第137章 炼钢厂

众人皆以为然,炼制熟铁一向如此,规模越小越容易把握火候。虽然中国汉代就出现了炒钢法,但是民间大规模炼钢是官府不允许的,官办的作坊又未必把炒钢的工艺传承下来,久而久之,大规模炒钢的工艺就很少有人掌握,小作坊小批量炼制熟铁成了主流,费时费力而且效率不高。

燕临猛地停下,反驳道:“几百斤生铁一次炼几十斤熟铁,太慢,一年又能炼出多少熟铁?”

他抬起头着平炉,想起了相关籍上记录的古代炒钢法的关键工艺——把生铁加热液态或半液态,利用鼓风或撒入精矿米分等方法,令硅、锰、碳氧化,把含碳量降低钢和熟铁的成分范围。眼下没有精矿米分,只有鼓风了,用空气中的氧气使硅、锰、碳氧化,避免之前单一搅拌法的缺陷。单一搅拌法没有经验的话,搅拌时间过长,就会出现脱碳过头的现象。通过鼓风,配合搅拌,减少时间,应该能够成功。

有着现成的水排——水力鼓风机,稍微改造用了上来,接着就是重投放一炉铁矿石后,水力鼓风机向炉内鼓风,炉顶的工人同时开始搅拌。第二炉铁水出炉后,已经是日头偏西了。这次如果再不成功,只能明天再试了。

铁水冷却后,所有人的眼光都集中于此。眼尖的工匠灰色的成品,叫喊道:“成了,是钢,不是软铁!”

燕临用铁钎去试,发出了清脆的金属声,质地坚硬,有一定韧性,与硬而脆的生铁和质地软的熟铁都不同,按照金相学解释,既不是生铁,也不是纯铁,那么就是钢,而且大可能就是相对塑性较好的低碳钢,制作火枪合适的材质!

燕临抱住欧阳将军,激动的大喊:“成了!我们成功了!将军,我们可以大规模制造低碳钢了!”

亲手用土办法炼制出原始的碳素钢显然更有成就感,成功的喜悦充满了燕临的胸膛,一种无法言表的情绪在他心中弥漫。在这里,燕临能凭一己之力带领自己的部下实现规模化炼钢,陡然生出一种战天斗地的豪情,他忽然间能领会领袖那种开辟天地的理想了——我们来了,我们见了,我们将征服并改变这个旧世界!

欧阳将军长出一口气,能炼出钢,就能制作火枪!简直太好了!

兴奋之后,燕临保持了良好的职业精神,他与工匠确定了整个生产流程的操作要点,然后以文字的方式记录下来形成生产手册。这么一来,以后负责整个工艺流程的工匠,只需按照生产手册执行即可,即便换人,也不要慢慢去摸索和掌握火候了——这就是古代生产工艺和现代工业化生产的质区别,古代工匠把技艺当做吃饭的法宝,绝不外传,导致先进的工艺只能通过口口相传继承,很容易失传,也不利于大规模生产的推行。

在场的工匠亲眼见证了几千斤生铁一次性炼出熟铁,比起他们平常十斤生铁炼出一斤熟铁效率何止高出几倍!

欧阳将军不懂工艺,但懂管理,他敲打了一番在场的工匠:“燕家军营的一切都是严守秘密,任何人一旦泄露出去,就算你跑到天涯海角,燕家军也一样把你揪出来大卸八块!诸位都是有功之臣,跟随世子建立功勋,将来一样能锦衣玉食,成为硕贵之家。你们想一想,天下哪里会有如此重视工匠的大人?再说了,你们在我这里干活,安家银子一分不少,工钱从优,哪里能找比我这里更好的地方?”

众人一想,确实是这个道理。番禺是天下炼铁业发达地区,可是也没有哪家炼铁作坊如此魄力炼制成千上万斤生铁的,况且炼出的熟铁一般是供官府制作鸟铳用,日用的农具铁器用的还是生铁,所以就算带着这种工艺方法跑番禺,也是“屠龙之技”,中不中用。加上这里的工钱比原来在番禺丰厚,更有大好前途,傻子才叛逃呢!

刚才那个提醒燕临的工匠带头响应:“将军说的没错,这炼铁的法子是世子殿下想出来的,咱们踏踏实实做事,只管做好自己的分,别去想那些有的没的。”

众位工匠都点头称是。

成功的炼化出了低碳钢,下一步就是制作鸟铳了。鸟铳一直是燕临穿越之后梦寐以求的东西,有了枪,才能与各种潜在的敌人抗衡,三眼火铳只是个替代品,显然没有大规模鸟铳部队让人有底气。

制作枪管,燕家大营的铁匠匠师们已经很有经验,只是原来的铁料不好,才制造不出精细的鸟铳枪管!现在有了上好的钢材,这事情就简单多了!

