第十一节钢铁是怎样炼成的
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11月16，天上阴沉沉的，丝丝的寒气直往人的脖领子里面钻，村里面的人都说要下大雪，王三没有管这些，他在工厂里面摆了祀台，祭祀鬼神。村里面不少大人小孩都来看热闹，张金亮对祭祀是一点兴趣都没有。他一直在检查各个关节，看还有疏漏没有。风箱，水轮各个活动部件基本上都上了油，昨天都已经开机实验过了，没有问题，高炉也经过了再次的长时间低温烘烤，现在已经装满了木炭，就等者点火了，旁边上料的木梯和翻斗车，也已经就绪，几个水闸，也都完好，等他转完，这边的的祭祀还没有完成，天上已经开始飘起了雪花，他干脆钻到了厨房，看小小作饭去了，那里面毕竟暖和的多。
不过没有多久，外面就热闹起来，原来王二已经把引火用的火把从高炉下面的出铁口投入，高炉开始点火了。张金亮赶紧跑过去，迎面便碰上了正在找他的王二。“你去哪里了，到处找不到你，”
张金亮笑笑，没有回答来到了高炉旁边。王二又赶紧招呼其他人赶快就位。雪花飘了一会就停了，并没有影响高炉的生产。
随着炉子里面的炉火越来越旺，慢慢的炉顶上冒出了一阵青烟，随即烟越来越大，张金亮一挥手，控制高炉风箱动力水轮的水闸闸门被正在那里等待多时的狗蛋用绞盘提了起来，水沿着引水槽倾泄而下，冲击着直径1丈5尺的木制水轮上的叶片，带动着水轮开始转动起来，发出吱吱钮钮的声音。在水轮传动轴的另一端同步转动的偏心轮通过杠杆拉动风箱开始向高炉送风，炉口的烟越来越大，很快就又变成越来越小，而通红的火光开始从里面冒了出来，带出来的还有漫天飞舞的灰烬，
随着风箱越拉越快，炉顶的火焰也越来越高，张金亮估摸着已经烧的差不多了，让刘二弟兄几个把木制的斜梯推到了高炉旁边，刘松拿者铁锹把堆在旁边的木炭装进木梯上的木制翻斗小车，刘二和他的傻子哥哥迅速搅动辘轳，翻斗小车在绳索的拉拽下，升到了斜梯顶端，把木炭倒进高炉，随着松动木梯上的绳索，翻斗小车落了下来，木炭再次被装进小车，在辘轳的搅动下，由绳索牵引着再次升到木梯顶端，把木炭倒进了高炉，所有的木炭都已经在哪个巨大的杆秤上称过，哪个杆秤也已经被标上了刻度，这次装木炭，一共装了大约17石（450kg）。装完木炭，又开始装再旁边堆放的已经烧结并称量过的铁矿石，和石灰石。铁矿石和石灰石都被砸成了核桃大小的小块，连续装了有12石（300kg）矿石和若干石灰石以后，翻斗车才停了下来，木梯被再次推到了一边，他们几个又开始重新称量木炭铁矿，运输到高炉旁边备用。就这样高炉一直保持着大约23个小时上料一次的速度进行上料作业，
高炉一直燃烧了整整接近20个小时，张金亮他们几个夜里几乎没有怎么合眼，第2天一早，张金亮就让把搅炼炉给生了起来，并加热了1个多小时，他看着搅炼炉的温度已经升到了差不多的时候，张金亮把高炉出铁口的挡口石挪走，用长长的铁钎把封堵出铁口的黏土捣开，一股橘红色的铁水顺着地上开的沟槽通过预热室，进入到了搅炼炉内，周围响起了一片欢呼声，几个月一来的艰苦劳作终于得到了回报，哪会让他们不兴奋，不激动。
张金亮可没有时间欢呼，他眼看差不多了，赶紧又用石头和黏土把出铁口给堵住，搅炼炉内一次容纳不了那么多生铁水，生铁水进入搅炼炉后，张金亮打开了搅炼炉的炉门，由于高高的烟囱抽风的作用，火焰望外只是喷了一下就又缩了回去，从燃烧室卷过来的高温空气经过炉顶的反射，直接的打到了位于炉床上生铁水的表面上。泛起点点光亮。
