第32章 炼钢
并不知道秋猎已经开始，此时西蒙正在炉窑区忙前忙后。
在默里的主持下，这段时间以来，规划中的炼铁高炉几乎以肉眼可见的速度飞快成型。
今天，正是检验成果的日子。
当然，这一切都少不了坚强的保障措施。
所需要的物资、人手，充足的让人难以置信，这也让从没感受过这种待遇的炉匠干劲十足。原本计划的工期一再提前，在夏季刚刚结束，就已经全部完成。
“大人，请宣布开炉吧。”
默里·查尔斯满面红光，看着眼前新建成的高炉，心中成就感十足。即便身为一名炉匠，一生之中能建成的高炉也不会太多，每一个，都浇灌了大量心血，也都是自己最满意的作品。
“开始吧。”西蒙点点头，他此时心中也有些感慨。
来到这个世界已有数月，今天总算是开始了自己计划中工业化的第一步——冶炼钢铁。
事实上，冶铁工业所冶炼出的‘铁’，并不是纯铁，而是广义上的铁，主要分为三大类：即熟铁、钢和生铁，三者含碳量依次增加。
一般高炉炼出的铁都是生铁，碳含量超过2%，熟铁含碳量则小于%。
当然，无论生铁还是熟铁，都不是他需要的最终成品。
钢，才是。
在历史上，没有现代化的条件下，炼钢基本上分为块炼法、炒钢法和灌钢法三个阶段，后者依次比前者更加先进。
块炼法且不说，炒钢法就是将生铁加热到半液体和液体状，然后加入铁矿粉，同时不断搅拌，利用铁矿粉和空气中的氧去掉生铁中的一部分碳，使生铁中的碳含量降低，去渣，即可获得钢。
但炒钢法中碳的含量不好控制，经过优化，把生铁先炒成熟铁，然后用液体生铁进行增碳，以获得钢料，则称为‘灌钢法’。
炒钢法被灌钢法淘汰，最主要的原因，就是含碳量不容易控制。而灌钢法只需把生铁和熟铁按一定比例配合好，加以熔炼即可获得，更加简单。
好在，这一点对西蒙来说，并不是问题。
在这之前，他就用虚幻画面进行了全程模拟。
从最开始的原料添加比例、助熔剂添加量、原料添加时机、鼓风速率等，一直到生铁出炉，炒钢时矿粉添加的时机和比例、搅拌速率、搅拌时间、搅拌手法等等，甚至是钢材检验，都推演出了最佳流程。
所以，即便负责搭建高炉的‘总工程师’，也因为第一次开炉而显得有些紧张的情况下，西蒙也信心十足，宣布开炉的声音显得沉稳、镇定。
工人们得到命令后，开始不断用推车加料，点火升炉。
同时，在炉体底部，多个风嘴也在连续鼓风。
一切时机和用量，都在按照西蒙编写的‘操作手册’严格执行。
在高炉内，反应正在发生。
包括料的加热、蒸发、挥发和分解，铁以及其他元素的还原，炉料中非铁氧化物的融化、造渣和生铁的脱硫，铁的渗碳及生铁的形成，炉料之间的热交换等等。
炼铁，本就是一系列物理化学反应的总和。
“矿渣出来了！”
一段时间后，在出渣口观察的工人喊道。
西蒙顿时精神一震，这意味着铁水已经熔炼出来，不出所料的话，现在正沉在炉底。
助熔剂石灰石与碳共同作用，不仅将铁矿石的主要成分还原为铁，还能与杂质形成可分离的钙盐。熔炼一段时间后，熔点较低的一些金属和杂质就会以矿渣的形式（像熔岩一样）排出，而炉渣排出也意味着生铁已经炼成。
“快，打开出铁口，把铁水引入炒钢锅！”
工人们虽然都提前培训过，可毕竟是第一次实际操作，西蒙也有些担心因为失误，对最终的成品造成影响。
由于炼出来的是生铁，含碳量高、熔点低，即便是用木炭作为氧化剂和热量来源，在添加了助熔剂的情况下，也能得到融化的铁水。
当然，若能把木炭换成焦炭更好，不仅炉温更高，焦炭还有炉料的骨架作用。
可焦炭是煤炭1000℃的高温干馏而来，就现阶段而言，黑石领还远远无法具备这样的条件。
其实用煤炭也能达到需要的高温，可煤炭中有害物质含量太多，无法用于炼铁。
打开出铁口后，铁水经过流道直接流入炒钢锅内，期间工人们不断搅拌，同时加入精矿粉。
此刻生铁中的碳逐渐失去，其中的硅、磷、硫也不断氧化，最终，当按照操作手册完成时，就得到了可堪一用的钢。
“停下来吧。”
