正文 第34章 鋼鐵生產(2 / 2)

其中的石灰石,早在西漢時,我國人民就有意識地在冶煉生鐵時添加它,因為這有助於降低爐渣熔點,也有一定的脫硫作用。據孫承澤的《春明夢餘錄》等書記載,“妙在石子產於水門口,色間紅白,略似桃花,大者如斛,小者如拳,搗而碎之,以投於炎,則化而為水。石心若燥,沙不能下,以此投之,則其沙始銷成鐵。”這裏所說的色如桃花的石子應該就是瑩石,用作熔劑可以降低熔點,是煉鐵技術的一項重要進展,這是最早的文獻記錄。

黃啟臣的《明代鋼鐵生產的發展》提到,明代的鐵產量,是世界第一。直至17世紀晚期,年產鐵量最多的俄羅斯也隻有2400噸。而15世紀的明朝永樂初年,我國的鐵產量已經是9700噸了。1534年,僅廣東的鐵產量就達到了3000多噸。

煉鋼技術和鋼產量也是首屈一指。正德四年,1509年,光全國官營的作坊就產生鐵48.6萬斤,熟鐵28.8萬斤,鋼鐵6.2萬斤。

出土文物表明,中國在戰國晚期就已掌握“塊煉滲碳鋼”煉鋼技術。人們在鍛打塊煉鐵和熟鐵的過程中,反複不斷地加熱,讓鐵吸收木炭中的碳份,減少夾雜物後成為鋼,適用於製作兵器和刀具。後來,人們用這種組織緊密、碳分均勻的“塊煉滲碳鋼”打造器物的時候,有意識地增加折疊、鍛打次數,一塊鋼燒燒打打、打打燒燒,重複很多次,甚至上百次,所以稱之為“百煉鋼”。

在西漢中晚期,中國出現新的煉鋼技術——“炒鋼”。其方法是:將生鐵加熱成半液體和液體狀,然後加入鐵礦粉,同時不斷攪拌,利用鐵礦粉和空氣中的氧去掉生鐵中的一部分碳,使生鐵中的碳含量降低,去渣,直接獲得鋼。

大約在東漢末年,又出現煉鋼新工藝“灌鋼”法的初始形式。南北朝時,綦毋懷文對這一煉鋼工藝進行了重大改進和完善。宋代的盤鋼法,明清的蘇鋼法都是在灌鋼法這個基礎上的發展創新。灌鋼法,是我國煉鋼技術的一項最突出成就,約翰?德在《史前鋼鐵使用》一書中就稱讚灌鋼法為“後世平爐方法的先聲”。

綦毋懷文的煉鋼方法是:“燒生鐵精,以重柔鋌,數宿則成鋼”,就是說,選用品位較高的鐵礦石,冶煉出優質的生鐵,然後,把液態生鐵澆注在熟鐵上,經過幾度熔煉,使鐵滲碳成為鋼。

而發展完善後的蘇鋼法,其工藝過程是:先把熟鐵料放到爐裏鼓風加熱,然後把生鐵的一端斜放到爐口裏加熱。當爐溫達到一千三百攝氏度左右時,爐裏生鐵不斷熔化滴落,熟鐵料也已經軟化,就用鉗子夾住生鐵塊,努力使鐵水均勻地澆淋到熟鐵上。澆淋完畢後,停止鼓風,夾出鋼團,上砧錘鍛,去除雜質,一般要重複這一過程兩次。

灌鋼法的主要目的並不是利用生鐵向熟鐵滲碳的工藝,而是利用生鐵含碳量較高、“熟鐵”含氧化夾雜較多的特點,用“熟鐵”中的氧來氧化生鐵中的矽、錳、碳,造成激烈的“沸騰”,從而達到去除夾雜的目的,與現代白林煉鋼法的原理相近。

除了以上的諸多成就,我中華民族在鋼鐵熱處理方麵也有獨到之處。

完善灌鋼法的綦毋懷文,造出的刀被稱為“宿鐵刀”,極其鋒利,能夠一下子斬斷30劄鐵甲,其方法是:先把生鐵和熟鐵用灌鋼法煉成鋼,做成刃口,然後“以柔鐵為刀脊,浴以5牲之溺,淬以5牲之脂”。這樣。對於含碳量比較高的鋼,理想的淬火介質應該是:工件在比較高的溫度650~400℃,具有較大的冷卻速度;在低溫300~200℃,具有較小的冷卻速度。這就需要采用雙液淬火法。綦毋懷文先用動物尿、後用動物油,正是一種雙液淬火。

另外,諸葛亮在定軍山屯軍之時,打造兵器,必須從成都運水,說明對水質有了一定的要求,可以理解為大致相當於現代的鹽水淬火。

原始的退火工藝也有,是把燃料、工件堆成一堆,點燃任其燃燒,緩慢冷卻。具有正火組織的古代鋼鐵製品也有一處出土。

黃複華需要做的就是把這諸多經驗加以總結推廣,把中國的鋼鐵業往合適的發展方向上加以引導。另外,2000年鐵器的廣泛生產應用,使得中國的鐵礦資源也是越用越少,高品位礦藏更是稀少。向外為中華民族獲得豐富的優質鐵礦資源,將是黃複華的遠期目標。