胡元澄在安南國的時候,就對冶金和火器都非常感興趣,是主抓這兩個方麵的,而冶鐵場的這一次冶鐵技術改進的嘗試,其實就是他所一手推動。
當然了,阻力也很大,有很多老師傅和下麵的官吏,都對此不理解。
但對於冶鐵場僅有的幾個官吏來說,又不需要他們去乾活,所以也就是看個熱鬨,可冶鐵場的工匠們,卻是要實實在在地乾活受累的,再加之傳統的辦法用了這麼多年了,如今突然來了個安南國的降人就要指導他們弄新東西,這不是瞎折騰是什麼?
在一些老師傅看來,安南人就是蠻夷,懂個屁!既然要用鋼,那就得先把生鐵給搞定,不要總想著走捷徑,那是絕對不行的。
世界上要是有那麼多的捷徑可以走,哪還需要他們這一代代傳承下來的手藝?
不過,官是官,吏是吏,民是民,在這個時代敢以民抗官的人,畢竟是少數中的少數,這個身穿棉襖麵色蠟黃的老師傅,你讓他反抗胡元澄是不敢的,但嘴巴碎點,胡元澄能把人怎麼樣?
胡元澄當然有把人開沒出冶鐵場,亦或是鞭打一頓的權力,可要是這麼做了,怕是給了下馬威,丟了人心。
本來你的嘗試就失敗了,大家夥陪著你乾是支持伱,但這是看在你官身份上,如果論起私下的交情,這老師傅這麼多年亦是有不少威望和人情在的,說一句怪話就把人打傷乃至打死,以後誰還敢跟你乾?就算不敢明麵反對,怕是也都陽奉陰違,出工不出力了。
胡元澄心裡清楚,這時候也在兩難之際,若是在安南國內,那他自然乾脆打殺了,否則有損於威望,可這是在大明,他也是初來乍到若是事情鬨大了,傳到了大明的高層耳朵裡,怕是不僅對他不利,他丟了官職還是小事,影響到胡氏一族在大明的存亡,才是大事。
恰在此時,有人發現了在冶鐵場的爐房外瞧著的薑星火等人,方才解了胡元澄的兩難。
“見過國師!”
不僅是胡元澄,甚至連那些工匠們,以及那個穿棉襖,臉色蠟黃的老師傅,一聽到這個消息,都連忙走過來朝著薑星火作揖問好,神態恭敬無比,甚至隱約間有一絲畏懼。
在百姓麵前,薑星火平日裡極少露麵,而且他的身份又特殊,所以即使在大明各地的百姓都聽說過大名鼎鼎的國師,但見到的人卻不多。
可對於這些治煉的工匠們,薑星火的威望卻遠超其他人。
彆的不說,他們這些工匠的晉升等級就是在薑星火的提議下,才一力實施的,雖然現在隻是草創,很多東西不完善,但工部畢竟有了這麼個東西,也算是給工匠們一些奔頭。
胡元澄在大明也算是待了一陣子了,知道對方不喜奢侈享受,平日裡住的院落,甚至比普通人家的還要樸素,更不喜歡彆人打擾他的清淨。
所以,沒有合適的理由,胡元澄也沒有前往國師的府邸拜訪,兩人算是頗為陌生。
今天國師居然出現在了自己所負責的工部冶鐵場,這令胡元澄心頭暗喜,這證明國師已經對冶鐵場的改建計劃,產生了濃厚的興趣,隻要把握住機會,說不準就能獲取國師的賞識和幫助,這對於他們胡氏在大明站穩腳跟可是天賜良機啊!
