第6章 试炉
天还没亮,邓志远已经站在炉子旁边了。
炉膛黑黢黢地张着口,里面装好了料,五百斤矿石、四百斤木炭、一百斤石灰石,按照矿、炭、灰的比例分层装填,王老锤带着两个矿工干了大半夜,赶在卯时前把料装完。
“风箱正常。”王铁锤蹲在风箱旁边,检查了一遍牛皮密封和单向阀,回头汇报。
“水车正常。”一个矿工从溪边跑回来。
邓志远点了点头:“点火。”
炉膛里的木炭被引燃,火焰从炉口窜出来,映红了半个天空。
水车转动,风箱呼呼作响,强劲的气流通过陶管灌入炉膛,火焰被压了下去,但炉膛内的温度开始攀升。
邓志远蹲在炉子旁边,死死盯着观察孔。
炉内颜色在变化。
暗红,大约五六百度,矿石刚开始被加热。
“风再大一点。”他说。
王老锤走到水车旁边,让人把进水口的挡板抬高了一寸,水流加大,水车转速提升,风箱鼓风更猛。
炉内颜色继续变化。
樱桃红,八百度,矿石开始还原反应。
亮樱桃红,快九百度了,铁水有流动的迹象。
王老锤凑到观察孔前,脸上的表情从紧张变成了困惑,又从困惑变成了震惊。
“少爷……这是橙红色了。”
邓志远也看到了,炉膛内泛着明亮的橙红色光芒,比他预想的升温速度更快。
“一千度。”他心里默算,“传统土炉的极限。”
但他没有停。
“继续加风。”
水车全速运转,风箱的呼呼声变成了低沉的怒吼,像一头被锁住的猛兽。
炉内颜色继续攀升:橙红,亮橙。
王老锤的手在发抖,他打了四十年铁,从没见过炉子烧到这个颜色,在他的经验里,橙红色已经是极限了,再往上烧,炉子就得塌。
但炉子没塌。
高铝耐火炉衬稳稳地承受着高温,表面光滑如镜,没有丝毫开裂的迹象。
亮橙……
“一千一百度。”邓志远喃喃自语,“超过了。”
他攥紧了拳头,这是一个历史性的时刻,在大明天启元年的这个清晨,这座小小的冶炼炉已经达到了同时代中国乃至世界土炉的极限温度。
“还不够。”他松开拳头,“目标是一千三,继续。”
然而,命运没有给他面子。
辰时三刻,炉温刚升到亮橙偏黄的阶段,一千一二百度,水车那边突然传来一声脆响。
“不好!”王铁锤的声音从溪边传来。
邓志远跑过去一看,心凉了半截,小齿轮的三个齿崩了。
木质齿轮在高速运转下承受了过大的扭矩,樟木虽然硬,但在持续的冲击载荷下还是疲劳断裂了,三个断齿卡在齿轮啮合面里,导致水车卡死。
风箱停了。
炉膛里的颜色以肉眼可见的速度暗下去,从亮橙变回橙红,从橙红变回樱桃红,温度在骤降。
“停炉!”邓志远咬着牙下令。
一场折腾之后,水车修好了,王铁锤连夜赶制了三个备用齿换上,但炉膛里的温度已经降到了八百度以下,炉料半凝半结,既不是铁水也不是固体,黏在炉壁上,像一坨巨大的烂泥。
“这炉料废了。”王老锤用铁钎撬了撬,摇头,“凝在炉壁上了,清都清不出来。”
邓志远站在炉前,一言不发。
他算了一下,这一炉,耗了矿石五百斤、木炭四百斤、石灰石一百斤,这是他大半的家底。
现在全废了。
“清炉。”他说,声音平静得连自己都吃了一惊,“把废渣全部清出来,然后检查炉衬有没有损伤。”
“少爷……”王老锤欲言又止。
“清。”
清炉花了一天半,废渣从炉膛里一锤一锤地凿出来,装了满满三车,炉衬检查下来倒是完好,高铝耐火材料经受住了高温考验,表面只是轻微侵蚀,没有开裂。
“炉衬没问题。”邓志远摸了摸炉壁,心里稍安,“至少炉子还能用。”
但矿料没了,木炭没了,石灰石也没了。
他蹲在地上,拿树枝算了半天。
“再去矿山采两百斤矿石,木炭……只能先用存着的,石灰石,后山有的是。”
王老锤算了算:“少爷,就算重新来一炉,也至少得三天后。”
三天。
今天是四月二十六,三个月之限的截止日期是七月初三,还有七十四天。
时间还够,但钱不够了。
清完炉,邓志远又在炉子旁边蹲了很久,他用手摸着完好的炉衬表面,心里稍感安慰——至少炉子本身扛住了,问题出在鼓风系统上。
太阳落山了,矿山上安静下来,只有溪水哗哗的声音。
这天傍晚,林巧儿端着一碗热汤走进书房。
邓志远正趴在桌上算账,面前摊着好几张纸。
“先喝汤。”林巧儿把碗放在桌角,目光扫过桌上的纸,“又超支了?”
