爽,可这些日子总是阴云密布,像他此刻的心情。
他又拿起那份密报,翻到最后几页。那里提到一个叫“新家峁”的地方,说那里“聚流民近万,自铸兵甲,自练民兵,自造钱钞”。锦衣卫的建议是“当及早剿除,免生后患”。
崇祯的眉头皱了起来。这已经不是他第一次看到关于这个“新家峁”的奏报了。去年陕西巡按御史吴甡就提过,当时他没在意——一个山沟里的流民窝,能翻起什么浪?可现在看,似乎不那么简单。
“自铸兵甲……”他轻声念着这四个字,手指无意识地敲着扶手。
大明律,私造兵器是重罪。可如今这世道,律法还有多少人在乎?辽东的将门私造火器,山西的豪强私藏甲胄,江南的盐商私蓄死士……这个新家峁,不过是又多了一个罢了。
但不知为什么,这个远在陕北一隅的小地方,却让他格外在意。也许是因为奏报里那句“田畴井然,市廛繁荣,民有饱食”,与周边“饿殍载道,人相食”的景象形成了刺眼的对比。
“若天下皆如此处……”这个念头又一次冒出来,这次他没有立刻压下去,而是任它在脑海里盘旋了片刻。
然后,他苦笑着摇摇头。他是大明天子,想的是整个江山,怎么总惦记一个山沟?
新家峁对朝堂的波澜一无所知。他们正忙着改进炒钢工艺。
李健设计的炒钢炉比原来的炼铁炉复杂得多。那是一个浅池式的炉子,炉膛宽而浅,便于观察和搅拌。炉顶有可移动的耐火砖盖,保温又方便操作。侧面开了专门的鼓风口,连接水力鼓风机。
最特别的是机械搅拌装置。韩师傅接下了这个任务,他设计了曲柄连杆机构:水力带动一个大轮子,轮子上的偏心轴带动连杆,连杆末端连着搅拌棒。搅拌棒伸入炉内的铁水中,做匀速的圆周运动。
“这能行吗?”周小福看着那套复杂的木头机构,心里打鼓。
“试试。”韩师傅倒是很有信心,“比人力稳,比人力匀。”
第一次试验失败了。搅拌棒转速太快,把铁水搅得到处飞溅,差点烫伤人。第二次,转速太慢,搅拌不均。第三次,韩师傅调整了齿轮比,找到了合适的转速。
改进后的炒钢炉建在炼铁炉旁边,生铁炼出来,直接转运到炒钢炉里,减少了二次加热的热量损失。机械搅拌节省了人力,而且均匀稳定,氧化程度容易控制。
效率果然提高了。一炉生铁能出钢两百斤,时间缩短了一半。但质量波动的问题依然存在——有时硬得能砍铁,有时软得能弯折。
李健意识到,问题出在碳含量的控制上。在这个没有化学分析的时代,怎么知道钢里含多少碳?
“看火花。”他想起前世在工厂参观时老师傅教的土法子,“把钢条放在砂轮上磨,看火花的形状和颜色。高碳钢火花多而爆,像菊花;低碳钢火花少而直,像柳条。”
他让孙铁匠找了个废弃的石磨盘改造成砂轮,水力带动,转速均匀。然后取来不同硬度的钢样,一一试验。
“看这个,”李健指着磨出的火花,“爆得厉害,四下散开,这是高碳钢,硬但脆。再看这个,火花直而少,这是低碳钢,软但韧。”
孙铁匠眼睛亮了:“这法子神了!以前全凭手感,手感这玩意儿,今天准明天不准。现在有凭据了!”
他很快就掌握了火花鉴别法,还能凭火花的细微差别判断碳含量的大致范围。周小福也学会了,他把不同碳含量的钢样火花特征画了下来,贴在工棚墙上,供大家参考。
有了这个“土法检测”,炒钢的质量稳定多了。工人们可以根据需要的硬度,调整搅拌时间和炉温,控制碳含量。
到月底,新家峁的钢产量达到了月产两千斤。虽然总量不多,但足够用于关键部位:兵器的刃口、农具的刃部、机械的齿轮和轴。
但李健知道,炒钢法炼出的只是普通碳钢,要得到更好的钢,需要更精细的工艺。
他想到了“灌钢法”。这是中国古代就有的一种炼钢技术,把生铁和熟铁叠在一起加热,让生铁中的碳渗入熟铁,从而得到性能优良的钢。工艺要求高,但出来的钢质量好。
“试试。”他对孙铁匠说。
灌钢法的试验比炒钢更艰难。生铁和熟铁的比例、叠放的方式、加热的温度、保温的时间,每一个环节都可能影响结果。试验了十几次,不是生铁化了熟铁还没红,就是两者熔在一起成了脆硬的合金。
孙铁匠不气馁。这个打了一辈子铁的老匠人,对金属有种近乎本能的直觉。他调整配比,改变叠法,控制火候,记录每一次的结果。
终于,在第二十次试验时,成功了。出炉的钢料,表面泛着一种特殊的纹理,锻打后做成刀,试砍时能轻松劈断三把普通铁刀而不卷刃。
“宝刀……这是宝刀啊!”孙铁匠捧着那把刀,老泪纵横,“我孙铁柱打了一辈子铁,今天才算是真正打出把像样的东西!”
李健接过刀细看。刀身修长,刃口有一条浅浅的白线——那是钢的纹理。他试了试手感,重心合适,挥舞起来虎虎生风。
“但还是不够。”他放下刀,冷静地说,“灌钢法产量太低,一炉出不了二十斤,成本太高。只能做精品,不能批量。”
他想到了“坩埚钢”。把铁料、木炭、其他添加剂放在密封的坩埚里加热,让铁直接吸收碳成钢。这方法在欧洲近代才成熟,但原理简单。
“坩埚……”周小福挠头,“咱们只有烧陶的罐子,能承受炼钢
