第二百零四章 炼钢
为了炒铁，韩端命人特地前往建康，用三十万钱买了五百石江州石炭运到冶山来。
这个价钱高得有些离谱，但韩端却不得不买，因为秦郡方圆几百里内都没有煤矿。
他隐约记得后世南京周围和镇江一带都有煤矿，但现在却连影子都见不着，也只能忍着心痛先用江州高价煤。
炒铁炉上。
搅盘一经搅动，生铁水里的硅、锰等杂质和空气中的氧在高温下发生氧化反应，同时释放出大量的热量，温度瞬间提高了不少。
液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化生成炉渣。
因铁水和炉渣的对流作用，反应遍及整个炒铁炉。
半盏茶后，当铁水中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳并放出热量，使铁水又剧烈沸腾起来。
炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。
满头大汗的韩端站在一丈开外，紧盯着炒铁炉头也不回地大声下令：“撒石灰粉！”
工匠们连忙用长柄熟铁瓢将早就准备的石灰粉撒进炉内，不大一会，里面又凝聚出一团团的炉渣，被翻滚的铁水推到四周堆积起来。
这是铁水中硫、磷等杂质发生氧化过后，又和生石灰反应生成的磷酸钙和硫化钙。
碳含量逐渐减少，铁水的熔点也渐渐升高开始变得浓稠。
到了这种程度，如果是其他铁匠炒铁，已经准备将铁水出炉锤炼。
但这个时候，铁水中的碳脱得并不完全。
若是将其取出锤炼，运气好能得到含碳量较高的高碳钢和中碳钢，但更多的则是低碳钢和熟铁，能够得到什么根本无法控制。
正是因为炒铁难以控制火候和含碳量，所以才有了加入生铁重新锻打——也就是灌钢法的出现。
因此，韩端准备将铁水全部炼成含碳量小于0.2%的熟铁，然后按比例重新加入碳粉炼制成含碳量0.77%左右的共析钢。
按照理论，这个方法完全可行，但具体如何，还得看接下来的实际效果。
“开上部风道！”
韩端一声大喝，早就守候在风箱旁的铁匠立即扳下机括。
炒铁炉旁的工匠也打开了炉侧由许多小孔组成的风口，风箱不断地将预热过的空气鼓入熔融的铁水。
随着燃烧室里的火势越来越大，炉内温度继续提高，铁水又重新欢快地流动起来。
“郎主，再炼下去，搅盘上的铁棒子都要化了！”
炉口已经开始出现褐色的蒸汽，这是氧气和铁发生反应生成四氧化三铁的迹象，此时炉内的温度，应当已经在1500摄氏度左右了。
韩端连忙让人升起搅盘，再过两分钟左右，又关闭风箱，开始打开出铁口出铁。
铁水流到下面的模子，温度便开始急剧下降，不一会就凝固成型，铸成一个个百斤左右的熟铁锭。
这一炉铁水共得熟铁锭一百七十七个，一万七千七百斤，比山阴高炉多出近十倍，所耗木炭却只比以前多了两倍。
工匠们刚将冷却之后的熟铁锭从模具里取出，屠翁便凑了上来，对韩端说道：[八一中文网 www.x81zw.xyz]“郎主，以前炒铁还能出少许好钢，可以用来直接打造兵器，今日这一炉全是熟铁，火候似乎有些过了。”
韩端没有直接回答他的话，而是转头吩咐牛信将铁冶的师傅和十多名技术比较好的铁匠都叫了过来。
“刚才屠翁说这一炉铁火候炒得过了，全部成了熟铁，其实，这是我有意为之。”
听韩端这么一说，屠翁便想起他以前提出的种种建议来，于是便呵呵笑道：“既是郎主有意为之，那肯定是有什么炼钢的速成之法。”
“不只是速成，还要控制炒出好钢。”
韩端对屠翁点了点头，“将你们都叫过来，是要让你们都明白生铁、熟铁和好钢的区别，以及如何在炒炼的时候来控制火候成分。”
“简单来说，铁按含碳量的多少来区分。”他指了指旁边堆积如山的木炭，“没错，就是这种炭。不过，这些碳是以极小的微尘状态存在于铁内。”