邓志远端起碗喝了一口,没说话。
林巧儿从他手边拿过一张纸,扫了两眼,心里就有了数:“矿石、木炭、石灰石、糯米、桐油、铁力木……相公,这个月已经花了十七两银子,家里账上只剩九两了。”
“我知道。”
“九两银子,撑不到两个月。”林巧儿的声音很平静,但眉头拧了起来,“除非——”
“除非这炉能出好铁。”邓志远放下碗,“巧儿,第一炉废了,但炉子没坏,是风箱齿轮的问题,已经修好了,第二炉我有把握。”
林巧儿没有质疑他的“有把握”,心中想的只有怎么支持。
“九两银子。”她想了想,“我手里还有嫁妆,一根银簪、一对银耳环,当了能换二两。”
“不行。”邓志远一口回绝,“嫁妆是你的。”
“我的就是你的。”林巧儿看着他,眼神明亮而坚定,“夫唱妇随,既然嫁给了你,你做的决定,我就得无条件支持。“
邓志远停了一会儿。
“银簪留着,耳环先当。”他最终妥协了,“等第一炉好铁出来,就赎回来。”
林巧儿笑了,那种很浅、很短的笑。
“我明天就去当铺。”
夜里,邓志远一个人坐在书房。
桌上摊着两张纸,一张是账本,九两银子减去林巧儿耳环折算的二两,只剩七两,第二炉如果成功,产出的铁器能卖多少钱?他在纸上写了几笔,又划掉了。
另一张纸上是那幅世界海图。
他盯着海图看了很久。
好望角、马六甲、吕宋,每一个名字背后,都是巨大的财富和贸易航线,而眼下他连一炉好钢都还没炼出来。
“一步一步来。”他对自己说。
然后他翻到笔记本的新一页,开始写第二炉的改进方案。
第一炉失败的原因很明确,齿轮强度不够,解决办法有两个:一是把木齿轮换成铁齿轮,但铁齿轮加工难度大、精度更难保证;二是降低传动比、减小扭矩,代价是风箱转速降低,风量减少。
他想了很久,选择了第三条路,在木齿轮的啮合面嵌入铁皮,既保持木质齿轮的加工便利,又提高齿面强度,这个方案需要王铁锤的精密手工,铁皮要裁成窄条,精确嵌入齿面的凹槽里,误差不能超过一丝。
除了王铁锤,他想不出第二个人能胜任。
“那个孩子的手,比机器还稳。”他喃喃了一句。
然后他在笔记本上写下:第二炉试炉,五月初一。
接下来的几天,邓志远白天盯着王铁锤修复齿轮,晚上在书房里反复推演第二炉的方案,他把第一次失败的原因一条一条列出来,又在旁边写出对应的解决办法。
四月二十八,齿轮修好,四月二十九,风箱重新调试,四月三十,矿石和木炭重新备齐。
五月初一卯时,第二炉装料完毕。
改进后的齿轮,齿面嵌了铁力木皮,在王铁锤的手下严丝合缝,水车运转正常,风箱呼呼作响。
邓志远站在炉前,手心出汗。
“点火。”
这一炉,他加了更多的心思在鼓风控制上,前半个时辰用中等风量,让炉膛均匀升温;半个时辰后加大风量,冲刺高温。
炉内颜色一级一级攀升。
暗红、樱桃红、亮樱桃红、橙红、亮橙。
到了亮橙的时候,邓志远屏住了呼吸。
上一次,就是在这个温度上,齿轮崩了。
“继续。”他说。
风箱全速运转,炉膛内的颜色继续变化。
亮橙偏黄。
黄。
“一千二。”邓志远攥紧了拳头。
继续。
黄偏白……
“一千三!”
