區的全國手工業鋼鐵冶煉產能了。僅這一座鋼鐵廠,讓吳越成為如今漢語言文明範圍內最大的冶金產能勢力,是毫無問題的。
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因為蓄熱爐鍊鋼要至少30多個小時的時間才能出鋼,所以錢惟昱自然是不可能在視察的過程中盯著看那些工匠的全程操作過程。所幸如今有四臺蓄熱爐,所以視察的過程中沈默可以帶著錢惟昱去另外一座即將要出鐵的蓄熱爐邊上解說觀看——其實,四座蓄熱爐都沒能把最大的那座高爐的生鐵產能吃飽,只能是讓其中一半的生鐵有機會煉成鋼材,剩下一半生鐵只能拿來做普通鍛打的器具或者鑄造所用。
來到即將出鐵的那座蓄熱爐附近,沈默解說道:“兩個月前第一座實驗小蓄熱爐試煉的時候,用的還是石灰石、鐵礬土之類的輔料。後來交趾海防與廣西欽州之間也發現了一處大鐵礦,所產鐵礦石品位與崖州鐵礦相若,而且多有磁性。軍器監的工匠們在反覆實驗之後,發現這些磁性的鐵礦石充分破碎磨粉後放入鍊鋼爐內混煉,竟然能讓鋼料更加純淨優質。此後便形成制度,每四千斤生鐵水摻入二百斤磁鐵礦粉礦。”
海南島的石碌鐵礦,是鈦含量比較高的,而且還有一定量的鎳元素。按說在古代缺乏人工改變鋼材配比、摻入稀有元素鍛造成合金鋼的技術的情況下,用石碌鐵礦鍛造出來的鋼是有可能達到鈦鎳合金鋼的水平的——當然,因為不穩定性因素太多,鈦含量和鎳含量肯定不能和後世專業微調配比的合金那麼強大。
眾所周知,要極大改善鐵基金屬的強韌和鋒利屬性,兩大元素的摻雜是很重要的,一個是鎢,一個是鈦。鎢可以讓金屬堅硬銳利,從古代的寶刀名劍到後世的尾翼穩定脫殼穿甲彈,基本上都要用到鎢合金鋼製造刀刃或彈頭(貧鈾彈除外);而鈦合金在堅韌方面的特性就是無與倫比的了,可以用於製造對重量有要求的高強度裝甲,並且各種扭矩、抗拉等結構應力強度非比尋常;從次世代戰鬥機到宇宙飛船,鈦合金的應用都非常廣泛。
所以用石碌鐵礦的礦石冶煉出來的鋼材,在合金元素的混成方面,已經是絕對領先於這個時代東亞範圍內的其他同行了。剩下的另一個方面對鋼鐵質量的制約因素就在除雜方面,也就是如何進一步徹底除去鋼材中除了鐵元素、合金元素、適量的碳之外,其他不該存在的東西。
常規的做法,是在鍊鋼的時候加入石灰石除去僅存的硫、磷;用生鐵和氧化鐵礦石粉混成、利用氧化鐵中含有的氧元素在高溫時被別的雜質氧化奪走提純鐵含量。在這一點上,吳越人如今嘗試了使用越南北部的磁鐵礦開採出來的礦石。
與普通赤鐵礦的氧化鐵成分相比,磁鐵礦的主要成分是四氧化三鐵,其中的鐵元素化合價態更加不穩定,也相對活潑一些。更容易用於除雜反應。雖然四氧化三鐵礦石單獨鍊鐵鍊鋼的時候因為其磁性存在比氧化鐵要處理麻煩得多,但是在作為少量新增劑的情況下,卻可以很好的勝任,也算是一種妙到毫巔的物盡其用了。
錢惟昱一邊看著長興鐵廠四臺蓄熱爐的賬目和實驗記錄,上面記載著兩個月來幾十次反覆試驗的摻料配方比例,可見軍器監的工匠們在得到了努力方向之後,也是刻苦做了許多次最佳化,才有了今日的成果。四千斤鐵水當中,光是磁鐵礦礦粉的摻雜量,這些工匠們就從每爐一百斤試到了五百斤,才得出今天這個成果。
很快,開爐的時辰便到了,蓄熱爐首先撤去了堆砌在熱風室外面的煤球堆,把水車提供動力的鼓風機吹氣管道閥門移開,停止向蓄熱爐內鼓風。大約過了幾分鐘的時間,溫度稍微降低穩定了一些,就有工匠拿著用不曾上漆的光滑幹木料工具扒開爐膛門外的堆砌物,經過一番繁瑣的操作開啟爐門,把堆在一排玄武岩磙子上的爐鬥拉出來。
足足裝了四千斤精鋼水的爐鬥沉