88看书>军事历史>初唐闲公子>056章炼钢方法
造各种工具,车床、铣床……当然,最重要的是螺旋压力机、榨油机和辊压机。前者可以冲压钱币,也是活字印刷的重要机器,后者可以压钢板、平面玻璃、生产水泥的粉磨机,还有夹杆锤。当然,先要把轴承和蒸汽机搞出来。还有唐志的钟表,现在可以开始试制了,当然,首先可以把八音盒搞出来。

目前的铁太少,看样子要考虑大炼钢铁了。后世的大炼钢铁时期炼出的钢铁大都是废钢废铁,毫无用处,但是就是这样的废铁放在今天那也是了不起的东西。中国的冶金史就是那个时候的专家编造的,所以我们才会相信中国的冶金的先进。

有人做了一个假设,如果当年的亚历山大大帝征服印度河流域之后,继续往东,碰上秦国的大军会怎样?有人说中国的冶铁技术领先欧洲,刀剑锋利坚固,肯定秦军胜利,这是不懂行情的。这个时候中国正在经历青铜器向铁器的转变,而马其顿的军队早已经装备了世界最先进的西亚的铁器。如果排除后勤等因素,战场上同等数量两军对决,秦国唯一的胜算就是秦国的弩*弓,因为欧洲没有成建制的弩*弓部队。

炼钢最难的就是铁中含碳量的控制和铁矿石中的一些杂质如何清除。古代那些冶炼大师也是炼了一辈子,偶然碰到一两次炼出的钢材符合标准,所以才锻造出一两把绝世宝剑,而且连他们自己也不知道怎么炼出来的,以为有鬼神相助。

近代欧洲大规模炼钢主要有三种方法,一是搅炼炉法,也叫普德林法;而是平炉炼钢法;三是转炉法,也叫贝塞麦法。其实搅炼炉炼出的是熟铁,还需要坩埚再加工成钢。

工业化炼钢不是碰运气,铁碳相图、炼焦、高炉炼铁、热风循环、高温炉衬,都要靠现代科技,这也是那些土法炼钢失败的原因。唐志来之前的那个时代,小转炉炼钢的很多企业因为消耗能源太大,污染环境,所以都被关闭了,但是要放在这里都是绝对的高科技产业。

中国古代没有金相分析和化学分析。但是从经验看已经意识到这点。比如宋代沈括就提到真钢和伪钢性能上的巨大的区别。不过理论解释是错误的。他认为就像面中有面筋。繁复用水洗面,可以得到面筋。钢(包括熟铁)是生铁中的筋。要想得到钢就要去掉杂质。炒钢法反复炒炼生铁,百炼钢反复折打都是为了去生铁的杂质留下精华。

沈括记录观察到的现象,有些生铁反复锻打真钢多,有些真钢少,有些生铁锻打到最后什么钢也没有全部消耗了。沈括那时候可没有现代冶金理论认识的全面,那个时候没有金相学、没有显微镜、更没有铁碳相图,虽说实际经验可能不咋的,但现在一个冶金专业的大学生随随便便的对于钢铁冶炼的原理认识和理论知识也比沈括强的多,这是毋庸置疑的。

大炼钢铁时期炼钢法,和灌钢法思路都是类似,基本技术路径就是用熟铁和生铁按比例融化混合。但是按照最理想的情况,最后出来的成品硫磷含量都在1,这远远高于十九世纪末期以来钢铁硫磷含量的最高值。所以性能太差了。由此反推,古代的灌钢法产品之所以被称为伪钢,除了碳含量分布不均之外,就是硫磷含量过高,不溶非金属夹杂物过多,所以性能被诟病。

所以,无论炒钢法还是百炼钢控制碳含量是一部分,主要目的是降低硫磷含量,去除不溶非金属夹杂物。但是炒钢法、百炼钢法都是要消耗大量人工、原料。如果要获得质量好些的熟铁要消耗十斤生铁,炒炼出一斤熟铁,至于钢那收率就更低,这就造成钢材在古代及其昂贵,而农具等一些日常用品大都是用铸铁,也就是生铁,根本没办法锻炼。

搅炼炉、平炉、转炉说白了其实都是对生铁、熟铁再加工,控制铁水的含碳量,清除铁水中的杂质,我大明和大清的火炮和火铳为什么容易炸膛?除了铸模工艺之外,最大的问题就是铸铁内杂质太多。

古代之所以采用锻打的方法去除杂质,是因为炉温不够还不能直接冶炼匀质钢液,所以只能通过反复的锻打来去除夹杂,在反复加热锻打的过程中“熟铁”的表面会产生逐层的氧化脱皮,实际上大部分减轻的质量都是这种脱皮产生的铁损,这才是十斤铁炼出一斤精铁的由来。

并且百炼钢也不是神马神器,百炼钢在制造的过程中反复锻造材料导致一些氧化皮会揉进钢体内部产生夹灰,而且即便是锻打的次数达到百炼(实际上这是不可能的,可能是由于锻打时需要反复加热的缘故),诚然这样能够使得组织的晶粒更加细化,但是,即便是百炼锻打由于碳也并不能达到匀质钢那种级别的均匀分布,所以过分的锻打反倒会导致金属疲劳,降低强度。

如果这钢经过“万炼”的话可以肯定不仅质量会继续减少许多,这钢绝对不会比铁丝硬多少。所以这百炼钢不仅需要硫磷含量较低的原材料,更重要的是需要一个技术经验极为丰富的高手进行“观火”。观火就是查看火候,这应该是打铁的年数长了积累出的经验,所以新手菜鸟小学徒是玩不了的,得拜师学艺。观火能力强才能正确把握锻打的程度,这才是古代炼钢的关键。就是经验传承的比重较大,这也是为什么有人说中国古代的铸铁技术阻碍了锻铁技术的发展,从而没有从锻铁技术发展出现代的炼钢技术。

而在匀质钢时代,哪怕是亨茨曼坩埚钢年代


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