第二百零一章 坩堝煉鋼

明末工程師 第二百零一章 坩堝煉鋼

忙完了官場上的迎來送往，李植開始研究坩堝煉鋼。

雖然蘇鋼的質量不錯，達到后世普通鋼材的標準，但仍然含有相當的硫和磷，用來做工具鋼有些勉強。而且蘇鋼價格昂貴，一斤蘇鋼要二兩五錢銀子，用來制作刺刀導致刺刀成本很高。李植現在有八千把在役步槍和兩千把庫存步槍，這一萬把步槍刺刀的蘇鋼成本就達到兩萬五千兩銀子。如果李植要擴充部隊，還要花更多銀子買蘇鋼。

另外李植還需要優質鋼材制造燧發槍機的主彈簧和扣簧片。鋼材質量是決定這兩個彈簧效果的關鍵，直接決定了步槍的擊發率。目前用蘇鋼制造的步槍擊發率在八成多，如果擊發率進一步提高，射擊的命中率也能得到一定的提高。

最后，好的鋼材可以為李植帶來巨大的利潤。蘇鋼賣到北方要二兩五錢一斤，如果李植以略低的價格出售更好鋼材，可以搶奪不少蘇鋼的市場，利潤巨大。

要知道在這個時代，精鋼極為稀缺，甚至可以當作等價物使用。一些富裕的家庭都會窖藏儲備一些精鋼，以備不時之需。如果李植煉出好的鋼材，一定會有市場。

李植迫切需要更好更便宜的優質鋼材，而十八世紀中期出現的坩堝煉鋼無疑是李植可選的唯一方案。這種煉鋼法用熟鐵做原料，用石墨做坩堝滲碳材料和還原劑，用石灰石做造渣劑，煉出來的鋼鐵質量很好。這種煉鋼法在歷史上被使用了一個世紀，直到十九世紀末電弧爐煉鋼發明后才被取代。

坩堝煉鋼法作為一種十八世紀的技術，還是比較簡單的。李植在穿越前研究過一些土法坩堝煉鋼方法，現在正好拿來用。

坩堝煉鋼的難點在于需要一千六百度的溫度，李植找到了蔡懷水，讓他負責采購能承受這么高溫度的坩堝。

蔡懷水如今一個月月錢四兩，已經娶了翠兒做媳婦，上個月剛生下一個大胖兒子。四兩銀子這年頭足以讓五口之家過上小康日子，何況蔡懷水在玻璃作坊做窯頭還管一日三餐。雖然被父親趕出了家門，但是他并沒有在外面餓死，而是活得有聲有色。他如今對自己在范家莊的生活十分滿意，對帶給他這個生活的李植也相當忠誠。

“蔡懷水，我需要比燒玻璃還高一些溫度的坩堝，你知道哪里有嗎？”

蔡懷水想了想，說道：“大人，做燒這么高溫度的坩堝也是能做的，那便要用黑滑石做坩堝了，這黑滑石礦產不多，做大口飯碗那么大口，四寸深的坩堝要花二兩銀子，德州那邊有人用這樣的坩堝燒瓷，那邊買得到。”

李植想了想，猜測蔡懷水說的黑滑石大概就是石墨了，說道：“用一半黑滑石，一半粘土做坩堝，是不是能便宜些。”

“那一個坩堝也要一兩二、三錢銀子。”

李植算了算，覺得蔡懷水說的坩堝起碼能裝十幾斤鋼鐵，這樣算下來坩堝煉鋼的成本比買蘇鋼便宜多了。李植點頭說道：“沒關系，那你就去聯系購買這樣的坩堝吧，先買一百個來。要是我用你買的坩堝煉鋼煉成了，我賞你二十兩銀子。”

蔡懷水聞言一喜，說道：“東家借我三個家丁四匹馬，兩輛馬車，我帶人去德州買黑滑石坩堝。”

蔡懷水當天就出發往德州去了，六天后用馬車運了一百個坩堝回來。

李植仔細看了看那坩堝，發現確實是用石墨和粘土做的。

有了坩堝，李植就開始修筑坩堝煉鋼的爐子了。這種爐子用耐火磚做成，下面是空的，空腔旁邊有個鼓風口，用人力不斷鼓風。爐子中間有鐵條做成的爐橋。爐橋上面裝滿焦炭，焦炭中間放置石墨坩堝，爐子上面的爐蓋上留著一個孔。這個孔用來觀察鐵水和攪拌鐵水。

這個爐子里，可以放五個坩堝。

焦炭在明末被用于煉鋼。李植派人在天津附近找了找，在遵化的官營煉鋼廠附近找到了煉焦的作坊，買到了焦炭。

花了三天做好了爐子，李植就開始試驗煉鋼了。

李植在爐子里堆滿了焦炭，在焦炭下面防置木材，把這些木材點燃，逐漸把焦炭燒著了。這時候坩堝不放進爐子，等爐子燒了半個時辰燒熱了，才把空坩堝放進去。然后用力鼓風下料，把坩堝燒得火熱后，才把預熱過的熟鐵放進坩堝里。

同時在熟鐵里放上一些石灰粉，用來造渣。

關上爐子燒幾個小時，等爐子里的坩堝材料石墨滲入鐵水內，把鐵水變成鋼水后，打開爐子勺出浮在鋼水上面的爐渣，然后倒出鋼水。讓鋼水在模具里變成鋼錠后，便得到了需要的鋼材。

李植也不知道到底要燒幾個小時才能滲碳完全，就試燒了多次。煉制鋼材的時候坩堝反復使用，結果有一個坩堝用到第五次時候裂開了。漏出來的鐵水廢掉了一整個爐子，好在沒有漏在爐子外面傷到李植。

看來這個石墨坩堝只能重復使用三、四次，李植從此把用過三次的坩堝都扔了，不再使用。

最后燒了十幾個坩堝的鐵水后，李植發現燒兩個半小時滲碳就比較合適，燒出來的是鋼材。

但第一爐鋼水燒出后，效果不好。李植讓鐵匠用造出來的鋼材做了個彈簧。結果那彈簧壓了十幾次就彈性減弱了，顯然這次煉出的鋼材不合格。

李植猜測是鋼鐵中含磷和硫太多了，尤其是含磷過高。磷與鐵形成極脆的化合物磷化三鐵，在室溫下使得鋼的塑性和韌性急劇下降。

李植再次試驗，這次他等鐵水燒化后在坩堝里加入更多石灰石、螢石、河沙和純堿造渣，然后在煉制過程中不停用鐵棒攪動鐵水，希望能除去更多硫和磷。

這一坩堝煉出來的鋼材質量明顯提高，做出的彈簧已經可以媲美蘇鋼制品了。但是李植依舊不滿足，坩堝煉鋼造出的產品應該強于蘇鋼，顯然生產工藝還可以改進。(