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第四零一章 大商炼铁进行时(1/3)

如在反复加热过程中,块炼铁同炭火接触,碳渗入而增碳变硬,则成为块炼渗碳钢。

李陵参观视察之后,非常满意,大赏众人,赐钱财,并表示铸成铁犁之后,还会赐爵。随后李陵便吩咐下去,可以推广炼铁之法了。

“不要骄傲自满,要刻苦钻研,让炼铁之法每天都能有进步!”李陵离开前最后叮嘱道。

当然,最重要的不在炼出块炼铁,而是锻造和铸造。

铸造就是先加热成铁水,浇注到事先铸造成的胚模中,冷凝成型,然后再经过锻造成各种用具。锻造就是所谓的打铁,另外再加上一些细加工,像磨光了什么的。

李陵不知到,他今日所作所为,将是一场科技革命的开始,在他的鼓舞下,炼铁研究所从地炉炼铁开始,又发明了平地筑炉炼铁,在是在地面上搭建炉子而不是深挖。

随后不久又开始学会用竖炉炼铁,这是一种在竖炉内用高还原性气体预热并还原高品位铁精矿,在固态下还原制取海绵铁的直接还原炼铁工艺。

一它包括由炉墙组成的炉膛,设于炉膛下端的锁风卸料装置,炉膛上部的球团料进口和设于炉膛内中部的破碎辊,炉墙下部设有供风喷口,炉膛内设有与炉膛内外相通的燃料管道,所述燃料管道炉膛内部分设有燃料喷嘴。

它结构简单,燃料直接在炉内燃烧,炉宽方向温度均匀,热效率高,焙烧带供热足,球团产量高,质量均匀。

这样块炼铁的三种炼铁方法,大商已经全部掌握,便是地炉、平地筑炉、竖炉3种。

很快,在大商掌握块炼铁技术的不久,就炼出了含碳2以上的液态生铁,并用以铸成工具。甚至是战国初期,我国才掌握了的脱碳、热处理技术方法,也陆续被大商的能工巧匠们发明创造出来。

这样,大商的炼铁水平进一步提升,可以很好的生产韧性铸铁了!然后便走上了发展的快车道,开始运用可重复使用的“铁范”,这是一种用铁制成的铸造金属器物的空腹器,历史上它是战国后期的产物。

然后是西汉时期出现的坩埚炼铁法在大商提前出线了,同时,炼铁竖炉规模进一步扩大。

坩埚炼铁法实际上就是类似坩埚炼钢法,后者是指在石墨黏土坩埚中熔化金属料成为钢水的方法。将渗碳铁料切成小块置于封闭的黏土坩埚中,在坩埚外面加热,铁料继续吸收石墨中的碳而熔化成为高碳钢水,浇铸成小锭后锻打成所需的形状。

钢在坩埚中熔化时,石墨碳还能起还原剂作用,钢中氧可以去除,各种夹杂物也能从液态钢中上浮去除,所以钢(工具钢)的质量优于当时的各种金属材料,可用来制造加工金属材料的工具。

坩埚法是人类历史上第一种生产液态钢的方法。但是生产量极小,成本高。

在李陵的大力支持下,尤其是重赏之下,西汉时期才发明的“炒钢法”,即利用生铁“炒”成熟铁或钢的新工艺,产品称为炒钢,在大商朝歌应运而生。同时,还兴起“百炼钢”技术。

中国古代将炒钢经反复折叠锻打变形而制成的钢及其工艺。其特点是反复加热锻打,多次反复锻打可排除钢中夹杂物,减少残留夹杂物的尺寸,从而使其成分趋于均匀,组织趋于致密,细化晶粒,改善钢的性能。

古代工匠把“精铁”加热锻打一百多次,一锻一称一轻,直到斤两不减,即成百炼钢。魏晋时期是百炼钢的鼎盛时期。唐宋之后,因灌钢工艺的发展等原因,百炼钢有所减少。

随后便是水力鼓风炉接踵而至,历史上这是东汉(公元25~220年),光武帝时的发明,即“水排”。我国古代水排的发明,大约比欧洲早1100多年。

鼓风设备叫“橐”(音tuo),是一只皮制的鼓风机。这种橐,在历史上汉代时作了进一步的改进,由皮革制作的风囊和木架构成,有入风口和排风口,把几个橐连在一起的称为排橐或排,它可以增大进风量,增强燃烧的火力,把炉温迅速提高到炼铁所需要的1200多度。

最早,橐用人力畜力带动。据史书记载,当时的炼铁,需要上百匹马拉动大型排橐鼓风,加上装运矿石的成百上千的工人,真是人强马壮。

但是,无论人力还是畜力鼓风机都不能满足日益发展的炼铁的需要,炼铁业呼唤更有力的鼓风机的出现,于是功率更强大的水力鼓风机水排应运而生了。

宋代的王祯在《农书》中详细记载了水排的结构和工作原理,并绘图说明。水排是在湍急的水流之滨竖立起的巨大的木轮,靠水流的冲击力带动木轮转动,再由传动机构带动橐排的转动,从而将强大的风吹入高炉。

古代水力鼓风机所包括的动力机构、传动机构和工作机构三部分已经达到相当完备的程度,制作技术和尺寸大小和中国高炉的规模相适应,举世无匹。

还有铸铁柔化术,成为大商成为中国古代钢铁业的另一重大发明。铸铁炼制出来之后,因为性脆、缺乏韧性而不适合锻造优良的铁器。

而适合锻造铁器的铸铁,因热处理的温度和方法的不同,分作白心可锻铸铁和黑心可锻铸铁两种。白心可锻铸铁具有比较高的硬度和强度,黑心可锻铸铁具有较好的耐冲击性。

这种技术的关键是将普通铸铁长时间高温加热,使其中的化合碳发生变化,当碳的含量介于铸铁和钢之间,其性质也随之变化,具有较强的延展

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