“含碳量在百分之二以上称为生铁。什么叫百分之二，就是一百份里面占了两份……生铁含碳量高，而且含有许多杂质，所以硬而且脆。”
“含碳量越高，铁越硬越脆，含碳量越低，铁则越绵越软！”
众人都是恍然大悟，牛信问道：“郎主的意思，这些熟铁又软又绵，就是因为含碳量很低？”
“对，这些熟铁的含碳量小于……万分之一，几乎可以忽略不计。”
牛信不愧是屠翁的得力弟子，又是整个铁冶的大管事，他只思索了一会，便开口问道：“郎主，是否我们将生铁和熟铁合在一起锻打，所得之钢的含碳量就居于两者中间？”
“确实如此。”韩端微笑着点了点头，“炼钢的过程，就是控制含碳量和清除杂质……”
工匠们全都聚精会神地听着韩端讲述炼钢的基本知识，但能听懂多少，那就不得而知。
只有屠翁、牛信等少数几名技术比较好的师傅，才有一种豁然开朗的感觉。
说到最后，韩端才指着那些熟铁锭道：“光说不练假把式，我就用这熟铁锻一把刀出来，让你们看个明白。”
“老牛，你将这块铁切三十斤下来，再打成小薄片备用。”他一边蹲下身子，捡了一颗小石子在地上计算，一边叮嘱道：“要刚好三十斤，不能多也不能少。”
不多一会，他便站起身来拍了拍手：“赵三，你去挑上好的木炭磨成细粉，然后称三两三来，另外再称三两石灰打成颗粒。”
锻锤锻打熟铁也就是盏茶功夫，在韩端的指挥下，牛信将石灰颗粒、熟铁片和碳粉一起装进了瓷土烧制的小号炒锅，然后放进耐火砖做的炒铁炉内。
这个炒铁炉高只有三尺，同样有风道吹送预热过后的空气，顶部装着烟囱，煤炭和少量引火用的木炭则堆放在瓷锅周围。
通风点火，然后关闭炉门，天色将黑之时，韩端才让牛信将炉门打开。
瓷锅里面的铁片已经完全融化，黑色的碳粉和白色的石灰颗粒都不见了踪迹。
红通通的钢水上面，只飘浮着十多团硫、磷等有害物质形成的渣滓。
这个价钱高得有些离谱，但韩端却不得不买，因为秦郡方圆几百里内都没有煤矿。
他隐约记得后世南京周围和镇江一带都有煤矿，但现在却连影子都见不着，也只能忍着心痛先用江州高价煤。
炒铁炉上。
搅盘一经搅动，生铁水里的硅、锰等杂质和空气中的氧在高温下发生氧化反应，同时释放出大量的热量，温度瞬间提高了不少。
液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化生成炉渣。
因铁水和炉渣的对流作用，反应遍及整个炒铁炉。
半盏茶后，当铁水中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳并放出热量，使铁水又剧烈沸腾起来。
炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。
满头大汗的韩端站在一丈开外，紧盯着炒铁炉头也不回地大声下令：“撒石灰粉！”
工匠们连忙用长柄熟铁瓢将早就准备的石灰粉撒进炉内，不大一会，里面又凝聚出一团团的炉渣，被翻滚的铁水推到四周堆积起来。
这是铁水中硫、磷等杂质发生氧化过后，又和生石灰反应生成的磷酸钙和硫化钙。
碳含量逐渐减少，铁水的熔点也渐渐升高开始变得浓稠。
到了这种程度，如果是其他铁匠炒铁，已经准备将铁水出炉锤炼。
但这个时候，铁水中的碳脱得并不完全。
若是将其取出锤炼，运气好能得到含碳量较高的高碳钢和中碳钢，但更多的则是低碳钢和熟铁，能够得到什么根本无法控制。
正是因为炒铁难以控制火候和含碳量，所以才有了加入生铁重新锻打——也就是灌钢法的出现。
因此，韩端准备将铁水全部炼成含碳量小于0.2%的熟铁，然后按比例重新加入碳粉炼制成含碳量0.77%左右的共析钢。
