第20章 钢铁工业

    在三人组游历，哦不侦察南宋的时候，另一边的东海本土，大家仍在为生存与发展而忙碌着。

    1255年，10月27。

    一大早，季国风拿着一块铁皮和一件救生衣，走进安全部驻地，左右看了看，找到了林小雅，高兴地大喊：“小雅，过来一下！”

    林小雅正在拿自制铅笔写着什么，听到他的声音一愣，抬头看到人之后，起身小跑了过来。

    “怎么了？”林小雅奇怪地问。

    季国风把手中的铁皮和救生衣递给林小雅，说：“我们试着做了几块胸甲，呃，因为产能有限，只能做成男女通用式的，采用了先进的弧形倾斜装甲设计，”他此时偷偷瞄了一眼林小雅的上半身，“呃，你先试试。板甲需要内衬，等以后可以弄点皮革或者棉花什么的，现在用救生衣先凑合一下。”

    林小雅掐了他一下，红着脸接过东西，套上救生衣，然后拿起铁皮看了一下正反，套在胸前试了一下。这块所谓的胸甲面积很小，基本只遮住了肋骨区域，但好处是份量也不算重，就是不知道防御效果怎么样了。

    “感觉还行，不是很重啊，不过为什么这么短？”林小雅一手扶着胸甲，一手比划着腹部，一边发问。

    “现在我们太穷，只能先做块小的重点防护一下，至少防住要害。而且做太大了活动也不方便。”季国风一边打量着她一边回答。

    林小雅拿下胸甲，随意一折，就弯曲出一个可观的弧度；随手一抖，整块板呼啦哗啦抖起来，发出响声，似乎很不结实的样子。“这就是你炼的钢？看起来有点软啊。”

    季国风脸一红，连忙澄清说：“当然不是，这是普通熟铁热锻出来的，性能不行。这不是正式产品，只是先拿来练练手，确认一下造型，才好正式造钢板甲。”

    ……

    说起来有些尴尬，重阳节那天，季国风对罗老头夸下海口，说一个月后拿十斤精钢来换他百斤生铁。不过他专业方向实际上是搞复合材料的，对于钢铁冶炼也就是纸上谈兵而已，只能召集小组从头开始摸索。

    还好阔马区那边有遗留的铁匠作坊，季国风跟已经成为正式劳工的铁匠于财探讨了好几天，终于有了点眉目。后面钢铁小组足足用了五天设计方案，另一边制作坩埚、架设炉子和准备各种材料工具又用了十天，等那个大风箱做完又是七天，到了九月底才开始正式炼钢。

    说是炼钢，但他们一开始对付的主要是生铁。

    历史上，工业时代之前的炼铁法有两个技术路线。一是块炼法，也就是把铁和木炭放在炉子里低温焖烧，用木炭不完全燃烧所产生的一氧化碳去还原铁矿中的铁，最后可以直接得到碳含量较低的熟铁。但这种熟铁块保持着矿石的形状，多孔而与杂质混合在一起，形如海绵，因此又称“海绵铁”，必须进一步处理才能真正用于打造铁器。

    另一个路线则是高炉炼铁，同样是把铁矿石和木炭一起烧，不过却是用了更高温度的高炉并通风，如此一来铁被还原出来之后会熔化成铁水，可以较完全地与原材料分离开来。但这种方法得到的铁料碳含量较高，本身是脆的，没法直接锻造，也就是俗称的“生铁”。这种生铁可以铸造成铁锅之类的铸件，但性能较差，要经过炒铁法脱碳变成熟铁，然后才能打造兵器。

    两个技术路线在古代各有优劣。块炼法初始投资小，得到的铁可以直接锻造，因此是世界范围内的主流方法。而高炉法虽然要先炼生铁再脱碳成熟铁多了一步，但可以规模生产，产量更大成本更低，因此被中国普遍使用。

    进入工业时代之后，铁需求量大增，因此高炉法又成了主流，一直延续到现代。

    季国风在罗家买来的这些生铁，就是高炉法炼出来的。这铁虽然成本低，但售价可不低，而且内部杂质不少，严重影响了品质。所以他们首先要做的，就是试着净化这些生铁，以提升原料质量。

    而且他们是有思路的。

    历史上出现过一种提升生铁铸造品质的方法叫“二次熔炼”，也就是铁水出炉后不直接拿去铸造，而是冷却成生铁锭之后放到第二个炉子里再加热熔融一遍，然后才正式铸造。

    这个办法当时的人不知道原理为何，但从后世的角度来看就很明白了——在二次熔炼的过程中，一部分硫磷等杂质氧化或挥发掉，铁品质自然就上升了一点。

    季国风用的就是这个方法，操作起来很简单，就是用石墨坩埚装了铁锭进特制炉子里烧——但光是如此效果也不会有多好，他们是在熔炼的同时加入了造渣剂，也就是一点石灰石，才较完全地除去了杂质。

    这一步倒不难，因为生铁碳含量高，熔点只有1100摄氏度上下，即使是他们这些新手堆出来的炉子也能达到，折腾了几天后就顺利得到铁水和自铸的生铁锭了。

    虽说如此，但他们现在既没法检测原料又没法检测产品，是把不同比例的配方一直做了好几锅，把熔铸出来的铁锭放在固定高处往下落，确定确实比买回来的那些铁锭耐摔了，才敢进行下一步。

