“主公所言的转炉炼钢,的确有所突破,可是炼钢的成功率不高,经常练出熟铁,亦或者生铁,其中的度还需把握!”
杜期闻言,蹙起的眉头仍旧没有松弛,听到公孙度的追问,反而皱的更紧了,心中挂念其大兴劳役的可能,又碍于职责所在不能推脱,于是开口解释道。
说到此处杜期也有点脸红,作为冶铁所的管事,花用了公孙度无数钱粮,却无法拿出令人信服的结果,他是心有所愧的。
“哦?把握的度?”公孙度闻言,不仅没有生气,心中反而升起了许多欣喜,概因杜期所说的炼钢的度,即影响出钢的因素掌控,其能想到这一点,已然有很大进步了。
“对,我们这帮老头子开了好几次会,总结了多次失败的经验。”杜期耳朵一动,听到了公孙度的小声自语,径直接话道,说到这里,有些花白的眉毛都禁不住跳动起来:“就像主公上次称赞我等在龙口设计的试验方案,说什么控制变量法。”
“此次炼钢,我等亦采用了此等方法,如今看来,影响出钢的因素,大概有:鼓风压力、鼓风时间、炉内铁料重量、生铁的冶炼质量、铁矿石的质量、转炉炉体尺寸等。”
一讲起这些日子的忙活成果,杜期一下子来了精神,掰着手指头给众人讲解起来。
然而在场之人,也就公孙度不时点头赞许,面上看着极其感兴趣,其他人听着听着就皱起了眉头,隔行如隔山,即便同为冶铁所的匠人,生铁冶炼匠人与炼钢匠人脑子里关于冶炼的理解就完全不一样。
“然后呢?尔等是如何克服的?”公孙度像个捧哏,适时出言问道,他前世接触过炼钢厂,可他自己从未真正看过钢水出炉,故而对于杜期这些开创未来的先行者极为尊敬。
即便有着公孙度的理论指导,可是在生产技术的进步方面,是需要一步一个脚印,踏实进阶的,没有两汉三百年的技术积累,根本就没条件实现公孙度所谓的炼钢猜想。
“鼓风压力一事,赵兄设计的阀门极为巧妙,我等将气囊并联,并且将先是压力的阀门改装,使其成为固定的压力出口,即只有压力达标时才会鼓风,否则关闭!”
杜期满是死茧的老手在空中比划着,试图给公孙度讲清楚他们的新奇构想。
然而这次就连公孙度也没明白他的讲解,直到他来到一台新制气囊面前时,他才明白杜期所谓的发明乃是何物。
“这是?”他指着那个气囊出口,有些不敢置信的出言道,不怪公孙度惊讶,因为他眼前的不是他以为的高压锅气阀那样的物件,而是个极其复杂精密的器械。
“主公你看!”不待公孙度发问,杜期上前,一手搭住气囊,使劲向下挤压,一边对公孙度示意,让其观察阀门口的变化。
公孙度转头,果然随着压力增大,圆柱形的部件被压力顶起来,出风口的喷嘴顿时传来一阵呼啸之声。
然而让他惊讶的不是这物件的原理,而是这物件的模样,因为这一个用于供给压力的阀门部件,在其眼里,只要转变下其思路,将气囊看作气缸,将顶起的出气口连接上曲柄连杆飞轮,那不就是个蒸汽机吗?或者说,所有能生成压力的器械,只要装上这部件,就能变成一台动力器械。
公孙度压下心中的惊骇,蒸汽机还是太过超前了,在没有精密钢铁加工技术前,蒸汽机都只能是实验室产物。
他相信,靠着这时代最优秀的手工匠人,依照他画出的简单图纸,就能给他手搓一台能运转的蒸汽机,最多,效率不高而已。
蒸汽机的原理其实很简单,火加热水,水蒸气膨胀给予压力,将压力释放的同时对外做功,如杜期等人设计的阀门一般,压力增大时那铜管短暂的一顶,配合着设计精妙的机械结构,给旋转的飞轮一个推力,便能有一台连续运转的源动力机械产生。
然而想要其达到用于生产之目的,任重而道远,那涉及到了各行各业的技术进步,并非一蹴而就的。
想到这里,公孙度暗自摇摇头的同时,心中还是下定决心在郡府设立一个部门,专门研发动力机械,相关技术自行研发的同时,也可以收集民间技术用以突破,群众的创造力时无穷的,如此广袤的土地,如此多的民众,多少令人称奇的技艺在民间流传?又有多少技艺在历史长河中失传?