“胡大使,先介紹一番吧。”
胡元澄雖然被授予了工部的官職,但僅僅是大使。而“大使”這個詞,在明代跟後世的意思完全不一樣,指的是子單位的主管官員,通常有正九品和不入流兩種,胡元澄是前者。
六部裡麵,各部都有大使這個職位,但數量並不相同,完全取決於各部下麵有多少子單位,以工部為例,因為涉及到的工程和采購的方方麵麵,所以下麵的子單位也很多,有文思院、皮作局、鞍轡局、寶源局、顏料局、軍器局、織染所、雜造局、竹木局、柴炭司、鑄炮所等等以“院、局、所”命名的子單位,主官一般都是大使,副官則是副使。
胡元澄現在的職務,正是鑄炮所的大使,這處冶鐵場,就是鑄炮所下屬的。
看著對方鎮定的神色,薑星火覺得,這應該是心裡有底的意思。
事實上來下麵視察,如果不是完全形式主義的話,那麼隻要看看實際情況,問問問題,其實很容易就能了解到一些東西。
而主管者對自己主管業務的內容到底了不了解,能不能麵麵俱到,也很簡單就能看出來其人的態度和能力。
薑星火前世看三國的電視劇,都說鳳雛狂,可人家在劉備麵前也能短時間內把積壓半年的活都乾完不是?說明還是胸有成竹。
果然,胡元澄用基本聽不出來口音的漢話,開始給薑星火逐個介紹鑄炮所這座冶鐵場的器具。
“這個最高的冶煉爐名稱是大鑒爐,高一丈二,前二尺五寸,後二尺七寸,左右各一尺六寸,是以耐高溫的牛頭石為內壁,用簡千石作為爐門,一般使用黑沙(一種鐵砂)做原料。”
“稍矮一點的是熔鐵爐,高六尺和高八尺的都有,三層結構,內層用雞眼砂(一種耐火的砂石),中層用火磚,外層用紅磚,這個路子主要是用來熔煉鐵水產出生鐵的。”
“這個小的是專門用來炒鋼的,叫白作爐。”
“最小的這個呢?”薑星火看著眼前跟醃菜缸差不多的火爐問道。
“這個叫甑爐,底厚如蒸飯用的大木甑,又叫衝天爐,易搬動,兩三個人就能抬起來把鐵水傾倒出來,跟熔鐵爐一樣,也是用來煉生鐵,但這種小爐子主要是做白口鐵。”
白口鐵,說白了就是在不重要的邊角料部位上糊弄糊弄的,比如大炮的炮管,要麼是青銅的,要麼是鋼材,但其他的部位,那就用低成本的白口鐵來了。
薑星火大概了解了冶鐵場的主要生產器具,又看著剛才失敗的這個熔鐵爐,問道。
“這個熔鐵爐,是最常用的爐子嗎?怎麼運轉的?”
胡元澄點點頭,回答道:“熔鐵爐是最常用的,這個爐頂與送料場相平,料場架天橋從爐頂下料。”
說著,指了指頭頂,果然二層有個送料的天橋。
“走,去看看。”
薑星火沒見過這個時代的冶金工業都是怎麼運作的,這時候倒是充滿了好奇,見國師想看,這些人也不敢怠慢,帶著薑星火去觀察送料場。
但送料場並不在這裡,而是在隔壁。
準確的說,是隔壁的一層,而由於設置了運送物料的斜坡的緣故,這裡的一層,就是相當於旁邊冶鐵場的二層。
從送料場的天橋往下看去,熔鐵爐八尺的大爐子裡,鐵水缸就約有一兩尺深。
結合剛才觀察到的實際情況,薑星火大約明白了這玩意的運作原理,他剛才看到的,就是在爐底處的出鐵水、爐渣口,是敞開式的裝置,鐵水、爐渣一齊出,爐渣隨風吹飄而散。
“所以方才是在弄什麼?”
“試試換風箱,能不能提高爐溫。”胡元澄回答的很直接。
薑星火若有所思,又問道:“帶我去看看風箱。”
熔鐵爐的風箱,是在鐵爐兩側的隔間裡,一般是左右側都有,通過進風來幫助煤炭的燃燒,進而燒化鐵砂,風箱這東西要麼是水力要麼是人力,沒有其他的發動方式,這裡的是人力。
薑星火看了風箱,小隔間裡的風箱桶用大樹全木挖成的,目測甚至可以鑽進去一個人,在箱桶裡麵都打上了蠟,然後扯風盤大概是兩三寸厚的樣子,周圍全都用雞毛包裹纏繞,有點像用雞毛撣子。
薑星火自己用手捋了一下,果然滑不留手。
“熔鐵爐每次正常下料多少?正常出鐵量是多少?幾個人乾,分彆都做什麼?”
如果說之前的問題,還是稍稍上心一下就能搞明白的,那麼薑星火現在一連串的問題,就是非得用心無比才能脫口而出的了,這也是對胡元澄的真正考驗。
胡元澄略一思忖,旋即答道:“正常下料是每一百斤鐵砂,配二百斤煤炭,鐵砂最粗不超過兩寸,每一百斤鐵砂能出四十斤鐵,通常一爐會下三百斤鐵砂和六百斤煤炭。要兩個送料人用鐵鏟從天橋送料,爐前兩個人用鐵鉗子收,兩個風箱四個人,每個風箱需要兩個人輪流拉,還有一個雜工,一共是九人一組做工。”
見胡元澄對答如流,薑星火的心頭亦是微微讚許。
之前薑星火就聽安南前線的將領,說這富良江防線布置的好,如今胡元澄能統禦十幾萬人的本事,讓他來管著鑄炮所,倒是大材小用了。
至於所謂的尖端技術保密.
