第二百二十七章 炼钢改进

却是震惊的现，那些工具使用工艺，竟然跟现代球墨铸铁工艺不相上下。这些该如何解释呢？

    “铁炉深一丈二尺，广前二尺五寸，后二尺七寸，左右各一尺六寸。前辟数丈为出铁之所，俱石砌，以简千石为门，牛头石为心，黑沙为本。石子为佐。时时施下，用炭火，置二鞘扇之，得铁日可四次。妙在石子产于水门口，色间红白，略似桃花。大者如解小者如拳。捣而碎之。以投于炎，则化而为水。石心若燥，沙不能下，以此投之则其沙始销成铁。”这里所说的色如桃花的石子就是莹石，用作熔剂可以降低熔点，使炉况顺行，这也是这个时代炼铁技术的重要进展。

    现在这个时代炼铁所用鼓风器多是双动作的活塞式木风箱，耿精忠这边也是一样，这东西已经很是先进了，耿精忠也想不出更好的改进方法。这双动作活塞式木风箱由于箱体结构和活门的巧妙设置，使得正、逆行程都能送风，可以为炼炉提供连续风流。四人拉拽的大型木风箱，风压可达三百毫米汞柱，在当时世界上是一种先进的鼓风设备。当然，耿精忠在这风箱的出风口，加了加热装置，使得这边出去的风都是热的，进一步加高了炉温，使得炼钢炼铁效果更佳。

    与原先简陋的地炉相比较，几国工匠师傅合力改进后的炼铁高炉较为先进。它的燃烧室与熔池分设，以减少灰分与杂质的混入还可用煤作燃料。天工开物上面记载：“若造熟铁则生铁流出时，相连数尺内低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内。数人执持柳木棍排立墙上。先以污潮泥晒干。舂筛细罗如面。一人疾手撒放，众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。其柳棍每炒一次，烧折二三寸。再用。则又更之。炒过稍冷之时，或有就塘内斩 成方块者，或有提出挥椎打圆后货者。”这种将炼铁炉和炒铁炉串联使用，以提高生产效率，减少能耗的做法，在工艺思想上是很先进的。

    除了炼铁，炼钢就最重要。“凡铁炉用盐和泥造成乞出炉未炒为生铁，既炒则熟，生熟相炼州昱溪毛铁，生腐铁。熟流时又作方据俊”洒干泥灰而持柳棍疾搅，则熟矣。”这种搅炼制熟铁的工艺，于近代仍在四川、云南等地使用。灌钢在各种传统制钢术中最为重要，熟钢无出处，以生铁合熟铁炼成，或以熟铁片夹广铁锅，涂泥入火而团之。或以生铁与熟铁并铸。待其极熟。生铁欲流，则以生铁置熟铁上，擦而入之。把屈盘的熟铁改为铁片，可增加生、熟铁的接触面积，有利于造渣和碳分的扩散与匀化。通过生铁液滴对料铁的渗淋，有助于造渣和使铁净化。与现代白林炼钢法的原理相近。经过几次改进后，炼铁炼钢的确是强了很多。

    对于铸造火炮所用钢材。各方面的要求是很高的。厚壁大口径火炮身管用钢在射击的时候。火炮身管承受着很复杂的应力。由于要经受射击参量例如炮弹初速度可达五百到三千米每秒。高温、高压、高速火药气体对管壁的作用和冲击，炮弹对管壁的挤压，形成了很高的切向应力；而且身管表面经受着交替地快速加热和快速冷却，使钢的组织产生了复杂的反复相变，形成了很大的组织应力和热梯度。

    苛刻的条件对火炮身管用钢就提出了很高的要求，因此耿精忠想要继续改进火炮，钢材就一定要达到标准。最起码的，炮身在射击时不得产生永久变形；在射击时不发生脆性断裂；低裂纹扩展速率。高的周期疲劳次数，从而具有很长的使用寿命。为使身管用钢在射击条件下不软化胀膛，还应具有高的高温强度。

    后世为保证大口径火炮身管用钢良好的综合性能，一般都是采用合金，而在合金设计上，世界各国普遍都采用镍铬钼钒系列。为保证钢的淬透性和改善钢的低温韧性，都添加较高的镍。

    对于这个东西，耿精忠作为学化学的，还是知道的比较清楚的。镍这东西本身近似银白色，硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素。它能够高度磨光和抗腐蚀。镍属于亲铁元素，在地核中含镍最高。是天然的镍铁合金。在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石，例如橄榄岩含镍为花岗岩的一千倍，辉长岩含镍为花岗岩的八十倍。这些都是书本上的数据，他还记得。

    镍不溶于水，常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，能阻止本体金属继续氧化。在稀酸中可缓慢溶解，释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子，耐强碱。镍可以在纯氧中燃烧，发出耀眼白光。同样的，镍也可以在氯气和氟气中燃烧。对氧化剂溶液包括硝酸在内，均不发生反应。镍是一个中等强度的还原剂。镍盐酸、硫酸、有机酸和碱性溶液对镍的浸蚀极慢。镍在稀硝酸缓慢溶解。发烟硝酸能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。镍同铂、钯一样，钝化时能吸大量的氢，粒度越小，吸收量越大。

    后世，这东西的用途可是极为广泛的。因为镍的抗腐蚀性佳，常被用在电镀上，镍镉电池就含有镍。这玩意主要用于合金，例如如镍钢和镍银以及用作催化剂例如拉内镍，尤指用作氢化的催化剂，还可以被用来制造货币等，镀在其他金属上可以防止生锈。主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金，如镍钢、镍铬钢及各种有色金属合金，含镍成分较高的铜镍合金，就不易腐蚀。也作加氢催化剂和用于陶瓷制品、特种化学器皿、电子线路、玻璃着绿色以及镍化合物制备等等。另外，还有一种电解镍，它是使用电解法支撑的镍，用它制造的不锈钢和各种合金钢被广泛地用于飞机、坦克、舰艇、雷达、导弹、宇宙飞船和民用工业中的机器制造、陶瓷颜料、永磁材料、电子遥控等领域。

    耿精忠记得书上提到的很特殊的一条，陨石包含着铁和镍！早期这东西被作为上好的铁使用，因为这种金属不生锈，它还被秘鲁的土著看作是银。一种锌镍合金被叫做白铜，在公元前两百年的中国就被使用，有些甚至延伸到了欧洲。在一七五一年，工作于斯德哥尔摩（瑞典首都）的埃里克森研究一种新的金属，叫做红砷镍矿。他以为其包含铜，但他提取出的是一种新的金属，他宣布并命名为镍。在一七五四年，许多化学家认为它是钴，砷，铁和铜的合金，以这些元素以微量的污染物出现。直到一七七五年，纯净的镍才被斯考特制取，这才确认了它是一种元素。

    耿精忠现在需要这玩意，于是便派人开始寻找。世界上红土镍矿都分布在赤道线南北三十度以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区，主要有美洲的古巴、巴西；东南亚的印度尼西亚、菲律宾；大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。中国镍矿分布就大区来看，主要分布在西北、西南和东北，福建极少。就各省来看，甘肃储量最多，占全国镍矿总储量的百分之六十还多，其次是新疆、云南、吉林、湖北和四川。其中甘肃金昌的铜镍共生矿床，镍资源储量巨大，仅次于加拿大萨德伯里镍矿，居世界第二，亚洲第一。

    “刘师傅，再试试这个，看看铸造火炮与以前的有多少不同！”(未完待续。。)