他喊出了声。
王老锤扑到观察孔前,瞪大了眼睛,炉膛内,一片耀眼的黄白色光芒刺入眼帘,他本能地别过脸去,手在发抖。
“这……这是……”
“黄白色。”邓志远的声音也在颤抖,但是兴奋的颤抖,“王师傅,这是铁水该化的颜色。”
王老锤老泪纵横,他打了四十年铁,从没见过这种颜色。
“快!加石灰石!”邓志远从震惊中回过神来,“造渣!撇渣!”
但故事没有在这里结束。
因为在黄白色的炉光照耀下,邓志远看到了另一样东西,炉膛底部的出铁口,有一道细细的裂纹。
高温的铁水正从裂纹里缓缓渗出。
“不好!出铁口的炉衬有暗裂!”
他猛扑过去,抓了一把湿泥巴糊在裂缝外面,暂时堵住了渗漏。
“快!趁还没裂大,出铁!”
王老锤抄起铁钎,一下子捅开出铁口。
黄白色的铁水奔涌而出,流入预先挖好的浅池——炒钢炉。
邓志远来不及多想,操起一根长铁棍,开始搅拌铁水。
搅拌,这是炒炼法的关键,铁水接触空气,表面氧化脱碳,含碳量逐渐从百分之四降低,搅得快,碳降得多;搅得慢,碳降得少。他需要含碳量降到零点三到零点五,中碳钢。
铁水在搅拌下飞溅出耀眼的火花,烫得他手臂上起了好几个水泡,他咬着牙,不停手。
一炷香、两炷香。
铁水的颜色从黄白变成了亮橙,温度在下降,脱碳在进行。
“差不多了。”邓志远把铁棍抽出来,看了一眼粘在上面的铁疙瘩,断口比生铁细腻得多,砂眼少,颜色均匀。
“出钢!趁热锻打!”
那一夜,矿山上的锤声没有停过。
王老锤抡起大锤,邓志远掌钳,两个铁匠,一个四十年经验的老手,一个只有理论知识但手稳心细的穿越者,合力锻打着第一块来自这座新炉的钢坯。
折叠、锤打,再折叠、再锤打。
每一次折叠,钢铁中的杂质被挤压排出,成分更加均匀,折叠三次,相当于把钢的层数翻了八倍,折叠五次,三十二层。
天亮时分,第一块精钢坯料终于冷却。
邓志远拿起一块旧锉刀,在钢坯上锉了两下。
锉刀咬住了,不滑,但也不像锉普通铁那样轻松切入,有一种恰到好处的阻力感。
“硬度够了。”他长出一口气,“韧性也行。”
他转头看了看身后,王老锤坐在地上,满头大汗,累得说不出话来,王铁锤靠在墙边,睡着了,手里还攥着那把铜片刻距片。
炉子旁边,一块巴掌大的精钢坯料静静躺着,表面泛着暗灰色的光泽。
邓志远弯腰把它捡起来,掂了掂,沉甸甸的,比同体积的铁略轻。
他把钢坯举到晨光下,看着那片暗灰色的光泽。
然后他笑了,穿越以来第一次,真正的笑。
三个月之限,还剩四十六天。
够了。
炉膛黑黢黢地张着口,里面装好了料,五百斤矿石、四百斤木炭、一百斤石灰石,按照矿、炭、灰的比例分层装填,王老锤带着两个矿工干了大半夜,赶在卯时前把料装完。
“风箱正常。”王铁锤蹲在风箱旁边,检查了一遍牛皮密封和单向阀,回头汇报。
“水车正常。”一个矿工从溪边跑回来。
邓志远点了点头:“点火。”
炉膛里的木炭被引燃,火焰从炉口窜出来,映红了半个天空。
水车转动,风箱呼呼作响,强劲的气流通过陶管灌入炉膛,火焰被压了下去,但炉膛内的温度开始攀升。
邓志远蹲在炉子旁边,死死盯着观察孔。
炉内颜色在变化。
暗红,大约五六百度,矿石刚开始被加热。
“风再大一点。”他说。
王老锤走到水车旁边,让人把进水口的挡板抬高了一寸,水流加大,水车转速提升,风箱鼓风更猛。
