出来,让铁水再次融成水一样。”姜明吩咐道:“老蒋,你去把磨制的炭粉拿过来。”
重新加大热量和搅拌后,铁水已经变成纯铁状态,姜明估计锅内的铁水质量约100公斤,于是拿出让蒋七称出相当后世公斤的木炭粉,考虑到木炭的含碳量在90%左右,这些木炭粉大致有公斤的碳。
姜明将炭粉倒入炉中搅拌后,命令铁匠用坩锅将铁水舀出,倒入刀和剑的模具中。
蒋七用铁钳夹出模具中的剑,淬火后,说道:“督军,这剑好像是钢啊,今天真是走运,铸出的第一把剑就是钢。”
姜明笑了笑,道:“你再看看其它的刀和剑。”说着,便手指向其它的刀剑。
其它铁匠拿着刀剑淬火完,观察片刻,也纷纷说道“督军,我手上的刀(剑)好像也是钢,真是太神奇好,第一批炼出的铁居然全部是钢。”