鄱陽鐵冶,一座煉鐵爐冒著濃煙,許多爐工圍在出鐵口處忙碌著,為迎接即將出爐的鐵水做各項準備。
如今天氣轉暖,雖然未到炎炎夏日,但爐工們卻大多光著膀子,這是因為煉鐵爐附近溫度極高,而鐵冶裡也是熱浪滾滾。
煉鐵爐裡出來的生鐵,是以鐵水的形態展現在眾人麵前,爐工和鑄工們要把鐵水引入各類“模範”,鑄造出多種器具。
官冶鑄造鐵錢,就是用“模範”批量澆鑄出來的。
將礦石煉成生鐵後,可以進行‘深加工’:鍛工把冷卻成形的生鐵錠、生鐵條放入炭火爐裡加熱,將其燒得通紅,再不斷的鍛打。
如此反複加熱、鍛打,將生鐵中的雜質打出來,鍛打成熟鐵(鍛鐵),其重量有所減輕。
至於鋼的冶煉,如今常見的冶煉方法叫做“攪鋼法”,就是往生鐵爐裡的生鐵水加鐵礦粉然後不斷攪拌,於是有可能獲得鋼。
李笠聽不太懂工匠們的講解,感覺這種製鋼工藝很像玄學:結果難以控製,“攪”出來的不一定是鋼,也許是熟鐵。
這就是當前時代鐵冶生產生鐵(鑄鐵)、熟鐵(鍛鐵)和鋼的常見流程,而鄱陽城的鐵冶,現在則采用來自建康的一種較新的工藝來製取鋼,那即是“宿鐵法”。
其原理,是在燃燒的爐子裡,將特定量的生鐵條和熟鐵條放在一起,然後不停加熱,持續數日。
生鐵熔化成液態“宿”在膠狀的熟鐵上,漸漸地,熟鐵條變成鋼條(一定幾率,不是必然成鋼)。
這種工藝,感覺也是玄學。
李笠如是想,放下手中炭筆,將寫有字的白紙收好,看著眼前忙碌的工匠們,陷入思索。
生鐵、熟鐵和鋼,實際上都是鐵,或者說是鐵碳合金,其物理特性不同,生鐵硬而脆、熟鐵軟而韌,鋼則兩者兩者兼顧。
究其原因,在於含碳量高低。
含碳量的高低,是生鐵>鋼>熟鐵,那麼讓碳含量高的生鐵,和碳含量低的熟鐵融合在一起,進行“碳交換”,持續一段時間,便能得到碳含量適中的鐵碳合金——鋼。
這是李笠綜合後世知識得出的結論,所以鄱陽鐵冶製鋼的工藝“宿鐵法”,確實不是玄學,而是工匠們通過長期經驗積累,總結出的合理工藝。
但是這樣的製鋼方式成本極高。
先把鐵礦石熔煉為生鐵,再將生鐵鍛打成熟鐵,然後,將生鐵熔化成鐵水,和同樣燒得通紅的熟鐵“宿”在一起,持續加熱數日,才有可能獲得鋼。
全程需要消耗大量木炭,也需要大量人手,這種工藝必然成本極高,熟鐵的價格降不下來,鋼製品的價格更不用提,鐵製品難以推廣。
李笠不太懂冶金,但他身處鐵冶現場,仔細觀察後得出許多結論,並發現一個問題:
煉鐵爐煉鐵時間很長,因為要不斷燒火以熔化鐵礦石,工匠們需要不斷往爐裡鼓風,但鼓風設施居然不是推杆式活塞風箱,而是人力推動的皮製巨大風囊。
風囊就是一個特大號的皮囊,需要人不斷推動才能運作。
李笠看了一會,覺得這玩意的鼓風效率比不上風箱。
但是,後世隻有部分農村家庭做飯時才偶爾使用的推杆式活塞風箱,在這個時代似乎還沒出現。
李笠看著十幾個操作風囊的總角,隻覺得心酸:
這些孩子最多算半丁,被官府征發服力役,在鐵冶乾活,工作條件惡劣,勞動強度大,和童工差不多。
童工好歹還有微薄的工錢,這些孩子連一文工錢都沒有。
李笠通過和鐵冶工匠聊天,知道一些大型鐵冶的情況,譬如京城建康的東冶,使用“水排”(水力驅動的鼓風裝置,其核心依舊是風囊)鼓風。
而鄱陽城就在鄱水邊,不是沒有條件上水排,之所以靠人來推、拉風囊,是因為成本比上水排劃算。
鄱陽鐵冶的產量很尋常,所以每座煉鐵爐不需要太多風囊同時運行,動用服力役的百姓就行了,畢竟這些人力是免費的。
若用上水排鼓風,全套設備日常維護要花許多錢。
李笠通過現場實地考察,發現了一個機會,那就是他若“發明”推杆式活塞風箱,肯定是一個“劃時代”的發明。
但是,工匠的地位很低,他“發明”風箱出來,最多不過得上官一個“好”字。
不僅如此,這個時代的冶煉工知道煤可以用來煉鐵,但燒煤煉出來的鐵很脆,所以還是以木炭煉鐵為主。
而煤炭,鄱水上遊就有地區零星出產,有人將其販賣到鄱陽,作為替代木炭的燃料出售。
李笠不是沒想過,若他“發明”煤炭焦化技術,也就是“發明”焦炭煉鐵技術,獻給朝廷,會不會因此發達?
感覺不靠譜。
搞不好官府會因為他對冶金“有心得”,於是將他轉籍,從卑賤的吏籍轉為更卑賤的匠籍。
感慨一番後,李笠往鐵冶一隅走去。
他來到一處打鐵棚,從腰間解下裝著魚的魚簍,交給笑眯眯迎上來的小學徒,又和正在打鐵的鐵匠們打了聲招呼,便坐在一旁,看鐵匠製作魚鉤。
後世有各類自動機械製作魚鉤,長長的鋼絲從機器入口進去,一個個魚鉤就從出口出來,生產速度極快。
而現在,隻能靠鐵匠手工製作,一個個慢慢做,費時費力費炭料,所以成本不低。
這種在後世極其落後的工藝,卻是當前時代的主流,李笠已經記錄下主要步驟:
一,將熟鐵條燒紅後截斷,然後鍛打成薄鐵片,就像鐵匠給官府打造的鎧甲甲葉那樣,但要更薄些。