炉内颜色继续变化。
樱桃红,八百度,矿石开始还原反应。
亮樱桃红,快九百度了,铁水有流动的迹象。
王老锤凑到观察孔前,脸上的表情从紧张变成了困惑,又从困惑变成了震惊。
“少爷……这是橙红色了。”
邓志远也看到了,炉膛内泛着明亮的橙红色光芒,比他预想的升温速度更快。
“一千度。”他心里默算,“传统土炉的极限。”
但他没有停。
“继续加风。”
水车全速运转,风箱的呼呼声变成了低沉的怒吼,像一头被锁住的猛兽。
炉内颜色继续攀升:橙红,亮橙。
王老锤的手在发抖,他打了四十年铁,从没见过炉子烧到这个颜色,在他的经验里,橙红色已经是极限了,再往上烧,炉子就得塌。
但炉子没塌。
高铝耐火炉衬稳稳地承受着高温,表面光滑如镜,没有丝毫开裂的迹象。
亮橙……
“一千一百度。”邓志远喃喃自语,“超过了。”
他攥紧了拳头,这是一个历史性的时刻,在大明天启元年的这个清晨,这座小小的冶炼炉已经达到了同时代中国乃至世界土炉的极限温度。
“还不够。”他松开拳头,“目标是一千三,继续。”
然而,命运没有给他面子。
辰时三刻,炉温刚升到亮橙偏黄的阶段,一千一二百度,水车那边突然传来一声脆响。
“不好!”王铁锤的声音从溪边传来。
邓志远跑过去一看,心凉了半截,小齿轮的三个齿崩了。
木质齿轮在高速运转下承受了过大的扭矩,樟木虽然硬,但在持续的冲击载荷下还是疲劳断裂了,三个断齿卡在齿轮啮合面里,导致水车卡死。
风箱停了。
炉膛里的颜色以肉眼可见的速度暗下去,从亮橙变回橙红,从橙红变回樱桃红,温度在骤降。
“停炉!”邓志远咬着牙下令。
一场折腾之后,水车修好了,王铁锤连夜赶制了三个备用齿换上,但炉膛里的温度已经降到了八百度以下,炉料半凝半结,既不是铁水也不是固体,黏在炉壁上,像一坨巨大的烂泥。
“这炉料废了。”王老锤用铁钎撬了撬,摇头,“凝在炉壁上了,清都清不出来。”
邓志远站在炉前,一言不发。
他算了一下,这一炉,耗了矿石五百斤、木炭四百斤、石灰石一百斤,这是他大半的家底。
现在全废了。
“清炉。”他说,声音平静得连自己都吃了一惊,“把废渣全部清出来,然后检查炉衬有没有损伤。”
“少爷……”王老锤欲言又止。
“清。”
清炉花了一天半,废渣从炉膛里一锤一锤地凿出来,装了满满三车,炉衬检查下来倒是完好,高铝耐火材料经受住了高温考验,表面只是轻微侵蚀,没有开裂。
“炉衬没问题。”邓志远摸了摸炉壁,心里稍安,“至少炉子还能用。”
但矿料没了,木炭没了,石灰石也没了。
他蹲在地上,拿树枝算了半天。
“再去矿山采两百斤矿石,木炭……只能先用存着的,石灰石,后山有的是。”
王老锤算了算:“少爷,就算重新来一炉,也至少得三天后。”
三天。
今天是四月二十六,三个月之限的截止日期是七月初三,还有七十四天。
时间还够,但钱不够了。
清完炉,邓志远又在炉子旁边蹲了很久,他用手摸着完好的炉衬表面,心里稍感安慰——至少炉子本身扛住了,问题出在鼓风系统上。
太阳落山了,矿山上安静下来,只有溪水哗哗的声音。
这天傍晚,林巧儿端着一碗热汤走进书房。
邓志远正趴在桌上算账,面前摊着好几张纸。
“先喝汤。”林巧儿把碗放在桌角,目光扫过桌上的纸,“又超支了?”