按照理论，这个方法完全可行，但具体如何，还得看接下来的实际效果。
“开上部风道！”
韩端一声大喝，早就守候在风箱旁的铁匠立即扳下机括。
炒铁炉旁的工匠也打开了炉侧由许多小孔组成的风口，风箱不断地将预热过的空气鼓入熔融的铁水。
随着燃烧室里的火势越来越大，炉内温度继续提高，铁水又重新欢快地流动起来。
“郎主，再炼下去，搅盘上的铁棒子都要化了！”
炉口已经开始出现褐色的蒸汽，这是氧气和铁发生反应生成四氧化三铁的迹象，此时炉内的温度，应当已经在1500摄氏度左右了。
韩端连忙让人升起搅盘，再过两分钟左右，又关闭风箱，开始打开出铁口出铁。
铁水流到下面的模子，温度便开始急剧下降，不一会就凝固成型，铸成一个个百斤左右的熟铁锭。
这一炉铁水共得熟铁锭一百七十七个，一万七千七百斤，比山阴高炉多出近十倍，所耗木炭却只比以前多了两倍。
工匠们刚将冷却之后的熟铁锭从模具里取出，屠翁便凑了上来，对韩端说道：[八一中文网 www.x81zw.xyz]“郎主，以前炒铁还能出少许好钢，可以用来直接打造兵器，今日这一炉全是熟铁，火候似乎有些过了。”
韩端没有直接回答他的话，而是转头吩咐牛信将铁冶的师傅和十多名技术比较好的铁匠都叫了过来。
“刚才屠翁说这一炉铁火候炒得过了，全部成了熟铁，其实，这是我有意为之。”
听韩端这么一说，屠翁便想起他以前提出的种种建议来，于是便呵呵笑道：“既是郎主有意为之，那肯定是有什么炼钢的速成之法。”
“不只是速成，还要控制炒出好钢。”
韩端对屠翁点了点头，“将你们都叫过来，是要让你们都明白生铁、熟铁和好钢的区别，以及如何在炒炼的时候来控制火候成分。”
“简单来说，铁按含碳量的多少来区分。”他指了指旁边堆积如山的木炭，“没错，就是这种炭。不过，这些碳是以极小的微尘状态存在于铁内。”
“含碳量在百分之二以上称为生铁。什么叫百分之二，就是一百份里面占了两份……生铁含碳量高，而且含有许多杂质，所以硬而且脆。”
“含碳量越高，铁越硬越脆，含碳量越低，铁则越绵越软！”
众人都是恍然大悟，牛信问道：“郎主的意思，这些熟铁又软又绵，就是因为含碳量很低？”
“对，这些熟铁的含碳量小于……万分之一，几乎可以忽略不计。”
牛信不愧是屠翁的得力弟子，又是整个铁冶的大管事，他只思索了一会，便开口问道：“郎主，是否我们将生铁和熟铁合在一起锻打，所得之钢的含碳量就居于两者中间？”
“确实如此。”韩端微笑着点了点头，“炼钢的过程，就是控制含碳量和清除杂质……”
工匠们全都聚精会神地听着韩端讲述炼钢的基本知识，但能听懂多少，那就不得而知。
只有屠翁、牛信等少数几名技术比较好的师傅，才有一种豁然开朗的感觉。
说到最后，韩端才指着那些熟铁锭道：“光说不练假把式，我就用这熟铁锻一把刀出来，让你们看个明白。”
“老牛，你将这块铁切三十斤下来，再打成小薄片备用。”他一边蹲下身子，捡了一颗小石子在地上计算，一边叮嘱道：“要刚好三十斤，不能多也不能少。”
不多一会，他便站起身来拍了拍手：“赵三，你去挑上好的木炭磨成细粉，然后称三两三来，另外再称三两石灰打成颗粒。”
锻锤锻打熟铁也就是盏茶功夫，在韩端的指挥下，牛信将石灰颗粒、熟铁片和碳粉一起装进了瓷土烧制的小号炒锅，然后放进耐火砖做的炒铁炉内。
这个炒铁炉高只有三尺，同样有风道吹送预热过后的空气，顶部装着烟囱，煤炭和少量引火用的木炭则堆放在瓷锅周围。
通风点火，然后关闭炉门，天色将黑之时，韩端才让牛信将炉门打开。
瓷锅里面的铁片已经完全融化，黑色的碳粉和白色的石灰颗粒都不见了踪迹。
红通通的钢水上面，只飘浮着十多团硫、磷等有害物质形成的渣滓。