(有大部分專業知識,不喜可跳過)


    打鐵工藝流程大致包括揀料、燒料、鍛打、定型、拋鋼、淬火、回火、澤油。


    其中生鐵、熟鐵、鋼鐵的主要區別在於含碳量上,含碳量超過百分之二的鐵,叫生鐵;含碳量低於0.05%的鐵,叫熟鐵;含碳量在0.05%和2%當中的鐵,稱為鋼。


    煉鋼就是準確掌控鐵中碳的含量,並且把一些其它的雜質清除。


    在這個世界,煉鋼技術雖然還不成熟,但已經有了百煉鋼和炒鋼法,人們已經懂得通過反複折疊錘打提高鋼鐵的硬度和韌性,這兩種提高鋼鐵的性能的鍛造技術在這裏已經相當普及了。


    但是炒鋼和百煉鋼技術還存在一定缺陷,如炒鋼工藝複雜,不容易掌握,百煉鋼不僅費工費時,雜質還多。


    加上煉鐵如今仍使用木炭作燃料,這樣熱量不高,鼓風設備也差,導致爐溫比較低,不能達到鐵的熔煉溫度,煉鐵效果會大打折扣,因此沈方時想著稍微改進一下煉鐵條件。


    他知道一種更好的煉鐵技術,比如說灌鋼法,灌鋼法同百煉法或炒煉法相比,有很多優點。


    首先灌鋼法操作更簡便,更容易掌握。要想得到不同含碳量的鋼,隻要把生鐵和熟鐵按一定比例配合好,加以熔煉,就能夠獲得。


    其次,生鐵作為一種滲碳劑,因熔化後溫度高,向熟鐵中滲碳的速度加快,冶煉時間縮短,而熟鐵因為碳的滲入而成為鋼,生鐵由於脫碳也可以變成鋼,不僅生產率提高,鋼的產量也增加了。


    另外,在高溫下,液態生鐵中的碳、矽、錳等會與熟鐵中的氧化物夾雜發生反應,去除雜質,從而提高金屬品質。1


    而沈方時想采用的就是改良後的兩種灌鋼法。


    一種是先將熟鐵打成約有寸半長像指頭一般寬的薄片,然後把薄片包紮尖緊,將生鐵放在紮緊的熟鐵片上麵。再蓋上沾有泥土的草席,在熟鐵片底下還要塗上泥漿。投進洪爐進行鼓風熔煉,達到一定的溫度時,生鐵會先熔化而滲到熟鐵裏,兩者相互融合後,把它取出來後進行敲打,再熔煉再敲打,如此反複進行多次。這樣不僅縮短了炒煉熟鐵的時間,還降低了成本。2


    如此,使煉鋼爐依然能夠從空氣中得到氧,使生鐵在還原氣氛下熔化,還能讓大部分火焰反射人爐內,以提高冶煉溫度。而把熟鐵打成薄片後夾緊捆住,能使生鐵的鐵液能夠準到若幹熟鐵薄片的夾縫中,增加生鐵和熟鐵的接觸麵,使熟鐵易於吸收生鐵的鐵液,能夠使碳分均勻地滲入。3


    另一種則是“蘇鐵”冶煉法,這種方法在上個世界直到後世,還有冶煉家用這種方法煉鋼。


    它的具體工藝過程比第一種簡單。


    煉鋼時,先把熟鐵料放到爐內鼓風加熱,後把生鐵的一端斜放到爐口裏加熱。當爐溫達到一千三百攝氏度左右時,爐裏生鐵一端開始熔化,開始不斷地滴鐵水,這時,便用鉗子鉗住生鐵塊左右移動,使鐵水均勻地澆淋到熟鐵上。


    同時,不停地翻動熟鐵,使熟鐵各部分都能均勻地吸收鐵水。淋完兩次後,便把熟鐵夾到鐵砧上錘鍛,去除雜質。一般要重複這一過程兩次。4


    總的來說,灌鋼法雖然有可能還有鋼不純的問題,但對於現階段來說已經夠用了。


    隻是這兩種方法好是好,但其中有一個難處,那就是爐溫。


    如今隻有木炭作燃料,沒有煤炭,溫度很難達到要求,即使沈方時想改進,也巧婦難為無米之炊。


    或許可以從鼓風箱和高溫煉鐵爐入手改進,沈方時又想到。


    隨即,他立刻又從書架上找到相關的資料書。


    除了通過曲柄、杠杆機械原理來推動鼓風的水排風箱,沈方時更想做的是雙動活塞式風箱。


    雙動活塞式風箱的箱體為一個木質箱子,有方形和筒形兩類。箱內用一個隔板又分為兩層,上層內裝有活塞。下麵一層是風道,隔板的兩端有兩個風口,箱兩端各有一個進風孔,口上裝有一個活瓣,活瓣可使空氣隻朝一個方向流動。


    使用這種風箱的時候,隻要把風箱上的拉杆一拉一推,活塞板作前後往複運動時,都可以將空氣壓出,從而實現連續鼓風。


    這樣爐中的焰火在風的吹動下就會越燒越旺。


    沈方時準備采用筒形箱體的雙動活塞式風箱。筒形箱體可將所受內部徑向壓力轉化為切向拉力,從而承受更高的風壓。


    雙動活塞式風箱由箱體、堵風板、推拉杆、風舌與出風嘴等部件組合而成。


    做風箱最好用柳木,因為柳木不但有彈性,尺寸穩定性良好,而且木質結構細密,質軟,刨光後光滑,能使箱體結實耐用。


    係統獎勵的工具也非常好用,用木刨子很輕易就刨平了風箱內壁,內壁的平整度非常高。


    而且沈方時之前已經學過了榫卯結構,整個風箱不用一顆釘子,全靠榫卯與木楔組合。5


    如果用原生樹幹整體加工,這樣製成的箱壁沒有接縫、受力均勻,承壓能力更高,可用水力驅動,為大型冶煉爐鼓風。


    這樣既提高鼓風效率,也解放了人力。

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