邓志远端起碗喝了一口,没说话。
林巧儿从他手边拿过一张纸,扫了两眼,心里就有了数:“矿石、木炭、石灰石、糯米、桐油、铁力木……相公,这个月已经花了十七两银子,家里账上只剩九两了。”
“我知道。”
“九两银子,撑不到两个月。”林巧儿的声音很平静,但眉头拧了起来,“除非——”
“除非这炉能出好铁。”邓志远放下碗,“巧儿,第一炉废了,但炉子没坏,是风箱齿轮的问题,已经修好了,第二炉我有把握。”
林巧儿没有质疑他的“有把握”,心中想的只有怎么支持。
“九两银子。”她想了想,“我手里还有嫁妆,一根银簪、一对银耳环,当了能换二两。”
“不行。”邓志远一口回绝,“嫁妆是你的。”
“我的就是你的。”林巧儿看着他,眼神明亮而坚定,“夫唱妇随,既然嫁给了你,你做的决定,我就得无条件支持。“
邓志远停了一会儿。
“银簪留着,耳环先当。”他最终妥协了,“等第一炉好铁出来,就赎回来。”
林巧儿笑了,那种很浅、很短的笑。
“我明天就去当铺。”
夜里,邓志远一个人坐在书房。
桌上摊着两张纸,一张是账本,九两银子减去林巧儿耳环折算的二两,只剩七两,第二炉如果成功,产出的铁器能卖多少钱?他在纸上写了几笔,又划掉了。
另一张纸上是那幅世界海图。
他盯着海图看了很久。
好望角、马六甲、吕宋,每一个名字背后,都是巨大的财富和贸易航线,而眼下他连一炉好钢都还没炼出来。
“一步一步来。”他对自己说。
然后他翻到笔记本的新一页,开始写第二炉的改进方案。
第一炉失败的原因很明确,齿轮强度不够,解决办法有两个:一是把木齿轮换成铁齿轮,但铁齿轮加工难度大、精度更难保证;二是降低传动比、减小扭矩,代价是风箱转速降低,风量减少。
他想了很久,选择了第三条路,在木齿轮的啮合面嵌入铁皮,既保持木质齿轮的加工便利,又提高齿面强度,这个方案需要王铁锤的精密手工,铁皮要裁成窄条,精确嵌入齿面的凹槽里,误差不能超过一丝。
除了王铁锤,他想不出第二个人能胜任。
“那个孩子的手,比机器还稳。”他喃喃了一句。
然后他在笔记本上写下:第二炉试炉,五月初一。
接下来的几天,邓志远白天盯着王铁锤修复齿轮,晚上在书房里反复推演第二炉的方案,他把第一次失败的原因一条一条列出来,又在旁边写出对应的解决办法。
四月二十八,齿轮修好,四月二十九,风箱重新调试,四月三十,矿石和木炭重新备齐。
五月初一卯时,第二炉装料完毕。
改进后的齿轮,齿面嵌了铁力木皮,在王铁锤的手下严丝合缝,水车运转正常,风箱呼呼作响。
邓志远站在炉前,手心出汗。
“点火。”
这一炉,他加了更多的心思在鼓风控制上,前半个时辰用中等风量,让炉膛均匀升温;半个时辰后加大风量,冲刺高温。
炉内颜色一级一级攀升。
暗红、樱桃红、亮樱桃红、橙红、亮橙。
到了亮橙的时候,邓志远屏住了呼吸。
上一次,就是在这个温度上,齿轮崩了。
“继续。”他说。
风箱全速运转,炉膛内的颜色继续变化。
亮橙偏黄。
黄。
“一千二。”邓志远攥紧了拳头。
继续。
黄偏白……
“一千三!”