张金亮拿起由熟铁打制的长长的搅炼棍从搅炼炉炉口伸了进去，搅动着里面的生铁水，生铁水受到搅动，和高温的新鲜空气接触，里面的碳和空气中的氧气迅速反应放出巨大的热量，冒出气泡，铁水沸腾起来，到处滚动着，和豆腐渣一样的铁渣从铁水中分离出来，堆积到一旁，由于铁的纯度逐渐变高，熔点也随之生高，慢慢的铁水滚动着形成一块块的半固体胶状物，而后在凝结成团，并在上面形成熟铁斑点，张金亮用搅炼棒把那些铁团钩到炉口，在张金亮的招呼下，王三连忙用铁钳把铁团夹出来，直接放到正在轰轰做响的大型锻锤上，随着锻锤的高速锤击，铁团火花四冒，里面的渣滓很快的被挤压出来，变成火星飞走，体积逐渐缩小，颜色也有橘红逐渐变暗，形成一个铁棒，王三把铁棒放到一旁的锻炉上加热，准备再次锻打，并从搅炼炉内再次夹出了一个铁块反复操作，
王二等其他人也在旁边看者，他见张金亮累的不行，赶紧上去接过张金亮手中的搅炼棒说道“你去休息一会，”张金亮坐到了一边，看者王二在那里照葫芦画瓢的操作，并不时指点，一会陈家的，也接过了王二手中的活计，大家轮流干着，并把放到锻炉中的铁块再次锤炼，张金亮则定时的让人放铁水，补充搅炼炉。刘二兄弟几个还在根据时间，逐次的向高炉里面加着木炭铁矿和石灰石，并在张金亮的吆喝下，定时出渣，一天下来，地上已经堆满了熟铁打制的铁条，
“真快，”王二在哪里擦着汗边兴奋的说，地上的铁条让张金亮估计足足有半吨多，到了晚上，这几家基本上都已经掌握了搅炼和锻铁的技术，几个人在高炉旁边休息，互相轮换着继续干，几天下去。众人眼看着院子里面堆放的原料少下去，堆放的铁条却越来越多，而经过几天的烧炉，高炉的产量比以前更高，炉料的添加已经基本稳定在每天12次，放铁水的时间也稳定在每天6大次，
就是村子里面几个人帮忙去拉矿石烧木炭，也赶不上高炉的消耗，第13天，被迫无奈的张金亮看着原先成小山一样的木炭堆，煤堆，铁矿石堆，现在已经变成了大堆的炉渣，煤渣，铁条，只的让高炉停火，虽然他心里清楚，高炉是不适合间歇使用的，但是现在不停也烧不下去了，原料没了。
不过因为煤炭的消耗量不是太大，煤还有不少没有烧完。
张金亮围着铁条堆转了几圈，清查了以下铁条的根数，根据他估计，院子里面的熟铁至少有740石（20吨）以上，着足以让参加这次工作的几家和帮忙的村民兴奋异常了，
“下来咱们该想办法消耗这些铁块了”张金亮对着这些满脸兴奋的村民说“不过现在我最想的是回家睡觉，”他这样一说，众人都笑了，着几天大家也都是累坏了，连续的奋战，也使人的精力透支到了极限，不过最后的着几天，因为大家基本已经熟悉了整个冶炼过程，分成了两班后，到也好了不少，
“回家睡觉回家睡觉”一群人一轰而散，只留下看门的王二一家。
张金亮在家休息了一天便又回到了铁厂，再次点燃了炉子，不过不是高炉，而是坩埚炉，坩埚使用的是在张金亮指导下，老李用耐火黏土和普通黏土混合制成的耐火泥拌匀后，在木头的模子上旋制而成的，高约1尺（0。3m）直径约半尺（0。15m），里面放上前几天用熟铁棒打制成的小铁片，木炭粉，骨粉以及石灰石的混合物，木炭粉作为掺碳剂，骨粉是用蒸过后的骨头磨成的，作为催化剂，石灰石是造渣料。
