第232章 冶铁和炼钢(1/1)

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秦国目前的冶铁技术，主要是坩埚冶铁法。

所谓的坩埚冶铁法，便是先修筑一个小炉，然后用木炭将铁矿石还原成普通的铁水。

不过，由于熔炼炉温度低，鼓风能力一般，熔炼后的铁在熔炼炉中的滞留时间很短，所以熔炼后的铁水都是没有液化的、像海绵一样的固体块状。

而且只能一次一次的炼，不能实现连续生产，产量很低。

可以说，限制秦国冶铁能力的关键，便是生产铁时，无法进行连续生产。

不过这个问题并不是无法解决，可以通过加高熔炼炉的高度和大小，来增加冶铁量。

而相比于冶铁量不足这个问题，还有另外一个问题，也困扰着冶铁。

那便是温度。

想要从铁矿石当中，冶炼出铁水来，首先需要的是足够的温度。

铁的熔点在一千五百多度，而目前，秦国冶铁主要使用的木炭和木头，而木炭冶铁可以产生的温度，最高只有一千度。

正是因为温度不够，才造成冶炼的铁水会出现海绵状一样的情况。

想要让铁矿石充分融化，就需要增加冶铁时的温度。

而想要增加冶铁的温度，说起来其实也不是很难，那就是使用煤炭作为燃料，来进行冶铁。

和木头以及木炭不同，煤炭冶铁最大的好处，便是温度。

有木炭冶铁，在高炉当中，温度最多只能达到一千度，距离铁的熔点还有五百多度，尽管在长时间的燃烧下 也可以将铁从铁矿当中融化，可是，温度毕竟差那么多，融化出来的铁水也无法充足满足要求。

用木炭冶炼出的铁，如果想要进行使用，还需要经过多次锻打才可以。

而使用煤炭作为燃料的话，在高炉当中，煤炭可以产生的温度最高可以达到近三千度。

使用煤炭冶铁，可以将铁矿充分的化为铁水。

当然，用煤炭冶铁也有坏处，那便是，煤炭当中，普遍存在大量的硫，在使用煤炭作为冶铁燃料的情况下，煤炭当中的硫，会不可避免的进入冶炼的铁当中。

而铁当中含有的硫如果太多，对于铁是有很大影响的。

硫元素在铁铸件中会形成fes的化合物，这种化合物在冷却时会凝固成为固态并大量排列在铸件的孔隙处，导致铸件内部形成孔洞、气孔等缺陷，严重影响铸件质量。

硫化铁是铸铁中的一类夹杂物，多位于铸件内部，容易成为铸件中裂纹的起始点。

同时，硫应力腐蚀和热脆性也容易导致铸件出现裂纹，降低使用寿命。

所以，想要用煤炭冶铁，最好事先去除煤炭当中的硫，而想要去除煤炭当中的硫，也不是非常困难。

最简单的方法，便是在煤炭使用之前，先把煤炭浸泡在强碱水当中，让煤炭当中的硫，被碱性物质溶解。

这样虽然无法彻底去除煤炭当中的硫，但是，却可以大大减少煤炭当中硫元素的含量。

这样，煤炭冶铁便可以冶炼出合格的铁水了。

另外，用煤炭冶铁还有一个好处，那便是燃料充足。

用木炭和木头作为燃料的时候，实际上燃料数量是不足的。

大多数时候 能作为冶铁燃料的是木炭，而木炭是通过木头制作而成的。

想要获得木炭，先需要把木头变成木炭，而在木头转化成为木炭的过程当中，十斤木头最后才能得出一斤木炭。

这使的，木炭的产量受到了严重制约。

很多时候，开采出来的铁矿已经堆积如山，但是，冶铁的燃料木炭，却远远不够，从而导致生产效率低下。

而煤炭这东西，只要开采出来，便可以进行使用，不需要进行先期加工。

而且，煤炭的开采一旦稳定下来，其的产量会非常大，足够满足冶铁的巨大需求了。

宋代的冶铁产量比唐代足足多了三倍以上，主要便是煤炭在冶铁当中的应用。

而在将铁矿变为铁水以后，便可以用到另外一项重要的技术，那便是灌钢法。

秦国目前想要获得钢的话，一般的话，有两种方法，分别是炒钢法和百炼钢技术。

炒钢法便是，将生铁不断地“翻炒”、加热熔化，“炒”成液态或半液态，然后把它放在鼓风或在加入氧化剂如精矿粉的氧化条件下。

不断搅拌(炒)，促使硫、磷等杂质被氧化而除去，碳、硅、锰在翻炒的过程中与氧气充分接触被氧化。

而所谓的百炼钢便是，反复加热锻打铁块。

多次反复锻打可排除钢中夹杂物，减少残留夹杂物的尺寸 ，从而使其成分趋于均匀，组织趋于致密，细化晶粒，改善钢的性能。

工匠们会把“精铁”加热锻打一百多次，一锻一称一轻，直到斤两不减，即成百炼钢。

通过百炼钢技术生产出来的钢铁，虽然无法达到现代社会的钢铁质量，但是，在如今这个时代，已经可以称得上是难得一见的好材料了。

可以说，能使用百炼钢作为原材料的武器，那都不是普通的士兵用得起的。

毕竟，一块百炼钢的生产成本太高了，不是普通士兵可以负担的起的，除了军队当中的军官，哪怕是秦国的常备军，大多数士兵也没有能力用百炼钢作为武器的原材料。

更多的时候，秦国士兵还是使用的普通铁作为武器的原材料。

事实上，诸国的军队基本都是如此，毕竟，不管是冶铁技术还是炼钢技术，各个国家之间基本没有多少差距。

因为，百炼钢需要工匠花费大量时间和精力，反复锻打铁块，才可以获得，所以，需要耗费大量的时间，生产效率极其低下。

当然，除了百炼，更多的情况下，都是三十炼，五十炼这样的钢铁。

比如说，秦国士兵使用的武器，大多数的铁，都是十五炼的。

而灌钢法则是比百炼钢技术更好的获得钢的方法。

灌钢法又叫生熟法，是指，将通过将液态的生铁浇注在熟铁上，经几次熔炼，使生铁、熟铁内碳含量平衡，成为钢。

由于将液态生铁作为渗碳剂，碳的流动速度大大提升，节省了很多人力物力。

从而提高了钢铁的产量。