他喊出了声。
王老锤扑到观察孔前,瞪大了眼睛,炉膛内,一片耀眼的黄白色光芒刺入眼帘,他本能地别过脸去,手在发抖。
“这……这是……”
“黄白色。”邓志远的声音也在颤抖,但是兴奋的颤抖,“王师傅,这是铁水该化的颜色。”
王老锤老泪纵横,他打了四十年铁,从没见过这种颜色。
“快!加石灰石!”邓志远从震惊中回过神来,“造渣!撇渣!”
但故事没有在这里结束。
因为在黄白色的炉光照耀下,邓志远看到了另一样东西,炉膛底部的出铁口,有一道细细的裂纹。
高温的铁水正从裂纹里缓缓渗出。
“不好!出铁口的炉衬有暗裂!”
他猛扑过去,抓了一把湿泥巴糊在裂缝外面,暂时堵住了渗漏。
“快!趁还没裂大,出铁!”
王老锤抄起铁钎,一下子捅开出铁口。
黄白色的铁水奔涌而出,流入预先挖好的浅池——炒钢炉。
邓志远来不及多想,操起一根长铁棍,开始搅拌铁水。
搅拌,这是炒炼法的关键,铁水接触空气,表面氧化脱碳,含碳量逐渐从百分之四降低,搅得快,碳降得多;搅得慢,碳降得少。他需要含碳量降到零点三到零点五,中碳钢。
铁水在搅拌下飞溅出耀眼的火花,烫得他手臂上起了好几个水泡,他咬着牙,不停手。
一炷香、两炷香。
铁水的颜色从黄白变成了亮橙,温度在下降,脱碳在进行。
“差不多了。”邓志远把铁棍抽出来,看了一眼粘在上面的铁疙瘩,断口比生铁细腻得多,砂眼少,颜色均匀。
“出钢!趁热锻打!”
那一夜,矿山上的锤声没有停过。
王老锤抡起大锤,邓志远掌钳,两个铁匠,一个四十年经验的老手,一个只有理论知识但手稳心细的穿越者,合力锻打着第一块来自这座新炉的钢坯。
折叠、锤打,再折叠、再锤打。
每一次折叠,钢铁中的杂质被挤压排出,成分更加均匀,折叠三次,相当于把钢的层数翻了八倍,折叠五次,三十二层。
天亮时分,第一块精钢坯料终于冷却。
邓志远拿起一块旧锉刀,在钢坯上锉了两下。
锉刀咬住了,不滑,但也不像锉普通铁那样轻松切入,有一种恰到好处的阻力感。
“硬度够了。”他长出一口气,“韧性也行。”
他转头看了看身后,王老锤坐在地上,满头大汗,累得说不出话来,王铁锤靠在墙边,睡着了,手里还攥着那把铜片刻距片。
炉子旁边,一块巴掌大的精钢坯料静静躺着,表面泛着暗灰色的光泽。
邓志远弯腰把它捡起来,掂了掂,沉甸甸的,比同体积的铁略轻。
他把钢坯举到晨光下,看着那片暗灰色的光泽。
然后他笑了,穿越以来第一次,真正的笑。
三个月之限,还剩四十六天。
够了。