在燕临的指点下,一众铁匠分成若干组,按照流水线作业,一个组只打造鸟铳的一个部件。当然,打造枪管的是技艺最精湛的匠师组合。这样铳管和铳身各个其他部件都打造出来,再由学徒组装就可以了。

制造铳管,需要准备一根圆柱体的钢芯做冷骨,先将做铳管的熟铁烧至红热,然后将坯料取出,用锤把炽热的熟铁敲在钢芯外,卷成一根铁管。并在包铁的过程中不停的抽出钢芯用水冷却,防止钢芯和熟铁焊在一起。卷成的铁管厚度也要在一公分左右。

如果按照明军制造鸟铳的方法,第二步就是焊接了。明代对弹道知识匮乏,认为鸟铳越长威力越大,致使鸟铳为了增加长度,铳体都以单筒卷成,然后一焊接,发展后世满清的抬枪,枪管甚至长达两米。这种焊接方法制成的铳管很容易炸镗,工匠们把是否焊接的天衣无缝的铳管当做制铳成败的关键。

明代中后期,明军工匠取巧,造成了很多事故。《纪效》中记载:“近来,洞晓此中病痛者既少,而又不任怨任真责成工匠,听其卷成铁筒,粗细薄厚不均,甚至单筒卷成,举即炸损。”越是容易炸膛,士兵越排斥使用,以至于明朝一共制造出几万支鸟铳,而实际装备部队用于实战的却很少,精锐的关宁铁骑仍然使用原始的三眼铳。

燕临指导的方法则是完全不同的双层复合式铳体,与单筒焊接法不同,它在钢芯上裹以红铁,当第一层铁包裹好以后,在这层铳体上再裹一层,使内铳的接合口被外层铳体包裹结实形成复合体。

从技术上来双层复合铳比单筒焊接铳科学,铳体接合更坚固,虽然这种铳管无法做出很长的鸟铳铳管,但口径可以做的比第一种鸟铳大,因而有限距离内威力也大。

燕临参照的鸟铳并不是明代的原始鸟铳,而是英国陆军称霸全球殖民地的制式火枪——褐贝丝燧发枪,这种枪身较短,用料少,成低,容易大量制作生产。唯一不同之处在于采用双层复合铳体,而原版褐贝丝是单筒卷制,考虑中国的铁矿石质量不如西方,冶炼技术也不如19世纪的水平,加之不用像英国那样过于追求控制成,所以做了这个改动。

第三步则中外皆同,就是修整内膛。这时铳管还是粗胚,且芯体不直,膛内也粗糙不平,除了把管身外部打磨光滑,重要的就是用钻头将铳膛钻大钻光滑。

在明代,一般钻头都采用堕子钢,钢性并不很硬,而且是人工钻膛,所以制造鸟铳一半的时间都是在钻铳膛,每天只能钻一寸,其时间可长达一个月。《纪效》记载:“(鸟铳)原孔甚小,用钢钻钻之,一日钻寸许,至底为止,一月钻光为上。”

在燕临来,明军鸟铳生产效率低的令人发指。解决的办法有两方面,一是改进钻头,二是改变钻孔方式。

钻头的工具钢很好解决,采用坩埚炼钢法就能炼出比堕子钢坚硬的多的工具钢,这种方法1742年由英国人洪兹曼首先应用,他将渗碳铁料切成小块置于封闭的黏土坩埚中,在坩埚外面加热,铁料继续吸收石墨中的碳而熔化成为高碳钢水,浇铸成小锭后锻打成所需的形状。钢在坩埚中熔化时,石墨碳还能起还原剂作用,钢中氧可以去除,各种夹杂物也能从液态钢中上浮去除,所以钢的质量优于当时的各种金属材料,可用来制造加工金属材料的工具。

坩埚法是人类历史上第一种生产液态钢的方法,但是生产量极小,成高。对于只需要工具钢的燕临来说,这缺点都不是问题,反正不需要大规模量产,只要有比堕子钢更坚硬的钢做钻头就足够了,将来为大炮镗光内膛,也可以用这种方法得的工具钢。

至于钻孔方式,燕临的方法是采用水动力简易车床。

所谓简易车床就是一个放大的横置手摇钻,不过是用水力代替手摇。原来钻孔是人工一寸一寸的钻,而且竖着钻,费时费力,采用简易车床则是将枪管横向固定在一个可以转动的架子上自行旋转,钻头刀具水平进给,这样钻孔的效率比原来提高数倍,原要钻一个月才能钻出一根枪管,现在五六天就可以钻出一根内膛光滑的优质枪管。