第37章 炼钢革新

朱鼎盛陆续将后世发明更加先进的技术向大家一一道来：坩埚炼钢法、液态钢和合金钢、脱硫脱磷、蓄热室的概念等等。

宋应星及其带来的多个铁匠，拥有的是这时世界上最先进的钢铁冶炼流程。听了朱鼎盛的说话，一时之间都是茅塞顿开。

坩埚炼钢的关键在于那个坩埚，明朝已经有了，但是无法耐受炼钢的温度，通过反复试验，调整坩埚中石墨、瓷土、粘土的各种不同混合比例，就可以很快得出结果。

但是已经有了耐受高温的坩埚，但是开放式的炼铁炉温度不够，无法将铁完全液化，蓄热室则就可以液化生铁，将钢加热到液态，才能够精确地控制其中的碳与其他元素的比例，制造熟铁(含碳小于0.2%)与钢(含碳介于2%～0.2%)。

中国埋藏的铁矿石与煤炭中磷与硫含量都比较高，导致炼出来的铸铁性脆，作为火炮的性能往往比较差，做管壁做薄了容易炸膛，把管壁厚度加厚又导致重量明显增加，显得特别笨重，无法适应战场上瞬息万变的节奏。

在大家为质量更好的钢铁而烦恼时，可是对于朱鼎盛而言，这些基本上都是后世的高中物理化学知识，解决起来并不困难。

明朝时期中国钢铁工业的产量规模和技术储备已经是很雄厚的。

明代中国铁产量高峰时达到3000到5000万千，远远高于汉唐宋元时期的铁产量，也高于同时期的欧洲各国。

在成化、弘治年间，地方已经形成冶铁铸造中心，比如广东佛山镇就发展成为一个典型的工业化城市，各种冶铸工人在二三万人以上，各地铁矿采矿工人也经常在万人以上。当时使用的瓶炉体形巨大，通常情况一日夜可出铁3600斤，最高可日产生铁6000余斤。

不仅产量巨大，而且技术水平也很高。明代发明了多种技术提高了生产效率，比如：苏钢冶炼法；生铁淋口技术；生熟铁串联冶炼工艺；煤炭冶铁大规模的推广运用；炼铁已使用活塞式鼓风机，结构功能与近代鼓风设备一致。

故此，要炼制质量优良的钢铁的另一重点，在于解决寻找如何脱硫脱磷等去除杂质的技术。

石灰石能使铁水脱硫与脱磷，在炼铁炉中添加石灰石、石灰与萤石，就能把铁中的硫磷杂质弄成渣分离出来，这个过程就叫造渣。

另外必须使用碱性耐火砖作为炉壁内衬，因为石灰等造渣剂与磷形成磷酸，磷酸可与石英砂等做成的酸性耐火砖产生剧烈反应，导致炉壁破坏。

朱鼎盛选用的是白云石这种碱性耐火砖作为炉壁内衬。

苏钢冶炼法是明朝工匠发明的一种淋铁氧化的方法而使渣铁分开，成为比较纯的工具钢，这是灌钢冶炼技术的新发展。

明代锻制各种兵器的锋刃时，经常采用生铁淋口的方法，使原来以熟铁或低碳钢为本体的生产工具，表面有一层一定厚度的擦生层，包括渗碳层和生铁熔覆层，达到了表面坚硬，内部柔韧和耐磨耐用的要求。

生熟铁串联冶炼工艺，这是把炼铁炉与炒铁炉串联在一起，让由炼铁炉炼出的生铁液流入炒铁炉，用柳木棍搅拌，使生铁液中的碳氧化，而成熟铁。这种连续生产的工艺，已初具组合化生产的系统思想，既提高了生产效率，又减少了能耗。

煤炭冶铁大规模的推广运用，明显提高了这个时期的钢铁产量，但是因为煤炭含有大量的硫磷，又使得制造出来的钢铁质地变脆。

这些在宋应星的《天工开物》中已经有详细的描写，当时钢铁冶炼流程，已经到了规模化、量产化、生熟铁连续生产的地步。