另一边,即墨城内。
“哎呦,这不是张公子吗?又过来了啊,这两位是?”
在城南五人招募移民的同时,张小平、季国风、林小雅也在城内到处乱逛,先去了文具店拜会张好文,确定石墨按期到货后,又在城里到处看看,现在逛到了城西的铁匠铺。铁匠铺的老板看到张小平,认出他以前来买过不少铁器,立刻打起招呼来。
老板是个粗壮的中年男人,姓罗,在他和张小平寒暄的时候,季国风观察起后面铁匠铺的工作来。
罗记铁匠铺总体是个开放透风的架构,西侧有几个大炉子和各式工具,旁边地上有一堆泥土,还堆着几个泥模,东边有铁砧和锻锤,南边临街放着一张长桌子,上面陈列着各种成品铁器。炉子旁边几个年轻学徒在不断忙碌,一个老头坐在后面的椅子上,翘着二郎腿看着他们。
此时,正是一锅铁水出炉的时候,一个稍年长的学徒指挥其它人用工具抬起盛铁水的粘土容器,吃力地抬到一处泥模上,把铁水从料口倒进去。灌满之后还有剩余,又把剩下的铁水倒入一个粘土坩埚,再把这个坩埚移到另一台炉子上。随后,一个学徒给炉子添煤,另一个学徒拼命推拉这个炉子旁边的风箱催动火力,那个年长的学徒拿着一根铁棒不断搅拌着坩埚里的铁水。
奇怪的是,随着搅拌,明明下面有着旺盛的火力,铁水却逐渐凝固下来,逐渐变成一团面团一样的柔软固体。旁边坐着那位老人此时站起来,看了一眼坩埚,大喊一声“起锅!”。年长学徒立刻用工具拿起坩埚,把里面的软铁块倒在东边的铁砧上,拿起锤子不断敲打,渐渐把它敲打成了一块扁长条状的胚体。
“啪啪啪”,季国风忍不住鼓起掌来,“真是精彩,这就是传说中的炒铁之术吧?”
炒铁法是中国古代发明的一种重要的炼铁技术,它是将熔化的铁水在开放容器中不断翻动,像炒菜一样,使铁中的碳与氧气反应被带走,最后得到低碳铁合金的一种技术。在这个过程中,随着碳和杂质的消除,铁合金的熔点也不断升高,所以最初的铁水最后会凝成固态。
炒铁法如果技术到位,再加上运气好,甚至能直接得到优质的钢材,但古代难以控制含碳量,绝大多数情况下都是一炒到底变成软趴趴的熟铁。熟铁需要再次渗碳加工,才能打造成合用的铁器。
铺中那位老人闻言抬头一看他,没有说话。旁边的罗老板转头朝后看了一眼,随后又朝向季国风,说:“这位客官也懂炼铁术?小店用的确实是炒铁之法,不过雕虫小技而已,不足挂齿。”罗老板谦虚着,不过言语间颇为自豪。
“罗老板客气了,以火力与空气除去铁水中的杂物,铁越纯,便越难熔,等到铁水在烈火中仍渐渐凝结之时,得到的便是精纯之熟铁,此法不简单啊。”季国风看着里面那个老人,故作高深地说道。老人听闻此言果然一愣,又抬头看了他一眼。
罗老板颇为诧异,先是一惊,再是一敬,抱拳道:“失礼了,想不到公子对炼铁之道如此精通,还未请教公子尊姓大名?”
季国风摆摆手:“在下季国风,也就只是纸上谈兵罢了,论操作,我不如你们。”随后他没等罗老板说话,又紧接着问:“罗老板,你们这生铁多少钱一斤?”
罗老板有些奇怪,这人是来踢馆的吗?但还是回答了:“季公子,这个,生铁一般不会单卖,若是铸成铁器,市价五十钱一斤。”
季国风又指指刚出炉那块剑胚,问:“如此熟铁,又要多少钱一斤?”
“熟铁费料又费工,若是出售,少说也得百钱一斤。”
季国风点点头,是该这个价,但他没完,又接着问:“若是把熟铁再打成精钢,又该多少钱一斤?”
罗老板此时已经很是奇怪了,这人到底要干嘛?又仔细思考了一会,说:“精钢难制,不是寻常可得,若是做成兵器,价格怎么也得五百钱一斤了。若是上品,那更是论贯的。”
季国风已经胸有成竹了,可惜没带折扇,他两手一拍,问道:“罗老板,若是我用一斤精钢换你五斤生铁,这生意可做得?”
“别说五斤,十斤都做得!”还没等罗老板回话,店里的老人立刻大声喊道,随后他站起来,走过来瞅着季国风说:“那么小子,你的精钢呢?”
“哈哈,老人家,”季国风对他做了个揖,道:“还请老人家先卖我百斤生铁,下月此时,必定用十斤精钢来换!”
“好嘞,我倒要看看你的精钢是个什么样,”老人痛快地一挥手,“从人,卖他一百斤,嗯,收他六贯好了。”然后径直走进屋里,不说话了。
“爹!”罗老板对里面一声大喊,见没反应,只好转过身来,对季国风尴尬地说:“那公子,承蒙惠顾?”
季国风哈哈一笑,这罗老头真是个妙人。他爽快地让张小平给了六贯买下一堆生铁锭,又死缠烂磨额外买了五十斤熟铁,然后……尴尬地发现这看上去没几块的一百五十斤铁实在是抬不动,只好去旁边城门处找了个挑夫先运回陈宅。
回去的路上,季国风颇为春风得意的样子,林小雅好奇地戳了戳他,问:“你这装了一大通,到底是在搞什么鬼?”
季国风故作神秘,先不直接回答,而是指了指张小平,说:“这还多亏了张小平啊。”
张小平莫名其妙,这怎么就扯上我了呢?
季国风拍了拍他的肩膀,说:“小平,我先考考你,钢铁是怎么分类的?”
张小平不愧是工科出身的,不假思索立刻回道:“按含碳量,超过2的是生铁,低于002为熟铁,中间的就是钢了。”
“嗯,没错,但那是现代的标准,”季国风转过头看看林小雅,清清嗓子,开始长篇大论起来:
“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。