不得不说，第一次熔炼很成功。
至少在整个流程上，基本都是在按照虚幻画面模拟出来的最佳流程进行。
得到的钢材需要检验，炉体也需要检查，在炒钢结束后西蒙随即宣布停炉。
旁边炉匠一脸喜色，工人们也欢呼起来。
现在还没有人知道，炒钢锅中的铁水意味着什么，可他们却共同努力，在这个小镇内，做成了一件难以想象的事情。
西蒙则想的更多。
在他眼里，这只是完成了自己计划中的一小步，炼出的钢材也只是勉强前期够用。想要得到强度更高的合金钢、工具钢等等，则必须建立转炉或者有蓄热室的平炉，甚至是能加入镍、铬等元素，制成高性能钢材。
只是，想要完成这一切，还有很长的一段路要走。
……
等到磨具内的铁水冷却后，西蒙开始检验钢材质量。
受限于眼前条件，自然不可能检测屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能这些指标，他准备直接用简单粗暴的方式——砍！
用同一种砍刀，分别在采购的几种钢料和才炼出的钢面上劈砍，对比痕迹深浅。
最终的结果很振奋人心，这种用炒钢法炼出的钢材，至少在硬度这个指标上，几乎达到了百炼钢的水平。
“看来我猜的没错，男爵大人您果然神秘无比，不仅知道贤者们都会叹为观止的真理，连炼出的铁也比铁匠们花费日久锻打出来的钢更加坚硬……这一切，您都是从哪里学到的呢？”
在他还没来得及高兴时，一个他不愿听到的声音刚好在耳边响起。
果然，没有附加不得涉足禁区这个条件的恶果逐步显现出来，西蒙想。
他完全没想到，原本看起来准备苦学一番的海岸明珠，竟然完全没有身为一名学生的自觉，不仅经常‘逃课’，反而把自己当成了黑石领的一员，经常随意在小镇四处闲逛，好奇心之大简直令人叹为观止。
若非现在需要保密的地方并不多，且都有严密的守卫，这家伙可能早就把小镇的一切了解了个透彻。
。
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在默里的主持下，这段时间以来，规划中的炼铁高炉几乎以肉眼可见的速度飞快成型。
今天，正是检验成果的日子。
当然，这一切都少不了坚强的保障措施。
所需要的物资、人手，充足的让人难以置信，这也让从没感受过这种待遇的炉匠干劲十足。原本计划的工期一再提前，在夏季刚刚结束，就已经全部完成。
“大人，请宣布开炉吧。”
默里·查尔斯满面红光，看着眼前新建成的高炉，心中成就感十足。即便身为一名炉匠，一生之中能建成的高炉也不会太多，每一个，都浇灌了大量心血，也都是自己最满意的作品。
“开始吧。”西蒙点点头，他此时心中也有些感慨。
来到这个世界已有数月，今天总算是开始了自己计划中工业化的第一步——冶炼钢铁。
事实上，冶铁工业所冶炼出的‘铁’，并不是纯铁，而是广义上的铁，主要分为三大类：即熟铁、钢和生铁，三者含碳量依次增加。
一般高炉炼出的铁都是生铁，碳含量超过2%，熟铁含碳量则小于%。
当然，无论生铁还是熟铁，都不是他需要的最终成品。
钢，才是。
在历史上，没有现代化的条件下，炼钢基本上分为块炼法、炒钢法和灌钢法三个阶段，后者依次比前者更加先进。
块炼法且不说，炒钢法就是将生铁加热到半液体和液体状，然后加入铁矿粉，同时不断搅拌，利用铁矿粉和空气中的氧去掉生铁中的一部分碳，使生铁中的碳含量降低，去渣，即可获得钢。
但炒钢法中碳的含量不好控制，经过优化，把生铁先炒成熟铁，然后用液体生铁进行增碳，以获得钢料，则称为‘灌钢法’。
炒钢法被灌钢法淘汰，最主要的原因，就是含碳量不容易控制。而灌钢法只需把生铁和熟铁按一定比例配合好，加以熔炼即可获得，更加简单。
好在，这一点对西蒙来说，并不是问题。
在这之前，他就用虚幻画面进行了全程模拟。
从最开始的原料添加比例、助熔剂添加量、原料添加时机、鼓风速率等，一直到生铁出炉，炒钢时矿粉添加的时机和比例、搅拌速率、搅拌时间、搅拌手法等等，甚至是钢材检验，都推演出了最佳流程。
