横明 150 强度和成本妥协

江苏**程桥镇曾出土一件春秋晚期的铁块，经鉴定是白口生铁。

这是目前出土并且经过科学分析的最早生铁实物。（商代手术刀验证为陨铁打制。）

从出土的铁器看，至迟在春秋后期，华夏已发明生铁冶炼技术。

生铁是在1150～1300℃的条件下冶炼出来，出炉时呈液态，可以连续生产，可以浇铸成型，含碳量高，质地比较硬。

这就使冶炼和成型效率以及产品的产量和质量都大为提高。所以由块炼铁到生铁，是炼铁技术史上一次飞跃。

北起辽宁，南至广东，东至山东半岛，西到陕西四川，包括战国七雄广大地区的中期遗址，都有铁器出土，而且种类多，数量大。

在河南战国魏墓中，出土58件铁农具，有犁铧等，可见在商代开始利用陨铁之后，经过近一千多年发展，先民已然掌握液态冶铁。

此时的液态铁虽然比海绵铁好些，但是用来生产武器或者其它产品，却是不行。

当中硫磷等杂质含量高，导致既脆又无法锻打。

是以虽然出现液态炼铁，却没能够提高钢铁的质量。

而且由于一直用煤冶炼，极难提高温度，导致冶炼过程漫长而且产率低下。

不过，即便是白口铸铁，用来制作铸铁炉也已经足够。

并且还有好处就是，白口铁无法锻打，难以制造成为武器。

即便是有心人想收集铸铁炉子回去锻打制造兵刃，他便会发现一个尴尬的事实，那就是虽然同样是钢铁，但是根本无法锻造成为兵刃用钢。

如此一来，反倒会令其战略地位下降，方便的卖到其他部族，到时候，那可就是一档值得好好研究的买卖了。

关于钢铁冶炼，此前一直用煤作为燃料，那样最高也就能达到1100℃左右的炉温，如果换做是焦炭，能够将炉温再往上提升100多℃。

千万不要小看这100℃，因为生铁的熔点就是在这个区间，在此基础上，只要适当提高温度，就能大幅度提高生产效率。

没有现代化高炉，先进的送风系统情况下，这已经近乎于未开挂状态的极限了。

焦炭常温炉的温度也就是1250℃左右，想要再提高，就需要建造蓄热室。

当然，现在并不急于解决这个问题。

因为更高的温度是炼钢时所使用，并且提升所需要的条件也很高，先将那个难题放在后边再说。

铸铁匠辽东也有，大明从来不缺少各行各业的匠人。

只不过因为铁属于战略物资，因此管控严格。

但是当熊廷弼出面协调，锦衣卫负责居中联络之后，那就不是问题了。

他们常年在官家作坊，自然懂得如何与上级相处。

原本铸铁匠人们也以为方书安是在胡闹，但是瞧见拉来的焦炭时，匠人们的眼睛都亮了。

“这是？看着不像木炭啊，但肯定不是石炭！”

人们对拉来的焦炭十分好奇，能感觉出他的价值。

“这是焦炭，用煤，也就是石炭制成，有了它，你们的铁也能赶上南方的铁器。”方书安笑呵呵的说着。

有明一朝，南方特别是广东铸造的火炮一直好于北方，尤其是耐久度以及防炸膛的效果。

究其原因，因为广东铸炮一直使用木炭，木炭当中硫磷等杂质含量低，炮体不会太脆，延展性好些。

炼焦过程会除去煤中的硫磷等易挥发成分，虽然不如高品质木炭好，但是来源广泛，便于生产，对于提高钢铁产量，降低成本，也有着极好的作用。

“乖乖，咱们怎么就没想到石炭能做成炭呐。”

“是啊，用木炭，管事总说价钱高，石炭便宜不少，它做成的炭，自然也能便宜。”

大明的铸铁技术其实并不差，起码小型高炉这种东西，宋代就有。

方书安只需要对原本以煤或者木炭为原料的炉子进行适当调整就行，不需要两眼一抹黑地从头开始。

至于有些地方写到，回到过去就能弄个土法炼钢炼出灰口铁甚至高碳钢，有些不现实。

即便***时期的土法高炉称为土法，也是在现代工业的基础上相对而言。

至少人们已经有较为先进的鼓风设备，懂得利用焦炭作为还原剂，知道用更好的耐火砖以及保温材料，会区分低硫磷矿石原料等等。

一切是建立在19世纪钢铁大发展以后成型的理论基础上才得以成功。

此时的铸铁作坊的小型高炉，甚至比那时期的土法高炉并不差，只是没有焦炭，没有高效的鼓风设备，不懂区分高磷高硫的铁矿煤炭，炉温上不去，磷硫含量极高。

想要得到合格的灰口铸铁或者高碳钢，需要积累大量的实验数据，例如铁矿石与焦炭比例，助熔剂比如石灰石、白云石的添加比例，是否需要添加沙子等物质造成酸性炉渣体系，不是一蹴而就。

需要展开大量的单因素变量乃至正交实验获得相关数据。

当然，也不求能生产出各种高强度钢或者特种钢，只需要满足强度和成本的妥协，能够代替青铜铸炮、盔甲更轻便，火枪相对耐用即可。

想要造出高膛压的电渣重熔炮钢也不现实，电力还没有发明应用……

因为有匠人们的手艺打底，所以铸造炉子的事情做起来相对方便。

将用作木炭的小高炉增加进风量，便开始他们首次试验。

方书安和孙传庭、卢象升立在一旁的台子上，看着李尽忠在带着众人干活。

掷弹兵随着大军开赴北方，李尽忠因为其他安排，便留了下来，一边协助训练新掷弹兵，一边帮方书安干些指挥上的事情。

随着火焰从暗红变成鲜红，再渐渐变成黄色，铁矿也成为半流动态。

“成了，成了！”

负责现场操作的老匠人满怀欣喜，以往他们需要半天加热时间，才能看看将铁水融化，现在不过一半时间，便能流动。

“方公子，您太神奇了，就是将石炭换做焦炭，就能这般神奇，老丈大开眼界！”

孙传庭和卢象升也十分高兴，方书安太硬气了，什么东西都能琢磨出改进的法子。

只不过，主人公仍在摇头，“还差点啊。”