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下午正式開始實驗溶融磁鐵礦,煉鐵和煉鋼是有區別的,楊文禮以前在茅山沖是坩堝煉鋼,但是煉鐵他還是第一次實踐。
首先煉鐵和煉鋼的原料不同,煉鋼是用鐵和鋼進行提純,進一步去除雜質和降低含碳量,使之達到理想的含炭標準。
但煉鐵的原料卻是鐵礦石,在自然界中的鐵都是以化合物方式存在,所以鐵礦石其實不是鐵,只是含鐵的化合物,比如:fe2o3,所以煉鐵就是把鐵從含鐵化合物中還原出來。
煉鐵的還原劑是一氧化碳和石灰石,其中一氧化碳就是煤炭或木炭不完全燃燒的產物,這就是為什煉鐵溫度只有1600多度而煉鋼溫度卻有2000多度的原因,因為燃燒太充分了,其副產品一氧化碳就沒有了。
現代社會是高爐煉鐵,是把焦碳、石灰石、鐵礦石混在一起入爐融煉。高爐楊文禮也會建,但現在他沒這個需要,所以他還是釆用坩堝煉鐵,跟高爐一樣,在坩堝中放入木炭粉、石灰石、鐵礦石,邊融煉邊攪拌,同時撈出爐渣,到最後得到優質的生鐵。
……
「噫???」隨着爐溫的升高,楊文禮撈過幾次爐渣之後,他居然看到鐵水已經非常純淨了,以前他聽說磁鐵礦很難被還原的知識居然不對了。
看到鐵水合格了,楊文禮馬上就用勺子勺出鐵水,到早已準備好的陶模中澆鑄,將其澆鑄成生鐵錠。
鐵水冷卻很快,過了半個小時就可以開模取出鑄鐵錠,楊文禮用大鐵錘猛烈捶擊鑄鐵錠的凹陷部位,捶了幾錘就從中砸斷了,露出了暗灰色的灰口鐵截面,第一把就試煉出了非常優質的灰口鐵,揚文禮立刻高興得手舞足蹈。
其實這是很多原因巧合而成的,楊文禮口中所謂的磁鐵礦其實是異相赤鐵礦,是磁鐵礦在自然界中經過氧化而變成了赤鐵礦,而其外表卻保留了磁鐵礦的特徵,比如顏色,強磁性能等等。
在現代社會中,磁鐵礦也必須先粉碎、選礦,再氧化成赤鐵礦,才能真正開始融煉。赤鐵礦非常容易還原,是現代社會煉鐵普遍釆用的鐵礦石。
這就是楊文禮非常驚訝的原因,其中的原理,他並不知道。
再則,楊文禮和仁天、仁地三人背回來的這些異相赤鐵礦,經過了水流的沖刷,大自然已經幫他礦選過了,他回來後再用鐵器磁選過一次,這些鐵礦砂已經可以稱得上是優質的精礦砂了。
第三個原因是楊文禮採用了坩堝煉鐵,又是使用的木炭和木炭粉,避免了煤炭中的磷、硫等有害元素滲入到生鐵中,這幾個原因綜合到一起,所以他才能第一把就融煉出了優質灰口鐵的原因,這是楊文禮的幸運。如果換成用高爐法,採用煤炭煉鐵,他絕對不會這麼容易就煉出優質的灰口鐵,當然,優質的鐵礦砂原料也是一個主要原因。
灰口鐵又叫鑄鐵,性偏軟,有非常優良的鑄造性能,以及被加工性能。不過楊文禮現在只是把它當成煉鋼原料,所以即使是白口鐵也一樣。
試融煉成功了,楊文禮當即就向楊仁天指示,要他派人去那條小溪背鐵礦砂回來,這次不是實驗了,而是要大量融煉,所以要把所有的屯田兵都派去背鐵礦砂回來,一人背一百斤,二十人就是半噸,兩百人的屯田兵一次就可以背五噸鐵礦砂回來。
鐵礦砂背回來後,楊文禮又抽調了三名體質較差,性格懦弱,不適合當兵的屯田兵到兵器坊幫助他煉鐵。
三人都是貧苦人出身,沒有名字,只有賤名,一個叫張二狗,一個叫鐵蛋一個叫麻子。
楊文禮從稱料開始,手把手的教他們,鐵礦砂該多少,木炭粉該多少,石灰石該多少,該什麼火候,怎樣攪拌,何時出爐等等一一細緻地教給他們。
把煉鐵的事情交給三個屯田兵,楊文禮自己就去做其它的工作了。
他要製作陶泥模具,有楊刀鋼模的陶泥模具,鋼螺杆模具,以及大量的三菱箭頭陶泥模具。陶泥模具雖然可以多次重複使用,但也有損耗,數量一多,模具就要很多了。
把鐵礦砂全部煉成生鐵之後,楊文禮又教三個屯田兵怎樣煉鋼,爐子還是那個爐子,只是加了一個穹形爐蓋,也要更勤快的鼓風,以提高爐溫。
也是一樣的攪拌,也要加石灰石,爐蓋上有一個觀察孔,可以用來攪拌和添加石灰石。
快到出鋼水的時候,楊文禮又教他們判斷鋼水是否合格的方法,等鋼水達到亮白色了,楊文禮就命令起蓋出鋼。
之後就是澆鑄,楊文禮獨自製作出的陶泥模具也剛好干透,可以澆鑄了。
之後又是用新組裝的人力擠壓機,鑄造楊刀,再之後就是裝刀把、吞口、刀鞘等等。
搞軍工種田比較繁瑣,也無法用語言描述清楚,總之,經過幾個月的努力,楊文禮鑄造出了大量的三菱精鋼箭頭和楊刀。
剛好經過幾個月的訓練,奴隸兵和屯田兵力量達標了,正好可以訓練射箭和劈撩削三招了,時間套得剛剛好。
把最急需的弓箭、箭枝、楊刀製造出來之後,楊文禮就開始一心一意的研究護甲了。
楊文禮理想中的護甲,是西方式的板甲,此時明朝使用的山文甲、鎖子甲等等盔甲工藝非常複雜,還有許多藝術的雕塑工藝,這些他都不會。那些東西只是好看,對防護性能沒有半點提升。
西方的板甲是鍛造的,必須有水力鍛錘,那個東西也不簡單,雖然楊文禮只要用心去做,肯定也造得出來。但那很費時間,他現在就是沒時間,因為明年就要去東北了。
楊文禮要想一種更簡便的方法,代替鍛錘,他想到了擠壓機,那種鑄造楊刀所用的簡易機械式擠壓機。
不過護甲要求有更高的強度,因為護甲不可能有揚刀那厚,又要能抗住重箭和冷兵器的打擊,可想而知,護甲必須有何等優秀防護性能了?
一套護甲最重不能超過三十斤,否則會嚴重影響士兵的靈活性以及體力。又要防護許多重要部位,所以其厚度基本上也固定了,大約二毫米左右。
……未完待續
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