好吧,大明鑄炮也沒啥尖端技術,再者說,胡氏父子這輩子是肯定跑不出大明了,用人不疑疑人不用的道理還是不消說的。
“那現在生產方法呢?”
“以炒鋼法和灌鋼法為主。”
薑星火點了點頭,這兩種經典的冶煉方法,他還是知道的。
炒鋼法是華夏古代把生鐵變成熟鐵的主要方法,大約發明於西漢後期,原理就是把生鐵加熱成半液態,並不斷攪拌,就像是炒肉的動作一樣,使生鐵中的碳分和雜質不斷氧化,從而得到熟鐵。
東漢時期流行的神書《太平經》,也就是張角用的那個,裡麵就記錄了“有急乃後使工師擊治石,求其中鐵,燒冶之使成水,乃後使良工萬鍛之,乃成莫邪(代指寶劍)耶”,敘述的是由礦石冶煉得到生鐵,再由生鐵水經過炒煉,鍛打成器的工藝過程。
炒鋼法這項技術操作簡便,原料易得,可以連續大規模生產,生產效率比較高,對華夏長期領先世界有很重要的意義,事實上,類似的技術在西方直至18世紀中葉才由英國人發明了出來,而此時15世紀的大明,炒鋼法就已經趨於登峰造極了,所以在工業革命的這扇大門前,華夏其實有太多比西方更接近這扇門的優勢。
至於所謂的灌鋼法,現在還沒有進化到終極形態,也就是蘇鋼的出現,但基本工藝早已成熟,主要原理如果要用現代人易於理解的話說,其實就四個字。
——“雞蛋灌餅”。
理解了雞蛋灌餅的操作手法,就基本理解了灌鋼法是怎麼弄的,工藝過程基就是將熔化的生鐵與熟鐵合煉,熟鐵就是“餅”,生鐵就是“蛋”,正如雞蛋液體會均勻的滲透到整個餅裡一樣,生鐵中的碳分也會向熟鐵中擴散,並趨於均勻分布,且可去除部分雜質,而成較好的熟鐵乃至鋼材。
沈括《夢溪筆談》卷三裡詳細記載了灌鋼法的過程“世間鍛鐵所謂鋼鐵者,用柔鐵屈盤之,乃以生鐵陷其間,泥封煉之,鍛令相入,謂之‘團鋼’,亦謂之‘灌鋼’.二三煉則生鐵自熟,仍是柔鐵”。
其中把柔鐵屈盤起來是為了增加生熟鐵的接觸麵,提高灌鋼的效率,並促使碳分分布更均勻,封泥則可以促進造渣,去除雜質,並起保護作用。
因為掌握不好這個度,一開始灌鋼法很麻煩,要灌入很多次生鐵,後來灌鋼技術在宋代以後不斷被改進,減少了灌煉次數,到了現在永樂時期的大明,基本上都是一次成,之所以能一次成,就是因為現在的灌鋼法,已把柔鐵屈盤改為薄熟鐵片,進一步增加了生熟鐵的接觸麵,加速其“生熟相和,煉成則鋼”的進程,泥封也改為草泥混封,密閉性更好。
不過灌鋼法這玩意咋說呢.
正麵評價,肯定是提高了生產效率,低成本高產出,但從負麵意義上,那就是和稀泥,是不利於產出高品質鋼材的,因此在薑星火前世,很多論壇上也譏笑正是灌鋼法的大規模使用,才讓華夏的武器,出現了類似於“考古式修仙”一樣的“考古式寶刃”,也就是說,在宋代以後,都是時間越往前的武器,質量就越好,唐刀更是成為絕唱。
而北方的異族,也大多開始了在冶煉產品的質量上,開始超越漢人,譬如遼金夏元的馬甲、紮甲、刀槍,普遍比大宋的質量要好。
隻能說,在大多數條件下,數量和質量不能兼得吧。
至於說滲碳.《天工開物》就記載了製針時固體滲碳熱處理工藝:針抽絲,剪斷,搓好後入釜慢火炒熟,炒後用鬆木、木炭作為滲碳劑,豆豉作催化劑,在土末的密封下,進行固體滲炭。
這東西其實跟往泥巴裡戳根木棍,是一個原理,隻能說治標不治本,通過這種辦法獲得的鋼材,算是勉強達標,但要說性能多好,那也不用指望。