所以，即便负责搭建高炉的‘总工程师’，也因为第一次开炉而显得有些紧张的情况下，西蒙也信心十足，宣布开炉的声音显得沉稳、镇定。
工人们得到命令后，开始不断用推车加料，点火升炉。
同时，在炉体底部，多个风嘴也在连续鼓风。
一切时机和用量，都在按照西蒙编写的‘操作手册’严格执行。
在高炉内，反应正在发生。
包括料的加热、蒸发、挥发和分解，铁以及其他元素的还原，炉料中非铁氧化物的融化、造渣和生铁的脱硫，铁的渗碳及生铁的形成，炉料之间的热交换等等。
炼铁，本就是一系列物理化学反应的总和。
“矿渣出来了！”
一段时间后，在出渣口观察的工人喊道。
西蒙顿时精神一震，这意味着铁水已经熔炼出来，不出所料的话，现在正沉在炉底。
助熔剂石灰石与碳共同作用，不仅将铁矿石的主要成分还原为铁，还能与杂质形成可分离的钙盐。熔炼一段时间后，熔点较低的一些金属和杂质就会以矿渣的形式（像熔岩一样）排出，而炉渣排出也意味着生铁已经炼成。
“快，打开出铁口，把铁水引入炒钢锅！”
工人们虽然都提前培训过，可毕竟是第一次实际操作，西蒙也有些担心因为失误，对最终的成品造成影响。
由于炼出来的是生铁，含碳量高、熔点低，即便是用木炭作为氧化剂和热量来源，在添加了助熔剂的情况下，也能得到融化的铁水。
当然，若能把木炭换成焦炭更好，不仅炉温更高，焦炭还有炉料的骨架作用。
可焦炭是煤炭1000℃的高温干馏而来，就现阶段而言，黑石领还远远无法具备这样的条件。
其实用煤炭也能达到需要的高温，可煤炭中有害物质含量太多，无法用于炼铁。
打开出铁口后，铁水经过流道直接流入炒钢锅内，期间工人们不断搅拌，同时加入精矿粉。
此刻生铁中的碳逐渐失去，其中的硅、磷、硫也不断氧化，最终，当按照操作手册完成时，就得到了可堪一用的钢。
“停下来吧。”
不得不说，第一次熔炼很成功。
至少在整个流程上，基本都是在按照虚幻画面模拟出来的最佳流程进行。
得到的钢材需要检验，炉体也需要检查，在炒钢结束后西蒙随即宣布停炉。
旁边炉匠一脸喜色，工人们也欢呼起来。
现在还没有人知道，炒钢锅中的铁水意味着什么，可他们却共同努力，在这个小镇内，做成了一件难以想象的事情。
西蒙则想的更多。
在他眼里，这只是完成了自己计划中的一小步，炼出的钢材也只是勉强前期够用。想要得到强度更高的合金钢、工具钢等等，则必须建立转炉或者有蓄热室的平炉，甚至是能加入镍、铬等元素，制成高性能钢材。
只是，想要完成这一切，还有很长的一段路要走。
……
等到磨具内的铁水冷却后，西蒙开始检验钢材质量。
受限于眼前条件，自然不可能检测屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能这些指标，他准备直接用简单粗暴的方式——砍！
用同一种砍刀，分别在采购的几种钢料和才炼出的钢面上劈砍，对比痕迹深浅。
最终的结果很振奋人心，这种用炒钢法炼出的钢材，至少在硬度这个指标上，几乎达到了百炼钢的水平。
“看来我猜的没错，男爵大人您果然神秘无比，不仅知道贤者们都会叹为观止的真理，连炼出的铁也比铁匠们花费日久锻打出来的钢更加坚硬……这一切，您都是从哪里学到的呢？”
在他还没来得及高兴时，一个他不愿听到的声音刚好在耳边响起。
果然，没有附加不得涉足禁区这个条件的恶果逐步显现出来，西蒙想。
他完全没想到，原本看起来准备苦学一番的海岸明珠，竟然完全没有身为一名学生的自觉，不仅经常‘逃课’，反而把自己当成了黑石领的一员，经常随意在小镇四处闲逛，好奇心之大简直令人叹为观止。
若非现在需要保密的地方并不多，且都有严密的守卫，这家伙可能早就把小镇的一切了解了个透彻。
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