“现代,已经能轻易剔除钢铁中的大部分杂质了,所以以含碳量为分类标准。但是,古代是测不了碳含量的,铁匠只能按直观经验去分类,炉子里直接出来的叫生铁,冶炼透彻质地较软的叫熟铁,经过千锤百炼兼顾硬度和柔韧性的叫钢。同时呢,他们也没法很好地控制产品质量,同样是钢材,性能可能天差地别。
他们不知道这是为什么,但我们知道啊。实际上含碳量不是最重要的问题,决定钢铁质量的,是钢铁中的杂质,也就是硫、磷等元素。这些杂质会严重影响铁的质量,使铁发脆、强度变低。像我们今天买的这样的生铁,里面就有大量的磷硫,一摔就碎。
而为了改善铁的韧性,就需要降低碳含量。今天我们在铁匠铺看到的那种搅拌铁水最后凝结成铁块的方法,叫炒铁法,用的就是这个原理,最后得到有韧性摔不碎的铁,也就是熟铁。
把熟铁制成铁器需要锻造成型,也就是烧红后用锤子反复敲打。这个过程中会重塑晶型,空气中的氧也会带走一部分杂质,铁的质量就会改善。
俗话说‘百炼成钢’,讲的就是将熟铁反复锻造才能得到钢材。当然,也没这么简单,熟铁虽然韧性有了,硬度却没了,没法用作兵器,这时候又得想办法增加它的碳含量,一般是撒碳粉手工渗碳,同时不断锻造,才有希望获得可以称为‘钢’的铁合金。
这个过程非常麻烦,费了一大堆力气才能去除一点杂质,稍稍改善钢铁的质量,事倍功半,所以现在的钢才这么昂贵。”
古代的炼铁史,就是与硫磷斗争的历史。当然直到工业时代也没发明什么太好的办法,铁质量如何基本靠原材料,哪有磷硫含量低的优质铁矿,哪里就能炼出优质的铁。
历史上曾经出现过一些名噪一时、但最后失传了的名钢,比如大马士革钢、乌兹钢什么的,但其实真的好东西哪那么容易失传啊,只不过是这些地方碰巧有极为优质的铁矿,所以炼出了一批好钢罢了,等铁矿采完,就没法继续制作,所以自然失传了。
林小雅虽然对技术细节听得头昏脑胀,但看季国风的表情,还是抓住了关窍,高兴地问道:“这么说,你是有低成本炼钢的技术对不对?呃,这跟张小平有关系?”
季国风微微一笑,点头道:“工业时代之后,有了处理硫磷的办法,道理说起来很简单,就是往铁水里面加造渣剂,也就是石灰一类的东西,石灰会与杂质反应形成炉渣,把炉渣倒掉,剩下的就是优质铁了。这种方法的成本要比传统方法低太多了,只要我们搞出来,用一份钢去换老罗家十份铁绝对是大赚的生意。
当然,也不是随随便便就能搞定的,石灰倒是好找,但不是撒点石灰就自动净化了。先不说这整套工艺流程怎么实现,单说这熔点的问题,就不容易解决。净化后的钢熔点可是高达1500度,你得面临两个问题,一是怎么达到这个温度,二是用什么容器来承载这么高温的钢水。
嗯……一千五百度的高温虽然困难,但是通过良好设计的炉灶、强力的预热通风和足够的高能燃料,还是有可能达到的,据说曾经有古代瓷窑烧出过一千七百度的高温,也不知道他们是怎么办到的。不过能承载1500度的容器就真不好找了,后世多是用镁基或者铝基的耐火砖,现在我们既弄不到也做不出这样的材料。
但是,要感谢这个但是啊,我们的张小平同学为我们发现了石墨!石墨不但可以做轴承,同时也是一种优秀的耐火材料,1500度完全不在话下!”
林小雅听着他扯了一大通莫名其妙的话,虽然听不懂但总感觉好厉害的样子,好像又是什么技术突破,心里也颇为高兴。张小平倒是很兴奋,连忙拉着他讨论起技术细节来。
随后几人随便逛了一下,晚上与城外五人组汇合,交流了一下情报。第二天拿到石墨,带着采购物资回东海了。
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