第十八章 高碳钢

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不过儘管这个改良配方更成熟、更適合规模化生產，但王选也没有照单全抄。

他把其中的焦炭换回了木炭。

用焦炭代替木炭粉是为了提高渗碳效率，因为焦炭的空隙更大，然而王选並不知道他得到的焦炭的具体来源在哪里。

眾所周知，国內的煤矿往往品质不高，王选无法確定以这些煤炭生產的焦炭的含硫量，也不知道大明的乾馏工艺中有没有脱硫的环节。

古人炼製焦炭的歷史很长，但大规模应用於炼铁则是明朝中后期的事情了。

王选能找到焦炭，但他暂时只准备把这些焦炭填入反射炉当原料，而不是填入坩堝进行渗碳。

还是老老实实先用木炭吧，使用活性炭的话渗碳效率也还可以，平替不存在问题……当然了，这样做的话生產成本也更高。

萤石取代玻璃做助熔剂，可以將铁条的熔化温度降低到一千三百度。

氧化铁皮可以促进渣铁分离。

骨灰也必不可少，它能在反应过程中提供持续的脱硫能力。

王选按照特定的比例分层装料，最后將萤石盖在表面。

由於王选往坩堝里撒了骨灰，周围的工匠看他的眼神都有些古怪……开炉炼钢还需要作法，工匠们初觉得惊奇，但一想又觉得很合理。

这个环节是不是有点像传说中先秦铸剑师的以身殉剑？蒙昧时代，开炉炼铁炼铜，往往会跟巫术联繫在一起。

毕竟靠“鬼神之力”带来的偶然性，古人才有概率铸成神兵利器。

但还真別说，从骨灰对脱硫的贡献度方面讲，以身殉剑居然有一定科学依据。

王选將这些工匠的神態看在眼里，最后不得不开口说道：“这是牛骨，不是人骨。”

然而身边的薛闕非但不配合，甚至鬼使神差的问道：“要是用人骨呢？”

王选想了想，然后是实事求是的说道：“也行，但效果不如牛骨，而且有社会道德伦理问题。”

说到“人骨”，王选想到了一则大英笑话。滑铁卢战役结束多年后，英政府突然想把阵亡將士的遗骨从战场上挖回来安葬……表彰忠义嘛，放之四海而皆准。

结果到地方一挖，居然什么都没挖到。

后来他们一查，发现那些骨头早就被带嚶国內的无良商人挖回来製造化肥了……

“那什么，最好別用人骨，没有牛骨可以用其他动物骨头。”

王选心说我这是材料科学，又不是巫术。

这话让工匠们纷纷点头，不管古人还是现代人，看来都非常忌讳摆弄人骨骨灰。

调整熟铁条和木炭的比例、改变熔炼的时间，坩堝炼钢可以得到高品质刀具钢、工具钢、弹簧钢甚至中碳结构钢……儘管生產方法是手搓，但正如王选所说，这確实是材料科学。

王选决定先生產一炉中碳钢和高碳钢再说。

往反射炉里早已开始升温，王选让一个铁匠把坩堝夹入炉中，隨后熔炼开始。

王选有理论依据、也提前做好了各种现实准备，本以为炼个坩堝钢会手拿把掐一次性成功，然而真正操作起来还是出现了问题。

“温度不达標。”

不知道是焦炭的问题还是炉子的问题，总之肉眼看坩堝里铁水的顏色都知道温度有问题。

王选稍微想了想，而后立刻给出了改进方案。

“改炉子，开鼓风口，在风箱前面加个空气预热室。”

温度不够那就升温，王选立刻要求熄火、改进。

要不说坩堝钢成本高呢，刚刚的坩堝废了，里面的铁料基本也废了。

一直快折腾到晚上，炉子的改造终於搞完了。

风箱风力有限，而且目前只能靠工人手拉，但空气预热带来的效果明显，看反射炉里的火焰就知道这次温度升上来了。

“装坩堝吧，装两个。”

整个熔炼的过程，说起来很简单，除去前面升温的过程，先是高温熔炼两小时、接著保温精炼半小时（过程中分数次撇去『浮沫』），然后取出坩堝、倒出钢水浇筑成钢锭就可以了。

然而在缺乏设备的情况下，判断温度只能依靠经验……好在时间王选可以掐的很准，除了“系统时间”外，他还有一块机械錶。

铁水暗红色，那就是一千三百度左右，橙红色一千四百度，亮白色就超过一千五百度了。

“时间到了，取一个坩堝出来，浇成钢锭……还有，浇一根细铁条。”

熔炼时间到了，王选指挥工匠从炉子里夹出一只坩堝，另一只坩堝则继续精炼。

又过了五十分钟之后，他让人取出第二只坩堝。

这时候时间已经来到了深夜，作坊里依然灯火通明，第一只坩堝取出之后，还留在这里的铁匠议论声就没停过……仅凭经验，他们就能知道得到了一炉子好钢。

炉子熄火，轮流拉风箱的工匠们都累惨了。

王选道声辛苦，让他们在一旁休息，隨后他先拿过来第一根细铁条，他双手用力想要將其掰断，然后……他没成功。

“老师傅，你掰断它。”

没办法，他將细铁条递给一旁的一个铁匠，对方双手用力，非常轻鬆的將其一掰两截。

王选拿回铁条，他藉助火光观察断面。

断面呈现深灰色绒状，可以肉眼观察到金属的粗晶颗粒，断口边缘还有塑型凹陷。

他拿著两截“铁条”，相互敲了敲，又感受了下硬度后，说道：

“中碳钢，没毛病。”

等第二根细铁条冷却下来之后，他再次命人將其掰断，这次的断口呈银白色瓷状，断面的金属颗粒形如细沙，而且整个断面很平直，掰断的边缘没有任何变形。