“你们还有不同的接口?这是不同压力的出口吗?”公孙度蹲下身子观察,指着一旁并排的接口惊诧问道,他注意到这些接口的铜管大小明显不一样。
“主公慧眼,我等按照主公之前所讲,不断改变铜管的重量,4斤、6斤、8斤等等。我等便是以此作为鼓风的压力标识的。”
公孙度用手捻动上下滑动的阀门,暗自点头,这便是类比法了,即是将匠人们难以理解的压力概念,转化为了更为直观的重量。
“你等试验结果如何?”公孙度站起身,望着眼前大变样子并联起来的气囊,好奇问道。
“回主公,还是4斤的最宜,6斤的速度太快,我等难以判断何时出炉。而8斤的...”说到这里,杜期摸着缺了一块的头发,想起上一次的经历,他心有余悸的摇摇头道:“太过暴烈,冶炼炉当即爆炸...”
“至于鼓风时间,其实说转炉炼钢时间更合适。我等从一开始的炸炉,到后面陆续的改进炉体,时间延长到了一个时辰,经过一次次的试验得出,半个时辰左右,是出钢的最佳时间,少了出的是生铁、晚了就变成熟铁,其中的度最难把握!”
杜期很快便从恐怖的回忆中脱离,领着众人前行继续道。
公孙度本以为杜期没有好的计时器械,会遇到瓶颈,却没想到杜期早就想到这一点。“那时,我等意识到了时间是转炉冶炼的关键,使用了冶铁所所有常规的计时法子:日晷、线香、沙漏。最后还是用上了只有郡府才有的刻漏才解决了计时的精确问题。”
说着杜期还向公孙度感激的一礼。
公孙度这才记起来,他是有批准过向冶铁所提供水漏计时器一事的,水漏即刻漏,此物的受众还是官府居多,民间连听说此物的都还少,他没料到杜期等人竟能想到运用此物。
这时候的刻漏多半是受水型刻漏,其特色是浮在受水壶水面上的漏箭,随水面上升指示时间。一般的刻漏只指示一天的刻时,有手巧的匠人在刻漏的下方进行改装,不同体积的水壶漏箭可以指示不同的时间。
公孙度府上的那一尊刻漏的精度就颇高,其有标识一刻钟的水壶漏箭,即能指示一刻钟的百分之一。
听到此处,公孙度觉得杜期等人已经距离成功很近了,能够精确把握住出炉时间,已经能减少绝大多数变量了。
“成否?”公孙度望着冶炼场附近的一台刻漏,转头问道。
谁知杜期严肃的摇摇头。
“非也,没有那么简单,光是转炉的体积,就经过多次的改进,最后还是根据高炉出铁量计算了一个数值,转炉的体积随着高炉的体积变化。更确切的说,转炉内的铁料最佳为炉体的4成。”
“除此外,生铁的质量因素也很关键,没有好的高炉炉头,炼不出好钢!”杜期说到这里也颇为感慨,他越向炼钢技艺进发,就越要后退到炼铁这一步,对其工艺锱铢必较、精益求精。
“然而,即便我等严苛要求每一步,但是正如那些吵着去道观的年轻匠人所言,这世上,每一炉铁都不一样,绝没有一模一样的生铁出炉。这也就决定了我等在转炉炼钢上的实验结果,也充满了变数。”
“所以!”杜期讲到这里颇为遗憾,指着刚刚被抬到公孙度眼前的金属块道:“目前我等能做的,就是将所有的手段都上一遍,生铁冶炼不足,那便精确出其最佳冶炼时间。杂质过多,那便在转炉里也加上石灰用以出渣。最后炼出来的钢便是如此!”