因为张金亮不不熟悉其中各种物料的配比，他只是知道坩埚钢的制作方法，所以在作成的20多个坩埚里面添加了不同比例的原材料，进行实验。坩埚放在由耐火砖垒成的托架上，耐火砖下面留有通风的管道，在坩埚四周则堆放者煤炭，在进风口处有引火用的木炭，烟和火由高度2丈的烟囱抽走，由于煤炭并不和铁接触。煤炭里面的有害物质，并不能进入到铁里面，保证了坩埚里面钢铁的质量，这炉坩埚钢烧制用了大约半天的时间（67个小时），停火后，等坩埚自然冷却，打破坩埚，打掉渣滓，得到了已经成块的质量均匀的钢饼，这些钢饼的重量从1020kg不等。
张金亮根据这些坩埚上面不同的编号，利用延展性实验，确定了哪几个坩埚里面产出的是中碳钢，哪几个坩埚里面是高碳钢，还有有11个坩埚里面出来的是生铁，显然是碳多了，
随即第2炉坩埚又根据最佳的配料比重新放入炉子，点火，第2炉出品的坩埚钢全达到了高碳钢的要求，就是这样子，两天的时间里面，张金亮得到了大约1吨的高碳钢饼，张金亮使用延展性实验，对这些钢饼进行了分类，硬度很高的那种即将用来制作各种武器类刀具，据张金亮估计这些钢的含碳量可能要到1%1。6%，属于工具钢的水平，而硬度略微差点的中高碳钢将用来制作平常使用的日常生活用品，这些钢可能含碳量在0。4%0。8%之间，这些钢料的综合性能非常的良好，比较好加工。只是硬度和耐磨性差了点，并不适合做高性能的武器。
实际上，张金亮所使用的坩埚炼钢法和古老的乌滋钢冶炼办法基本相同，但是乌滋钢是采用木炭加热，皮囊鼓风，温度低，加热时间长（一般需要24个小时），而张金亮使用的却是煤炭加热，烟囱抽风，温度高，加热时间短（只需要6个小时），并不会形成印度乌滋钢特有的，低温冶炼下，钢由于渗碳时，磷、碳凝固偏析产生的花纹，而直接融化成钢水，生成纯度高，匀质的高碳钢。实际上这种坩埚炼钢的方法从19世纪开始，一直使用到20世纪，直到各种电坩埚钢取代他为止，
11月16，天上阴沉沉的，丝丝的寒气直往人的脖领子里面钻，村里面的人都说要下大雪，王三没有管这些，他在工厂里面摆了祀台，祭祀鬼神。村里面不少大人小孩都来看热闹，张金亮对祭祀是一点兴趣都没有。他一直在检查各个关节，看还有疏漏没有。风箱，水轮各个活动部件基本上都上了油，昨天都已经开机实验过了，没有问题，高炉也经过了再次的长时间低温烘烤，现在已经装满了木炭，就等者点火了，旁边上料的木梯和翻斗车，也已经就绪，几个水闸，也都完好，等他转完，这边的的祭祀还没有完成，天上已经开始飘起了雪花，他干脆钻到了厨房，看小小作饭去了，那里面毕竟暖和的多。
不过没有多久，外面就热闹起来，原来王二已经把引火用的火把从高炉下面的出铁口投入，高炉开始点火了。张金亮赶紧跑过去，迎面便碰上了正在找他的王二。“你去哪里了，到处找不到你，”
张金亮笑笑，没有回答来到了高炉旁边。王二又赶紧招呼其他人赶快就位。雪花飘了一会就停了，并没有影响高炉的生产。
随着炉子里面的炉火越来越旺，慢慢的炉顶上冒出了一阵青烟，随即烟越来越大，张金亮一挥手，控制高炉风箱动力水轮的水闸闸门被正在那里等待多时的狗蛋用绞盘提了起来，水沿着引水槽倾泄而下，冲击着直径1丈5尺的木制水轮上的叶片，带动着水轮开始转动起来，发出吱吱钮钮的声音。在水轮传动轴的另一端同步转动的偏心轮通过杠杆拉动风箱开始向高炉送风，炉口的烟越来越大，很快就又变成越来越小，而通红的火光开始从里面冒了出来，带出来的还有漫天飞舞的灰烬，
