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第58章:炼铁

下午正式开始实验溶融磁铁矿,炼铁和炼钢是有区别的,杨文礼以前在茅山冲是坩埚炼钢,但是炼铁他还是第一次实践。

首先炼铁和炼钢的原料不同,炼钢是用铁和钢进行提纯,进一步去除杂质和降低含碳量,使之达到理想的含炭标准。

但炼铁的原料却是铁矿石,在自然界中的铁都是以化合物方式存在,所以铁矿石其实不是铁,只是含铁的化合物,比如:Fe2O3,所以炼铁就是把铁从含铁化合物中还原出来。

炼铁的还原剂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烧的产物,这就是为什炼铁温度只有1600多度而炼钢温度却有2000多度的原因,因为燃烧太充分了,其副产品一氧化碳就没有了。

现代社会是高炉炼铁,是把焦碳、石灰石、铁矿石混在一起入炉融炼。高炉杨文礼也会建,但现在他没这个需要,所以他还是釆用坩埚炼铁,跟高炉一样,在坩埚中放入木炭粉、石灰石、铁矿石,边融炼边搅拌,同时捞出炉渣,到最后得到优质的生铁。

……

“噫???”随着炉温的升高,杨文礼捞过几次炉渣之后,他居然看到铁水已经非常纯净了,以前他听说磁铁矿很难被还原的知识居然不对了。

看到铁水合格了,杨文礼马上就用勺子勺出铁水,到早已准备好的陶模中浇铸,将其浇铸成生铁锭。

铁水冷却很快,过了半个小时就可以开模取出铸铁锭,杨文礼用大铁锤猛烈捶击铸铁锭的凹陷部位,捶了几锤就从中砸断了,露出了暗灰色的灰口铁截面,第一把就试炼出了非常优质的灰口铁,扬文礼立刻高兴得手舞足蹈。

其实这是很多原因巧合而成的,杨文礼口中所谓的磁铁矿其实是异相赤铁矿,是磁铁矿在自然界中经过氧化而变成了赤铁矿,而其外表却保留了磁铁矿的特征,比如颜色,强磁性能等等。

在现代社会中,磁铁矿也必须先粉碎、选矿,再氧化成赤铁矿,才能真正开始融炼。赤铁矿非常容易还原,是现代社会炼铁普遍釆用的铁矿石。

这就是杨文礼非常惊讶的原因,其中的原理,他并不知道。

再则,杨文礼和仁天、仁地三人背回来的这些异相赤铁矿,经过了水流的冲刷,大自然已经帮他矿选过了,他回来后再用铁器磁选过一次,这些铁矿砂已经可以称得上是优质的精矿砂了。

第三个原因是杨文礼采用了坩埚炼铁,又是使用的木炭和木炭粉,避免了煤炭中的磷、硫等有害元素渗入到生铁中,这几个原因综合到一起,所以他才能第一把就融炼出了优质灰口铁的原因,这是杨文礼的幸运。如果换成用高炉法,采用煤炭炼铁,他绝对不会这么容易就炼出优质的灰口铁,当然,优质的铁矿砂原料也是一个主要原因。

灰口铁又叫铸铁,性偏软,有非常优良的铸造性能,以及被加工性能。不过杨文礼现在只是把它当成炼钢原料,所以即使是白口铁也一样。

试融炼成功了,杨文礼当即就向杨仁天指示,要他派人去那条小溪背铁矿砂回来,这次不是实验了,而是要大量融炼,所以要把所有的屯田兵都派去背铁矿砂回来,一人背一百斤,二十人就是半吨,两百人的屯田兵一次就可以背五吨铁矿砂回来。

铁矿砂背回来后,杨文礼又抽调了三名体质较差,性格懦弱,不适合当兵的屯田兵到兵器坊帮助他炼铁。

三人都是贫苦人出身,没有名字,只有贱名,一个叫张二狗,一个叫铁蛋一个叫麻子。

杨文礼从称料开始,手把手的教他们,铁矿砂该多少,木炭粉该多少,石灰石该多少,该什么火候,怎样搅拌,何时出炉等等一一细致地教给他们。

把炼铁的事情交给三个屯田兵,杨文礼自己就去做其它的工作了。

他要制作陶泥模具,有杨刀钢模的陶泥模具,钢螺杆模具,以及大量的三菱箭头陶泥模具。陶泥模具虽然可以多次重复使用,但也有损耗,数量一多,模具就要很多了。

把铁矿砂全部炼成生铁之后,杨文礼又教三个屯田兵怎样炼钢,炉子还是那个炉子,只是加了一个穹形炉盖,也要更勤快的鼓风,以提高炉温。

也是一样的搅拌,也要加石灰石,炉盖上有一个观察孔,可以用来搅拌和添加石灰石。

快到出钢水的时候,杨文礼又教他们判断钢水是否合格的方法,等钢水达到亮白色了,杨文礼就命令起盖出钢。

之后就是浇铸,杨文礼独自制作出的陶泥模具也刚好干透,可以浇铸了。

之后又是用新组装的人力挤压机,铸造杨刀,再之后就是装刀把、吞口、刀鞘等等。

搞军工种田比较繁琐,也无法用语言描述清楚,总之,经过几个月的努力,杨文礼铸造出了大量的三菱精钢箭头和杨刀。

刚好经过几个月的训练,奴隶兵和屯田兵力量达标了,正好可以训练射箭和劈撩削三招了,时间套得刚刚好。

把最急需的弓箭、箭枝、杨刀制造出来之后,杨文礼就开始一心一意的研究护甲了。

杨文礼理想中的护甲,是西方式的板甲,此时明朝使用的山文甲、锁子甲等等盔甲工艺非常复杂,还有许多艺术的雕塑工艺,这些他都不会。那些东西只是好看,对防护性能没有半点提升。

西方的板甲是锻造的,必须有水力锻锤,那个东西也不简单,虽然杨文礼只要用心去做,肯定也造得出来。但那很费时间,他现在就是没时间,因为明年就要去东北了。

杨文礼要想一种更简便的方法,代替锻锤,他想到了挤压机,那种铸造杨刀所用的简易机械式挤压机。

不过护甲要求有更高的强度,因为护甲不可能有扬刀那么厚,又要能抗住重箭和冷兵器的打击,可想而知,护甲必须有何等优秀防护性能了?

一套护甲最重不能超过三十斤,否则会严重影响士兵的灵活性以及体力。又要防护许多重要部位,所以其厚度基本上也固定了,大约二毫米左右。

……未完待续

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