第26章 炼钢

现代优秀的弹簧钢通常是用合金钢加上非常复杂的淬火工艺制成，在大明当然没有这个条件。

只能退而求其次用高碳钢来做弹簧钢了，高碳钢又称称工具钢，可以用来制作成车刀、钻头。含碳量在0.6％-1.7％之间，含碳量越高就越硬，同时也会变的越脆。

高碳钢经过热处理再用冷油来淬火会具有很好的弹性，用来做燧发枪的击发装置是完全没有问题的。

大明现有的条件要制作出优秀的均质高碳钢，只能有使用坩埚炼钢法了。其方法是18世纪欧洲发明的，将参碳的熟铁放入石墨坩埚内加热至1600度使其融化成钢水。

坩埚炼钢优点是能得到质量比较高的高碳钢，常用于实验室做各种合金实验。缺点是产量低，远不如平炉炼钢和转炉炼钢。只是后两者的工艺比较复杂，以大明现在的技术水平还实现不了。

记得前段时间兵仗局有个叫张海生的大匠在研究炼钢的工艺，打算在大明铸造钢炮。看他技术底子还不错又比较有想法，坩埚炼钢让他来做好了。总不能让自己一个皇帝跑去炼钢，那也太不像话了。

第二日朱由检带着毕懋康视察兵仗局火器司，朱由检亲自接见了张海生。

“朕听说你在研究炼钢，现在进度如何了？”

“草民惭愧，浪费钱财无数，仍然没有实验出炼钢的工艺。”张海生有些沮丧的说道。

“朕看过你的实验记录，你的炉温不够高融化不了熟铁，自然是练不出合格的钢。”

“如何提高炉温，还请陛下赐教。”张海生有些急切的问到。

“你在炼钢之前先需要炼焦，然后用焦炭来炼钢才能使铁水融化”

“这焦炭该如何炼制？”

朱由检拿出了厚厚的一叠资料交给张海生。

里面有耐火砖的制作，练焦的工艺，炼铁高炉的图纸，和去除铁中残留磷、硫、氮、氧等有害元素的工艺。以及坩埚炼钢的工艺和检测钢铁中碳含量多少的方法。

得到炼钢秘籍大礼包的张海生开始了风风火火的炼钢之旅。

带着自己的徒弟们加班加点日以继夜埋头苦干，三天就炼出了第一炉焦炭。

一个月后张海生的团队根据朱由检提供的图纸在永定河边建起大明第一座利用水力鼓风和焦炭炼铁的高炉。

天启七年十一月二十日，天降大雪，滴水成冰，天气异常寒冷。朔风刺骨，却吹不凉工匠们心中如烈火般的热情。

随着焦炭焦炭和铁矿石的装填完毕，高炉开始点火。

受到小冰川时代极寒天气的影响，永定河已经被彻底冻成了一条冰河无法提供动力给高炉鼓风。

工匠们改装了动力装置，制成了一个大绞盘，人力驱动鼓风机。一千多工匠轮流推动绞盘给高炉鼓风，工匠们干得热火朝天，整齐的号子声喊的震天动地，众志成城，老天爷也奈何不了他们。

经过一天一夜的炼制，观察炉眼的工匠兴奋的喊道:

“成啦！成啦！”

“开炉！”张海生兴奋的喊道！此时的张海生眼窝深陷，头发乱蓬蓬的像鸟窝，衣服破烂到处都是孔洞，面容黢黑，皮肤上结了一层黑黑的污垢，一个多月没洗澡了的他身上臭气哄哄，说他是乞丐肯定不会有人怀疑。

铁水如同一条炽热的炎龙，从高炉的出铁口奔流而出，流向地上的模具里成为一块块的铁锭。

众人激动的呐喊声响起，有抱在一起痛哭的，有喜极而泣的，有像欢快的哈士奇一样发疯似在雪地里狂奔转圈的。

“出铁水啦！”

“成啦！成啦！终于成功啦！”

张海生望着高炉里不断流出的铁水，疯狂的哈哈大笑，因为他知道这一炉铁的产量相当于大明全年生铁产量的六分之一，足足有300万斤。

每天只要炼上这么一炉，大明的铁就会多得用不完，足够给每个士兵配上铁甲。大炮可以随便铸造永远不用担心铁料不够了。

铁块冷却后，张海生等人前去检查铁定的质量。用铁锹敲击铁锭发出了清脆的“叮叮”响声，光听这个声音其质量已经不比粗钢差了。

这就是陛下所说的去除杂质后的生铁么？陛下说刚出炉的生铁的碳含量是4%左右，要想把他做成能削铁如泥的钻头碳含量要降到1.7%以下才行。

如果要做成碎发枪上的片簧碳含量要降到0.8%左右。

如果要铸造大炮碳含量就要降到0.45%左右才行。

张海生摸着铁定，迫不及待的想要实验坩埚炼钢的方法了。

次日张海生沐浴斋戒焚香祷告后前往炼钢厂开炉炼钢。

“开始投料！”

两个工匠开始往坩埚中加入生铁，这个坩埚不大，大约只能熔炼500斤生铁。

投料完毕后，张海生下令道:

“点火！”

工匠将底下的焦煤点燃，旁边两个光着膀子一身疙瘩肉的铁匠开始拉动风箱。

在两台风箱的加持下，火焰噌噌的往上冒片刻功夫就把所有的焦炭引燃，随着时间慢慢过去，生铁开始融化。

随着温度的升高铁水慢慢又暗红变成炽红色，生铁的碳含量逐渐降低慢慢的变成钢。

随后有一些杂质漂浮于钢水之上，这些是钢水残留的杂质。张海生用样勺子撇去杂质后仔细观察钢水时跳跃的碳花。

“出炉！”张海生感觉差不多吩咐工匠们把坩埚里的钢水倒出来。

炽热的钢水倒入模具里待冷却后，两个铁匠测试钢性能，火头过了，变成熟铁了。

果然这个炼钢的火候不是那么好把握，不过张海生并没有气馁，他觉得自己快找到感觉了。

又经过多次测试后，他终于找到了窍门，炼出了一炉高碳钢。

张海生将高碳钢浇筑成钻头后做淬火工艺，使其刃口进一步硬化。然后将其带到鸟铳作坊测试钻枪膛的效果。

看到高碳钢削铁如泥的表现众人感到不可思议。

“这真是削铁如泥啊！”工匠甲说道。

“硬度很高，还不容易嘣刃口这比坠子刚强的不是一星半点啊！”工匠已说道。

“有了这东西，钻完一根枪管只需要半天了。”工匠丙说道。

张海生看到高碳钢的表现，心里不由的赞叹到，不愧被陛下称为工具钢，以后打磨炮膛就靠他了。

以前钻枪膛用的是坠子钢，硬度不够高还脆，用力过猛就容易把刃口嘣掉。所以只能小心的慢慢钻，一根枪管钻完最快也要10天。

张海生带着鸟铳厂再多炼几炉高碳钢的要求回到炼钢厂，他要尝试炼中碳钢了，因为这种钢软硬适中易于加工又强度高，是制作火炮的不二选择。