普德林法是现代炼钢法出现之前的主要生产方法,曾达到相当大的生产规模,但由于对控制脱碳的技术要求很高,以及半凝固态冶炼环境下劳动条件非常恶劣——搅拌工人不仅要被高温烘烤,影响健康,而且容易发生安全事故——在更先进的贝塞麦法诞生后,普德林法即被迅速淘汰。
不过在17世纪的临高,这种18世纪的落后生产技术已经是相当先进了,至于搅拌工人的人权问题,林伟业选择了忽视,目前还顾不上这些。
虽然是现代钢厂的工程师出身,但是以古代方法炼钢还是第一次,普德林法和中国古代炒钢法原理差不多,关键在于对脱碳火候的控制,脱碳不够仍然还是生铁,含碳量太低就成了纯铁,只有处于两者之间才是钢。
在广州来的工匠辅助下,炼出了第一炉铁水,林伟业很紧张,夏天南也很紧张。古代炼钢法判断炼出的是钢还是铁,只有出炉了才知道。
铁水冷却后,一名有经验的工匠凭肉眼判断出不是钢。林伟业不死心,用铁钎去敲打,果然是质地很软的纯铁——火候没掌握好,脱碳过头了!
夏天南不懂炼钢,只能安慰林伟业:“没事没事,失败乃成功之母,我们这次买的生铁足够,炼坏一炉重新再来就是。”
话虽如此,心里却在滴血,花费了巨资不说,关键是生铁很难买到,纯属消耗品,开发琼州本地铁矿必须提上日程了。
林伟业考虑了一下工艺流程,围着平炉转了一圈又一圈。夏天南不敢打扰他,工匠们不知道他在干嘛,也没出声。
良久,见林伟业还没停下,有个工匠大着胆子说:“东家,这炼制熟铁是个精细活,我们在广州时,都是用小炉,一次最多炼两三百斤生铁。一般是十到八斤生铁,才能炼制出一斤熟铁。现在用这么大炉子,一次几百上千斤生铁放进去,不好控制火候,还是用小炉,慢工出细活的好。”
众人皆以为然,炼制熟铁一向如此,规模越小越容易把握火候。虽然中国汉代就出现了炒钢法,但是民间大规模炼钢是官府不允许的,官办的作坊又未必把炒钢的工艺传承下来,久而久之,大规模炒钢的工艺就很少有人掌握,小作坊小批量炼制熟铁成了主流,费时费力而且效率不高。
林伟业猛地停下,反驳道:“几百斤生铁一次炼几十斤熟铁,太慢,一年又能炼出多少熟铁?”
他抬起头看着平炉,想起了相关书籍上记录的古代炒钢法的关键工艺——把生铁加热到液态或半液态,利用鼓风或撒入精矿粉等方法,令硅、锰、碳氧化,把含碳量降低到钢和熟铁的成分范围。
眼下没有精矿粉,只有鼓风了,用空气中的氧气使硅、锰、碳氧化,避免之前单一搅拌法的缺陷。单一搅拌法没有经验的话,搅拌时间过长,就会出现脱碳过头的现象。通过鼓风,配合搅拌,减少时间,应该能够成功。
来不及制作水力鼓风机,就用传统的人力鼓风。重新投放一炉生铁后,十几个力气大的学徒轮流用传统炼铁的鼓风机向炉内鼓风,炉顶的工人同时开始搅拌。第二炉铁水出炉后,已经是日头偏西了。这次如果再不成功,只能明天再试了。
铁水冷却后,所有人的眼光都集中于此。眼尖的工匠看到灰色的成品,叫喊道:“成了,是熟铁,不是软铁!”
林伟业用铁钎去试,发出了清脆的金属声,质地坚硬,有一定韧性,与硬而脆的生铁和质地软的熟铁都不同,按照金相学解释,既不是生铁,也不是纯铁,那么就是钢,而且最大可能就是相对塑性较好的低碳钢,制作火枪最合适的材质!
林伟业抱住夏天南,激动的大喊:“成了!我们成功了!可以大规模制造低碳钢了!”
在现代化的钢铁生产线上生产出更先进的合金钢,显然不如亲手用土办法炼制出原始的碳素钢更有成就感。成功的喜悦充满了林伟业的胸膛,一种旧时空无法体验的情绪在他心中弥漫。
在旧时空,他虽然是工程师,但只是庞大的生产流水线上一个零部件,对于整个钢铁生产线而言微不足道,在这里,他能凭一己之力实现规模化炼钢,陡然生出一种战天斗地的豪情,他忽然间能领会夏天南那种开辟新天地的理想了——我们来了,我们看见了,我们将征服并改变这个旧世界!
夏天南长出一口气,能炼出钢,就能制作火枪,废了一炉生铁,也是值了。他与林伟业拥抱着,拍拍对方的后背,大喊道:“老林,好样的。”
兴奋之后,林伟业保持了良好的职业精神,他与工匠确定了整个生产流程的操作要点,然后以文字的方式记录下来形成生产手册。
这么一来,以后负责整个工艺流程的工匠,只需按照生产手册执行即可,即便换人,也不要慢慢去摸索和掌握火候了——这就是古代生产工艺和现代工业化生产的本质区别,古代工匠把技艺当做吃饭的法宝,绝不外传,导致先进的工艺只能通过口口相传继承,很容易失传,也不利于大规模生产的推行。
在场的工匠亲眼见证了几千斤生铁一次性炼出熟铁,比起他们平常十斤生铁炼出一斤熟铁效率何止高出几倍!有些心思活络的就眼神闪烁着,想着是不是记住这种方法以后出去卖个好价钱。
夏天南不懂工艺,但懂管理,他敲打了一番在场的工匠:“这个工艺手册只能在厂里保管,不能流传出去,不过传出去了我也不怕。你们不要想着靠这个去赚钱,除了我这里,没有人能有这么大的炼铁规模,就算有,他练出这么多熟铁卖给谁?官府首先就治他的罪了。再说了,你们在我这里干活,安家银子一分不少,工钱从优,哪里能找到比我这里更好的地方?”
炼铁之前,夏天南就向众人宣布过:钢铁厂的酬劳制度比照博辅造船厂,也是按等级划分,引入竞争机制,年底按炼铁炼钢的总量计算奖金。
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