第20章 焦炭熔铁,钢火初燃

扶苏点头笑道:“焦炭不仅能用于炼钢,还能用于冶铁、烧制耐火砖,用途极广。立刻扩大焦炭窑规模,确保焦炭供应充足。”

焦炭量产的同时,第二批从富平运来的白云石耐火砖也已抵达。扶苏让人在无定河畔的水车旁,开始搭建炼钢高炉。高炉主体用白云石耐火砖砌筑,高五丈,底部直径两丈,顶部直径一丈,炉壁厚实,能承受一千五百度以上的高温;高炉底部设有出铁口与出渣口,侧面设有加料口,顶部留有排烟口。

“高炉是炼钢的核心,必须稳固耐高温。”扶苏亲自指导工匠砌筑,每一块耐火砖的拼接都严丝合缝,用耐火泥勾缝,确保炉体不漏气、不坍塌。经过十日奋战,一座巍峨的炼钢高炉终于矗立在无定河畔,气势恢宏。

高炉建成后,扶苏开始传授关键的炼钢技术——灌钢法与炒钢法。这两种方法相辅相成,能根据不同需求炼制出不同品质的钢材。

“先讲炒钢法。”扶苏站在高炉旁,对赵冶与工匠们道,“炒钢法是将生铁加热至半液态,通过搅拌去除杂质、降低含碳量,炼制出熟铁或低碳钢。第一步,将阴山开采的铁矿砂与焦炭按比例装入高炉,点燃焦炭,启动水力鼓风,将炉温提升使铁矿砂熔化,炼出生铁水;第二步,将生铁水倒入特制的炒钢炉中,炒钢炉同样用白云石耐火砖砌筑,底部设有通风口;第三步,持续鼓风,将生铁水加热至半液态,工匠手持长柄铁铲,不断搅拌铁水,让铁水中的碳与氧气充分反应,去除杂质;第四步,搅拌过程中观察铁水颜色,若铁水呈暗红色,说明含碳量较高,可继续搅拌;若呈亮白色,说明含碳量适中,即可停火,将钢材取出,锻打成所需器物。”

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他补充道:“炒钢法炼制的钢材,质地较软,韧性好,适合制作农具、工具等需要耐磨、不易折断的器物。”

随后,扶苏又讲解灌钢法:“灌钢法是将熟铁与生铁结合,炼制出中碳钢或高碳钢,硬度更高,适合制作兵器、刀具。第一步,用炒钢法炼制出熟铁板,将熟铁板打成薄片,卷曲成筒状;第二步,将卷曲的熟铁板放入炼钢炉中,周围填满生铁块与焦炭;第三步,点燃焦炭,启动鼓风,将炉温提升至一千五百度,使生铁块熔化,铁水渗入熟铁的缝隙中,与熟铁融合;第四步,保温三个时辰,让生铁与熟铁充分反应,调整含碳量,然后停火冷却,取出钢材,经锻打去除杂质,便可得到坚硬的灌钢。”

“灌钢法炼制的钢材,硬度远超普通铁器,锋利坚韧,用来打造刀剑,可吹毛断发;打造箭头,能穿透铠甲。”扶苏道,“两种方法结合,便可炼制出不同品质的钢材,满足不同需求。”

而驱动这一切的,正是扶苏设计的水利鼓风设备。无定河畔的三台水车已改造完毕,每台水车的轮轴上都安装了一组凸轮机构,凸轮通过连杆与皮囊相连。当水流冲击水车转动时,凸轮随之旋转,通过连杆交替挤压、放松皮囊,实现持续鼓风。