公孙度望着眼前方方正正的金属,这样的体积,这样的棱角,根本不可能是锻造的,他挑挑眉毛惊讶道:“浇筑的?”
“正是!”杜期终于露出笑容,拍手道:“尽管炼出来的钢不如炒钢法、也不如最新的灌钢法,但是转炉炼钢有条其他法子都没有的优点,它可以浇筑!”
说着杜期拎着把小锤子,轻轻敲打面前的金属块,发出铿锵之音,有些可惜道:“这么大块的钢,硬度达标了,韧性不足,用来做刀差了点!”
他转身用锤子敲打另一侧的金属块,苦笑摇摇头,有些无奈道:“一模一样的工序,这块钢就韧性十足,打造武器足够了,也不知道是哪里出了问题。”
“我们啊,完全是在碰运气。就像是在盲人摸象,以前没头绪的时候,是在森林里找大象,如今有了这些法子,不过是将森林变成了巨室而已。”杜期站起身,拍拍沾满油污的双手感慨道。
他看着面露不解的众人,露出一个大大笑容“不过嘛,这也是个巨大突破,按照主公的说法,介于生铁与熟铁之间,便是钢。目前我等转炉实验结果,不似生铁那般易脆,也不似熟铁那般质软,虽然与我等锻造的精钢有所差别,但其应该属于主公所言的钢之范畴了吧!?”
公孙度此刻正蹲下身,仔细的观察眼前的铸钢块,眼神里满是赞叹,眼前的铸钢与铸铁不同,没有铸铁那样的黑灰色,而是亮闪闪的银白色,看着就赏心悦目,他试探着用手指敲击上去。
“叮叮”公孙度侧耳听着这声响,与敲击自己的宝剑声响略有不同,但是与铸铁比较还是有天壤之别的。
当听到杜期的感慨时,公孙度有些无语,这些个大匠,眼界太高了点,他们打制的钢铁武器,那是名家之作,有多少人用那样的武器上战场,真正改变世界的还是那些中庸的技术。
“是!肯定是钢的!”公孙度站起身握住杜期的手,一边连连挥动,一边激动说道。
杜期被公孙度突如其来的热情,搞得有些猝不及防,愣在那里不知所措,好在公孙度很快回过神来,拉住杜期继续发问:
“杜老,这种钢既然能浇筑,那一定能批量浇筑武器吧?”
其实无论是汉朝,还是更早的秦朝,为了加快武器的生产效率,都是尽量采用金属浇筑法制造武器的。
比如秦朝的箭簇、戈矛长剑,都是批量的青铜制造。
而到了汉朝,虽然因为冶炼技术的变革,钢铁的冶炼法很难使用浇筑法制造武器。
据公孙度所知,这时候的洛阳武库,制造军弩,为了保持军弩的精确度,还是使用的秦代传承下来的浇筑法制造弩机零件。
因为此时的主流造钢还是靠锻打,故而好的兵器基本告别浇筑法了。
但是据公孙度在郡府的记录中得知,边关就有为了战事而使用生铁浇筑箭头的例子,生铁出炉作为液态,也能作为浇筑的原料,即便有着不够锋锐、易碎等缺点,但是其批量生产的优点,遇到战事紧急时,生铁箭头就成了一种合适选择。
“呃?”杜期一愣,没想到公孙度提出这个问题,接着便解释道:“其实,即便我等没有炼出钢水,也是能批量生产环首刀的。”
“哦?说来听听。”公孙度此刻倒是不急了,示意杜期细说。
“喏!这法子还是老朽在宛城听一个江东籍贯的匠人说的,他们那里就有刀匠曾经为了完成上头摊派的打造环首刀的任务,想出了这么个法子。即先用生铁浇筑模范,做出刀型,再只对刀锋进行锻造,听说其人是用熟铁打造出薄片包住刀锋,再简单锻打合一,从而打造出耐用锋利的好刀。”
杜期说到这里,眼睛一亮,合掌大叫道:“这法子不就是灌钢法吗?某以前怎么就没想到?”