西山深处的风,比京城里野多了,卷着雪沫子,抽在脸上生疼。沈清欢深一脚浅一脚地踩在没脚踝的积雪里,身后跟着老铁匠、徐朗和几个新招募的年轻工匠。眼前是一片乱石嶙峋的山坡,几个黑黢黢、被荒草和积雪半掩的洞口,像大地咧开的、掉了牙的嘴——这就是那个“废弃小矿”。
“大人,就是这儿了。”带路的当地一个老猎户,指着洞口,“听说早年有人在这儿挖出过铁石,但炼出的铁脆得很,一敲就断,还冒怪味,后来就没人来了。您看这洞口,都塌了一半了。”
沈清欢走到一个稍完整的洞口前,扒开枯草,用镐头敲下一块黑褐色的石头。石头沉手,断面粗糙,夹杂着黄白色的斑点(硫铁矿)和灰绿色的条纹(可能是磷灰石)。确实,含硫含磷,典型的劣质矿。
“进去看看。”她点燃火把,率先弯腰钻进低矮的矿洞。洞里阴冷潮湿,空气中有股淡淡的、类似臭鸡蛋的硫磺味。洞壁和地面上散落着不少开采时遗落的矿石碎块,有些地方还有简陋的木支撑,早已腐朽。火光照耀下,能看到矿脉走向,虽然不宽,但绵延向内,储量应该不少。
“徐朗,记下来:矿洞需加固通风,开采以捡拾遗落矿石和浅层挖掘为主,安全第一。矿石运出后,需先破碎、水洗、初步筛选,去除部分泥沙和杂质。”沈清欢边看边吩咐。
出了矿洞,她又来到不远处的杂木林。这里树木低矮杂乱,以柞木、桦木、灌木为主,确实不成材,但长得密集。
“老刘,这种木头,烧炭的话,火力如何?烟大不大?”沈清欢问老铁匠。
老铁匠折了根树枝,掰了掰:“柞木、桦木,木质硬,耐烧,火力足,但烟大些。烧炭的话,得讲究方法,不然出的炭碎,不耐烧。不过,咱们要是自己用,不讲究卖相,凑合能用。”
“那就行。”沈清欢心里有底了。木炭虽然热值不如焦炭,燃烧时间短,但好在容易获得,且硫含量低。对于小规模试验和初期生产,可以接受。关键是,要设计合适的炉型,适应木炭燃烧特点。
回到临时搭起的工棚(几间修补过的石屋),沈清欢立刻召集核心人员开会。墙上挂着简陋的西山地图和工坊布局草图。
“诸位,情况大家都看到了。好矿好炭被人卡了脖子,咱们就得从这‘破烂’里淘出金子!”沈清欢指着地图上的废弃矿和杂木林,“咱们的第一步,不是直接炼‘钦钢’,而是用这些劣质原料,先炼出能用的基础铁水!”
“大人,这……劣质矿杂质多,炼出的生铁本来就脆,再用来炼‘钦钢’,能行吗?”一个年轻工匠担忧道。
“问得好!”沈清欢拿起炭笔,在一块木板上画起来,“所以,咱们的工艺要分三步走。第一步,预处理:矿石破碎、水洗、筛选,尽量去除泥沙和部分易散杂质。木柴烧炭,要控制好窑温,尽量得到结实、块大的炭。”
“第二步,熔炼去杂:这是关键!我们需要改造炉子。”她在木板上画了个简易的竖炉,“普通的炼铁炉,只能熔化矿石,去除部分杂质。我们要在炉膛结构和鼓风上做文章,设法在熔炼过程中,降低硫、磷含量。”
她详细解释:“硫会使铁热脆,磷会使铁冷脆。去硫,可以靠提高炉温、加强碱性炉渣(加入石灰石)吸收。去磷更麻烦,需要氧化性气氛和碱性炉渣。我们可以尝试在炉子中下部增加一个可移动的风嘴,在不同阶段调节鼓风位置和风量,控制炉内气氛。同时,在炉料中按比例加入石灰石、萤石粉(助熔),形成流动性好的碱性渣,尽量将硫、磷‘抓’到炉渣里带走。”
老铁匠和几个有经验的工匠听得眼睛发亮,又有些茫然。这些理论他们似懂非懂,但“加石灰石”、“造渣”、“调风”这些具体操作,他们是有经验的。
“第三步,精炼合金化:得到相对纯净的铁水后,再转入小型的、可精确控温的坩埚炉,进行‘钦钢’的核心步骤——加入特殊添加剂(黑矿石粉等),控制温度和时间,进行合金化处理,然后浇铸或锻造成型。”
沈清欢放下炭笔,目光扫过众人:“我知道,这很难,每一步都可能失败。但这是我们目前唯一的路!成功了,我们就不怕任何人卡脖子!用最差的料,炼出最好的钢,这才是真本事!诸位,可愿随我一试?”
工匠们面面相觑,眼中渐渐燃起斗志。他们多是年轻人,或是怀才不遇的老匠人,被沈清欢的“街头科学秀”和新奇思路吸引而来,本就存了搏一把的心思。如今见这位女侍郎不仅懂理论,还能拿出具体的、看似可行的方案,更是心服。
“愿听大人调遣!”
“干了!大不了多试几炉!”
“对!炼出来,吓死那帮龟孙子!”
士气可用。沈清欢立刻分工:老铁匠带人改造炉子,制作可移动风嘴和特制坩埚;徐朗带人组织村民,开采矿石、砍伐杂木、修筑炭窑;她自己则带着几个懂算术的工匠,计算各种配料比例,设计试验记录表格。
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