过程也很快,几分钟后,铁水里的含碳量迅速减少,铁水的熔点升高,同时失去碳燃烧产生的热量,铁水开始凝结,无法再搅拌,炒钢过程就结束了。
通过和工匠沟通,赵桓发现,这种方法生产的钢铁中碳含量非常不均匀,大部分区域应该是熟铁,但在池子的底部又有一些含碳量较高的区域。
柳木棒的搅拌也会在产品中形成一些含碳量和夹渣量都很高得区域。
这样的铁料,必须经过反诬折叠锻打后才能使用。
如果直接用来锻打铁板,会在含碳量不均匀,夹渣量比较大的地方产生开裂。
炒钢的过程激烈而短暂,因为和空气的接触无法控制,再加上木棒搅拌对炒钢的影响,想要人为控制含碳量,是一件非常困难的事情。
在炒钢过程中,搅拌速度稍微放慢,就会导致铁水里的碳反应不及时,没有给铁水输入热量,从而导致铁水迅速凝固,最终得到的还是生铁。
放开搅拌,练出的就是熟铁。
只有经验最老道的大匠才能掌握这几分钟内的急速而微妙的变化,靠着丰富经验,有一定的几率炒出钢来。
至于是高碳钢,还是低碳钢,那就真的只有老天爷才能控制了。
对于这样的铁料赵桓不太满意。
……
和一般人想象不同,古早时代的水力锻锤是非常笨重的,没办法进行精细操作,只是机械的敲打铁板还行,折叠锻打这种动作,肯定还是要人力来参与,这样一来,势必降低生产效率。
赵桓决定,还是弄个反射炉来试试。
……
赵桓将自己关在书房里几天,设计出了反射炉和水力锻锤的草图。
反射炉其实并不复杂,就是用煤炉渣和瓷土烧制一些带弧度的耐火砖,然后用黏土砌成两个连在一起的炉子,再设计一些入料口,出料口,搅拌口的结构,最后外面再用水泥加固。
比较麻烦的是鼓风设备,反射炉对温度的要求不低,人力鼓风肯定是不够。
他又设计了一个水车带动的双凸轮鼓风机。
两台巨大的风箱式鼓风机由同一个双凸轮的对称凸起部位分别带动,这种结构正好能让一个风向鼓风时,另外一个风箱吸气,两个风箱就能产生持续不断地鼓风。
……
水力锻锤的结构也没有比水力鼓风机复杂太多。
为了让水力锻锤变得可控,赵桓没有直接用水车带动水力锻锤。
他设计了一个水泥砖房,砖房顶上放着一个用生漆防漏的大木缸。
砖房紧邻河边,沿河建一个大水车,用来给房顶上的木缸提水。
木缸下面有出水孔,通向下面的房子,房子里,在出水口下面修建一个小一些的水车,通过开关出水口的水闸,就能控制水车的转动,也就相当于给了水力锻锤一个开关。
小水车拨动水锤的尾端,就能让水锤作出敲击的动作,其外形和原理与现在南方常见的舂米用的水碓一模一样。
不过因为要用来锻打铁板,这个水锤锤头的稳定性就很重要,否则,锤头七扭八歪,每一下敲下来方向都不一样,自然打不出厚度均匀的铁板。
赵桓在水锤的锤头后面,贴着锤杆,加了两个立柱做轨道,用来限制水锤锤头不会摆动摇晃。
最后,再用木楔子,铁楔子之类的小东西微调锤头的角度,才能让这个水锤每一次砸下去,锤头和下面的铁砧上平面都是平行的,这样,才能砸出厚度均匀的大面积铁板。
赵桓还在水车旁边一边设计了一个水力鼓风的炉子,这样,水锤就能进行热锻了……
将设计好的图纸给了高俅,赵桓又给了他调动将作监和军器监匠人的权利。
……
这段时间,高俅是精神抖擞!
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