看着制钢的小炉,苏颂道:“万没想到,炒钢的时候其实不用烧炭,只要鼓风即可。若不是真地试出来,谁能够相信?世间万物,有其自然之理,不详细推敲,却不敢妄下断言。”
杜中宵点了点头。以前在永城的时候,炒钢的规模较小,用的是这个时代最常见的方法。前些日子这里建炒钢炉,为了充分利用能源,自然建在冶炉旁边,炒钢与炼铁串连在一起。冶炉里出来铁水,直接送进炒钢炉里面,如此一来便就少用许多燃料。
炒钢的原理杜中宵还是清楚的。无非是炼铁时是在还原气氛下,以致铁水含炭量太高,出来的是生铁。到了炒钢炉里,要降低炭含量,炉里是没有炭的,只加石灰石和白云石之类的造渣剂,是间接加热而不是直接加热,是在氧化气氛下。既然是氧化气氛,氧气就应该充足,不然效果不好。
这是中学化学的内容,非常简单。为了保证充足的氧气,这里建的炒钢炉,特意加了吹管,一样有大风箱向里面鼓风。万万没想到,炒钢炉里鼓风,里面的铁水迅速沸腾,如同火山喷发一般,温度明显比以前下面烧炭高得多。由于难以控制,不断减少下面的炭火,结果效果还是不明显。到了最后,干脆炒钢时不烧炭了,仅仅鼓风,炉里面的温度就足够高,可以降低铁水的炭含量,炼出钢来。
杜中宵纳闷了一段时间,最终只能认为是铁水里面的炭,或者还有其他一些元素,在高温熔化状态下吹入空气,迅速发生放热反应,让铁水保持沸腾。这实际上就是后世的吹氧炼钢,不管是转炉还是平炉都是同样的原理。
鼓风之后,由于铁水沸腾得厉害,为了控制反应速度,就试着向里面加生铁,加废钢,偶然又发现不同的温度,出来的钢性能不一样。不同的出钢温度,会炼出不同含炭量的钢来。
这是个精细活。既不能测量温度,又不能精确控制时间,只能用肉眼观看铁水状态,以及表现出来的颜色,来控制出来不同的钢。杜中宵测试了很多人,来做这项工作。不断训练,现在大约有二十多外人勉强找到状态,是炼钢这里的宝贝疙瘩。他们现在刚刚上手,出来的钢性能不稳定,不过对这个时代来说足够了。反正出来的是中低炭钢,打造刀剑能性足够,后面就靠工匠的手艺了。
能不能尽量精确地测量温度?其实办法还是有的。比如用金、银、铜、铁等金属,或者一些已经知道的化合物,制成测片,利用他们不同的熔化温度,放进铁水里面探测,看熔化程度决定炼钢过程。只是这项工作精细而复杂,杜中宵只能提供一个思路,让下面的人去做,短时间内是做不到的。
测温不一定用温度计,可以用一些特殊的物理化学反应,比如熔
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