看着炼钢炉子不断发呆的唐文郎,心中不断地在重复着现代炼钢的发展史与发展要素,突然脑海中闪现出一个想法。
北宋时期,因为燃料、炉型等问题,炼钢炉子的温度并不高,灌钢的生铁与熟铁基本上是以半固态的状态进行相互渗碳的,这就需要用泥封堵炉子,让炉子中保持高温,从而实现生铁与熟铁的尽可能液化,渗碳也会更充分,制得的团钢不至于分层。
而到了元明时期,燃料与炉型都有了一定的改进,炉子的温度升高了,但是因为许多地方采用没有焦化的煤炭冶炼生铁,使得这时的生铁中依然含有大量的杂质,所以人们希望炼钢的时候,能在保温的情况下,依然允许空气的进入,来去除掉生铁中的部分杂质,提高钢材的质量。所以沾有泥巴的草席、草鞋等,有泥巴来保证温度,有通气孔保证通风,这不就和后世的炼钢原理能联系上了吗?
唐文郎狠狠捶了一下手,果然,灌钢法的发展还是有它的道理的。
但是了解完灌钢法后,唐文郎对这种冶炼钢铁的方式并不满意,可以说这种相互掺碳的方式,完全是建立在大量劳动力的基础上的。
熟铁是含碳量低的铁合金,生铁是含碳量高的铁合金,为了制作含碳量中等的铁合金,中国古人并没有采取在炒钢法中对材料、时间等进行量化实验的方法,而是对于熟铁与生铁的二次加工。虽然是历史原因的无奈之举,但对于唐文郎这个后世人来说,简直与脱裤子放屁没什么两样。
唐文郎赶忙将几个铁匠的作头以及手艺好的工匠集合到了一起,在江边小课堂开启了金属冶炼的第二小课堂,专门针对炼钢,进行了讲解与分析。其中,最为关键的,便是量化实验。
如今铁矿的来源是固定的,在铁矿大量预均化的基础上,铁矿的杂质、铁含量等问题无需多考虑,那么如果每次对于高炉用料进行标准化、数据化,那么基本可以保证出炉铁水的基本一致。
然后将出炉铁水分为几个小池子,进行不同时间的搅拌氧化,添加不同量的萤石、白云石作为除杂剂、助熔剂。然后通过标准测试,测定所制作钢材的硬度、韧度、延展性、耐磨性等数据,随后量化工艺步骤,扩量试验,进行中试,不就可以摸索出炒钢法量化生产的工艺了吗?
而炒钢法,完全也是可以改良的。如今的炒钢法,实际上与工业革命中期欧洲普遍使用的搅炼炉原理基本相同。原本唐文郎做做的炒钢池子便是用耐火砖铺设的,底部也有加热的炉灶,那么基本上只要在上面加一个盖子,留出搅拌所需要的孔洞,以及通风的通道与鼓风装置,便可以成为经典的搅炼炉了。
虽然唐文郎已经开始在建设碱式平炉,但是由于碱性砖的获取不易,以及如今对于钢材的急迫需求,平炉一时半儿也帮不上忙,所以还是以与传统炒钢法最为接近的搅炼炉为过渡吧,成本不高,还能积累工匠们的量化实验数据。