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第二十三章 冶炼（第1页）

炼钢铁与制火药都要提到日程上来，沐天波记得后世昆明禄劝县便有铁矿，为滇中矿床之一，储量丰富，大概就在现在的武定府境内，之前数月已然派了沐家的冶铁作坊老师傅进山寻矿，眼下已然有了些眉目，矿石样本已经被带回，沐天波正着手准备建工坊，炼钢铁。

以后铳炮的生产也会主要在新的钢铁工坊中进行，伴当营这边主要进行新型产品的研制与实验，新工坊肯定得建在河流边，眼下矿石冶炼要大量耗水，而且未来造铳造甲也离不开水力机械的辅助。

云南地势崎岖，水能资源丰富，可以大加利用，眼下造铳最麻烦的就是钻枪管，此时已经有人力钻床，人用手柄摇动皮带转动钻头，还要不时停下调整角度给钻头上菜油润滑保护钻头，钻枪管便需耗时一月。

眼下的人力钻床就算使用学徒钻枪管，也需要一个人看顾一个钻床，要是使用了水力钻床，可以设计成一个钻床多个钻孔的形制，一个钻床就可同时钻多个枪管了，而且人力需要休息，水力却是不竭的，生产效率可以大大增加。

更有造甲冶铁之事，眼下小规模的铁匠作坊都是铁匠人力锻打生铁，将生铁锻打脱碳成为熟铁，再锻打淬火成精铁铸甲，铁匠们辛苦非常，用水力就可大量锻造出熟铁，不过构造水力机械还需要两个传教士帮忙。

想获取恒定的水能资源，需要筑坝拦水沐天波是知道的，可要将水力锻锤使用曲柄，将水轮的圆周运动通过连杆转化为直线运动，不仅需要构造专门的轴承与齿轮，各种部件的大小与放置距离都是要计算力距的，沐天波对此有些一知半解。

华夏之地虽然自汉代就有水排了，但水力器械发展一直不快，究其原因就是因为华夏一直不缺少人力，没有发展机械的源动力，反观英国之所以发生工业革命，便是因为它与法国争霸，作为岛国的英国人力与物产都不是法国的对手，有使用机械的源动力。

两个传教士却是知道欧洲的水力锻锤如何制作，眼下他们还在培训教习班，之前沐天波穷搜沐家的各种产业，找了几十个年轻的教书先生或是识字的成人，交由传教士们培训，用的教材便是几何原本之类的西学书籍，算是高级班。

再过个把月沐天波就打算让传教士们带着他们做出水力锻锤，有了这个经验再往后制作水力机械就轻松多了，眼下这两个传教士的小教堂已然盖好，但跟着他们做礼拜的信教者还是寥寥无几，让沐天波心中暗自松了一口气，沐天波同时也在撺掇他们找更多的耶稣会教士来昆明。

钢铁冶炼的流程，说白了便是用鼓风机让燃料充分燃烧，高温火焰融化铁矿，其间加入木炭粉等，最后让炉渣析出，剩下的铁碳混合物便是生铁了，生铁锻打脱碳便是熟铁。

又有灌钢法与炒铁法，灌钢法便是生铁入炉加温加入钢，人为改变铁料的含碳量成钢，炒钢用的柳木棒，两种方法的原来都是往生铁中加东西改变铁料的含碳量，因为现在的铁水只是半液态的，所以灌钢法与炒铁法都需要熟手根据经验操作，很难量化统一。

在现在的技术条件下，因为温度达不到，几乎得不到完全的铁水，只能是半液态的铁水，明末天工开物中记载的冶铁法已然是这个时代最系统全面的冶炼方法了。

眼下大明的冶铁中心便是广东佛山镇，作为明代四大名镇之一的佛山在天启年间就日产铁料六七千斤，眼下铸炮流行的失蜡法，泥模法都是来自佛山，天工开物中记载的冶铁法现在已然部分出现在佛山。

其方法便是将炼铁炉与炒铁炉相结合，炼铁炉出来的铁料直接进炒铁炉，取消了二次的加温，降低了能耗，形成了半连续系统，而沐天波想要采取的冶炼方法是坩埚冶炼法，以粘土烧制耐火砖，用石墨烧制坩埚，造炼铁炉。

炼铁高炉并不新鲜，但天工开物中的高炉都是开放样式的，沐天波却打算造全封闭带蓄热室的，加装一个水排鼓风机，将原本在炉顶部的废热气抽到蓄热室中，蓄热室用耐火砖构造，内中堆砌成密集蜂窝状孔型，为的是用砖壁吸附保存废热气。

还可分成进出气管道两组，用闸门控制切换，一组进新鲜空气时另一组导出废气，反复切换加热，最终蓄热室的耐火砖会被持续加热，新鲜的空气被水排鼓风经过蓄热室内变为高热空气，提高炉内温度。

这种方法的目的就是给炉内加温，类似的方法便是历史上1828年苏格兰人发明的热风炉，用高温空气加温，就算沐天波的这个坩埚高炉还是炼不出完全的铁水提升钢铁品质，炼出来的铁也肯定比现在的品质要高，而且肯定可以节约不少燃料。

原理很简单，关键便是耐火材料的使用，这个只能是通过大规模的实验获取实验数据了，用石墨，瓷土，粘土按不同比例进行实验，眼下沐天波已然让李有金他们搭起了封闭高炉，实验坩埚与耐火砖的材料比例，这个还需要慢慢来，更不能假以西人之手，在沐天波眼中这才是真正的军国利器。