随着风箱越拉越快，炉顶的火焰也越来越高，张金亮估摸着已经烧的差不多了，让刘二弟兄几个把木制的斜梯推到了高炉旁边，刘松拿者铁锹把堆在旁边的木炭装进木梯上的木制翻斗小车，刘二和他的傻子哥哥迅速搅动辘轳，翻斗小车在绳索的拉拽下，升到了斜梯顶端，把木炭倒进高炉，随着松动木梯上的绳索，翻斗小车落了下来，木炭再次被装进小车，在辘轳的搅动下，由绳索牵引着再次升到木梯顶端，把木炭倒进了高炉，所有的木炭都已经在哪个巨大的杆秤上称过，哪个杆秤也已经被标上了刻度，这次装木炭，一共装了大约17石（450kg）。装完木炭，又开始装再旁边堆放的已经烧结并称量过的铁矿石，和石灰石。铁矿石和石灰石都被砸成了核桃大小的小块，连续装了有12石（300kg）矿石和若干石灰石以后，翻斗车才停了下来，木梯被再次推到了一边，他们几个又开始重新称量木炭铁矿，运输到高炉旁边备用。就这样高炉一直保持着大约23个小时上料一次的速度进行上料作业，
高炉一直燃烧了整整接近20个小时，张金亮他们几个夜里几乎没有怎么合眼，第2天一早，张金亮就让把搅炼炉给生了起来，并加热了1个多小时，他看着搅炼炉的温度已经升到了差不多的时候，张金亮把高炉出铁口的挡口石挪走，用长长的铁钎把封堵出铁口的黏土捣开，一股橘红色的铁水顺着地上开的沟槽通过预热室，进入到了搅炼炉内，周围响起了一片欢呼声，几个月一来的艰苦劳作终于得到了回报，哪会让他们不兴奋，不激动。
张金亮可没有时间欢呼，他眼看差不多了，赶紧又用石头和黏土把出铁口给堵住，搅炼炉内一次容纳不了那么多生铁水，生铁水进入搅炼炉后，张金亮打开了搅炼炉的炉门，由于高高的烟囱抽风的作用，火焰望外只是喷了一下就又缩了回去，从燃烧室卷过来的高温空气经过炉顶的反射，直接的打到了位于炉床上生铁水的表面上。泛起点点光亮。
张金亮拿起由熟铁打制的长长的搅炼棍从搅炼炉炉口伸了进去，搅动着里面的生铁水，生铁水受到搅动，和高温的新鲜空气接触，里面的碳和空气中的氧气迅速反应放出巨大的热量，冒出气泡，铁水沸腾起来，到处滚动着，和豆腐渣一样的铁渣从铁水中分离出来，堆积到一旁，由于铁的纯度逐渐变高，熔点也随之生高，慢慢的铁水滚动着形成一块块的半固体胶状物，而后在凝结成团，并在上面形成熟铁斑点，张金亮用搅炼棒把那些铁团钩到炉口，在张金亮的招呼下，王三连忙用铁钳把铁团夹出来，直接放到正在轰轰做响的大型锻锤上，随着锻锤的高速锤击，铁团火花四冒，里面的渣滓很快的被挤压出来，变成火星飞走，体积逐渐缩小，颜色也有橘红逐渐变暗，形成一个铁棒，王三把铁棒放到一旁的锻炉上加热，准备再次锻打，并从搅炼炉内再次夹出了一个铁块反复操作，
王二等其他人也在旁边看者，他见张金亮累的不行，赶紧上去接过张金亮手中的搅炼棒说道“你去休息一会，”张金亮坐到了一边，看者王二在那里照葫芦画瓢的操作，并不时指点，一会陈家的，也接过了王二手中的活计，大家轮流干着，并把放到锻炉中的铁块再次锤炼，张金亮则定时的让人放铁水，补充搅炼炉。刘二兄弟几个还在根据时间，逐次的向高炉里面加着木炭铁矿和石灰石，并在张金亮的吆喝下，定时出渣，一天下来，地上已经堆满了熟铁打制的铁条，
“真快，”王二在哪里擦着汗边兴奋的说，地上的铁条让张金亮估计足足有半吨多，到了晚上，这几家基本上都已经掌握了搅炼和锻铁的技术，几个人在高炉旁边休息，互相轮换着继续干，几天下去。众人眼看着院子里面堆放的原料少下去，堆放的铁条却越来越多，而经过几天的烧炉，高炉的产量比以前更高，炉料的添加已经基本稳定在每天12次，放铁水的时间也稳定在每天6大次，