    下一步，就是试着模仿铁匠的炒铁法，给生铁脱碳，得到“熟铁”。

    但这一步就难到他们了，虽然原理说的头头是道，看罗家炒起来也挺简单，但自己实操起来总是差了点。当时眼看着到了十月份马上就要失约了，而设备工艺都还没搞好，季国风咬咬牙，干脆先跳过这一步，拿着买来的熟铁和自炼的生铁混在一起煮了一锅，得到了一批“钢”。

    实际上这就是他们计划中的第三步，用生铁和熟铁混合熔炼，得到碳含量适中的均质钢。

    虽然“均质钢”这个名词看上去平平无奇，但在古代可是了不得的东西。古代所谓的“钢”，都是用熟铁洒碳粉锻造而成，碳含量高的也就只有表面薄薄的一层，想获得较好的性能，必须反复锻造，使得碳一点点渗入到里层才行。正所谓“百炼成钢”，费时费力费工费钱，所以钢才这么贵。

    而用坩埚直接将生铁和熟铁熔炼在一起，便可得到完全均匀的钢材，既性能好，又方便廉价。历史上著名的乌兹钢就是这么炼出来的，这种产自印度的钢材不但以优良性能而闻名，产量还不小，甚至还能大量出口到中国——俗称“镔铁”的便是它了。近代欧洲人一直在寻找这种炼钢法的秘密却不可得，直到18世纪英国人霍兹曼发明了坩埚炼钢法，用石墨坩埚作为承载高温钢水的容器，才算打破了乌兹钢的技术垄断。

    而石墨坩埚这种利器已经掌握在东海人手里了，正是因为有这个倚仗，季国风才敢夸下海口去用一斤钢换十斤铁。

    他本打算先炼一些净化后的优质生铁，再用这些生铁脱碳得到同样优质的低杂质熟铁，最后两者混合熔炼得到均质钢，然后这种钢自然就品质无敌了。可惜没想到时间紧迫，没来得及给他完成第二步……

    不过第三步比第二步还简单些，毕竟不涉及操作，只需要猛火熬就行了。当然这猛火可不是一般的猛，得把铁烧到1500摄氏度以上才行。还好他们炉子不大，又有强力通风，还设计了一套给空气预热的装置，最后还是堪堪达到了这个水平。

    由于原料大半都是直接买来没净化过的熟铁，所以这批钢的品质要比季国风当初设计的差一些，但以当前的标准来看仍然很厉害了。

    他们第一批出了二十多斤——实际上铸成铁锭就没几块——季国风拿了一部分给机械组，剩下十斤钢带去即墨给罗老头看。罗老头试过之后确实是上等好钢，对他的态度瞬间好了许多，痛快地给他换了一百斤生铁。季国风又额外买了一些生铁，罗老板给了个45钱一斤的“友情价”，真黑。

    然后他回东海带领小组继续试验，参照之前经验，进一步改进工艺，试图攻破炒铁法难关。

    后来他们不知道炼废了多少锅，所幸铁和石墨不会蒸发，即使失败了原料也没损失，最终还是勉强搞了一套能用的设备和工艺流程出来，可算是初步跑顺了。

    这个月进入下旬后，钢铁小组已经能出产一些完全自产的钢了。这批钢性能优良，强度远超他们现在见过的土著铁器，真是令人欣喜——但问题又来了，均质钢性能过于强了，铸成钢锭之后想锻造成铁器可又麻烦了啊！

    于是他们下面几锅吸取了教训，带了于铁匠在旁边，在钢锭还未冷却的时候就趁机锻打加工，确实效果不错，得到了一些质量相当过硬的锤子镰刀之类的东西。

    在观看铁匠锻造的过程中，看着高温铁块在大锤作用下不断变形，季国风又突发奇想：这么一直敲下去，是不是能直接敲成钢板呢？

    唔……以当前的战略态势来看，除了机械方面，钢的最大应用就是武器装备了。如果做刀剑之类的效费比太低，做成矛头的话又用不了那么多钢，从提升战斗力的方面来说，盔甲无疑是最佳选择了！

    上次战役时，东海人组成的军阵虽然效果拔群，但战后他们也没有盲目自大。无甲军队即使可以对付乌合之众，但碰上了正规军也只有被虐的份，不说别的，就是弓箭都受不了。而且进攻龙王寨时，那件防刺服表现亮眼，一人就可以抗住好几个普通海盗，若是再有几十件盔甲……

    季国风立刻与旁边的人分享他的想法，果然得到了一致认同，于是临时从安全部拉了两个人来，改组成钢铁对策暨武器装备研发小组，开始研究盔甲的制造。

    他们用纸壳和木板做了一堆模型出来，差不多确定了造型，就让铁匠拿熟铁先敲一块试试。这其实难度不大，以宋代的技术水平敲出一片铁板还算简单，之所以不用这种方法生产板甲，是因为熟铁太软，做出来的铁板几乎没什么防御力，矛头一戳就破了，而要想把熟铁板锻炼成钢板，那难度就太高了，不如用小块的钢片串联成甲。比如著名的步人甲，用一千八百块钢片组合而成，重达30kg，防御力惊人。

    但是这种札甲技术要求其实挺高的，甲片之间怎么连接、怎么堆叠都有学问，现在的东海商社肯定是做不出来的，反倒是一整块板的胸甲因为有了水力工具可以尝试一下。

    ……

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