就是村子里面几个人帮忙去拉矿石烧木炭，也赶不上高炉的消耗，第13天，被迫无奈的张金亮看着原先成小山一样的木炭堆，煤堆，铁矿石堆，现在已经变成了大堆的炉渣，煤渣，铁条，只的让高炉停火，虽然他心里清楚，高炉是不适合间歇使用的，但是现在不停也烧不下去了，原料没了。
不过因为煤炭的消耗量不是太大，煤还有不少没有烧完。
张金亮围着铁条堆转了几圈，清查了以下铁条的根数，根据他估计，院子里面的熟铁至少有740石（20吨）以上，着足以让参加这次工作的几家和帮忙的村民兴奋异常了，
“下来咱们该想办法消耗这些铁块了”张金亮对着这些满脸兴奋的村民说“不过现在我最想的是回家睡觉，”他这样一说，众人都笑了，着几天大家也都是累坏了，连续的奋战，也使人的精力透支到了极限，不过最后的着几天，因为大家基本已经熟悉了整个冶炼过程，分成了两班后，到也好了不少，
“回家睡觉回家睡觉”一群人一轰而散，只留下看门的王二一家。
张金亮在家休息了一天便又回到了铁厂，再次点燃了炉子，不过不是高炉，而是坩埚炉，坩埚使用的是在张金亮指导下，老李用耐火黏土和普通黏土混合制成的耐火泥拌匀后，在木头的模子上旋制而成的，高约1尺（0。3m）直径约半尺（0。15m），里面放上前几天用熟铁棒打制成的小铁片，木炭粉，骨粉以及石灰石的混合物，木炭粉作为掺碳剂，骨粉是用蒸过后的骨头磨成的，作为催化剂，石灰石是造渣料。
因为张金亮不不熟悉其中各种物料的配比，他只是知道坩埚钢的制作方法，所以在作成的20多个坩埚里面添加了不同比例的原材料，进行实验。坩埚放在由耐火砖垒成的托架上，耐火砖下面留有通风的管道，在坩埚四周则堆放者煤炭，在进风口处有引火用的木炭，烟和火由高度2丈的烟囱抽走，由于煤炭并不和铁接触。煤炭里面的有害物质，并不能进入到铁里面，保证了坩埚里面钢铁的质量，这炉坩埚钢烧制用了大约半天的时间（67个小时），停火后，等坩埚自然冷却，打破坩埚，打掉渣滓，得到了已经成块的质量均匀的钢饼，这些钢饼的重量从1020kg不等。
张金亮根据这些坩埚上面不同的编号，利用延展性实验，确定了哪几个坩埚里面产出的是中碳钢，哪几个坩埚里面是高碳钢，还有有11个坩埚里面出来的是生铁，显然是碳多了，
随即第2炉坩埚又根据最佳的配料比重新放入炉子，点火，第2炉出品的坩埚钢全达到了高碳钢的要求，就是这样子，两天的时间里面，张金亮得到了大约1吨的高碳钢饼，张金亮使用延展性实验，对这些钢饼进行了分类，硬度很高的那种即将用来制作各种武器类刀具，据张金亮估计这些钢的含碳量可能要到1%1。6%，属于工具钢的水平，而硬度略微差点的中高碳钢将用来制作平常使用的日常生活用品，这些钢可能含碳量在0。4%0。8%之间，这些钢料的综合性能非常的良好，比较好加工。只是硬度和耐磨性差了点，并不适合做高性能的武器。
实际上，张金亮所使用的坩埚炼钢法和古老的乌滋钢冶炼办法基本相同，但是乌滋钢是采用木炭加热，皮囊鼓风，温度低，加热时间长（一般需要24个小时），而张金亮使用的却是煤炭加热，烟囱抽风，温度高，加热时间短（只需要6个小时），并不会形成印度乌滋钢特有的，低温冶炼下，钢由于渗碳时，磷、碳凝固偏析产生的花纹，而直接融化成钢水，生成纯度高，匀质的高碳钢。实际上这种坩埚炼钢的方法从19世纪开始，一直使用到20世纪，直到各种电坩埚钢取代他为止，