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鸟人在明末

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第五十六章 生铁熟铁

  顺着叮叮当当的打铁声,孙一很容易就找到了新建的缝衣针作坊。

  围着一个铁匠炉子,一个人正夹着烧红的铁块,另一个人挥舞着重锤,两人配合着,大锤每落下一次,红色的铁块就变换一次位置。

  钳着铁块的师傅冲孙一憨厚地笑了一下,嘴里说了句什么,手里的活计却一丝也没有停下。

  孙一道了一声:“你们忙,别管我。”

  话音同样被叮当的打铁声撕扯得支离破碎听不真切。

  孙一找了个箱子,坐了下来。

  炉子的温度辐射到孙一身上,混合着夏日早晨的阳光,单调的大锤和铁块的撞击声,还有撞击之后砧板发出来的嗡鸣,让孙一感觉自己好象是一个旅游者,正在参观一个民俗村。

  铁匠炉一边是一只新制的木风箱,风箱上还散落着几只筷子粗细的铁条。

  有句话叫“只要功夫深,铁杵磨成绣花针”。

  不过孙一绝不相信地这几根铁条是用来磨的。

  发红的铁块每被敲击一下,都迸出几颗火花。眯起眼睛看,每颗火花都变成了一条线,砧板上的铁块颜色也就不那么刺眼了。铁块在击打下逐渐变薄,颜色也在逐渐变黑。

  中国古代,有着无与伦比的铸造技术——技术牛到可以铸铁锅。孙一想不明白,那么大那么薄的铁锅,居然可以用融化的铁水铸出来,这要求铸锅的模具得多么精密!

  同期的西方,却走了另一条锻造的道路。如果西方人要做一只铁锅,只会象眼前的这两位师傅一样,费时费力把铁敲击成一张薄片,然后再搞出一个凹面。

  所以中国的锅可以做成又大又深又便宜的圆底,西方的锅只能是又小又浅又昂贵的平底。

  但是铸成的锅有一个缺点——脆。经常有故事,一家人要分离,老人拿出家里的铁锅,一块石头下去就把锅打破成几块,然后兄弟几个一人一块。几百年后,同一家族就分成了锅沿、锅邦、锅底几个分支。

  煅打虽然费事,但是一次一次的敲击,铁的性能不断得到改善,最后居然可以“百炼成钢”。单论材质而言,平底锅却强于铸铁锅。

  在二十世纪中叶,有中国学者指出东西方冶铁不同的发展路径,造成了古代中国在煅造、热处理方面落后于西方。以至于大马士革刀、倭刀,甚至苗刀都比中原的刀质量好。而造成这种东西方差异的,是中国铁矿低劣的品质。

  二十世纪中叶以后,中国学术界突然风向一转,发掘了大量的古代文献和墓葬,认为除了铸造技术领先了世界两千年,古代中国冶金的许多方面,包括炒钢、灌钢、球墨铸铁、海绵铁、淬火技术、都领先世界几百年。地下埋了几千年的青铜剑,一出土仍旧可以吹毛断发,轻松斩断多少层纸。如果不是要保护文物,就差削铁如泥了。

  进入二十一世纪,中国学术界对中国古代的冶铁技术集体不评论了。

  作为一个技术人员,孙一觉的要搞清楚谁对谁错很简单——拿出几把出土的刀剑铁器用现代仪器分析一下成分就行了,根本不用拿古董去对砍。怎么就没人去做呢?还是有人已经做了但是没有公布结果呢?

  对一个只讲逻辑的程序员来说,答案就很明显了。

  当然也另一个方面,从基本物理常识来推断。

  木炭燃烧的温度,在供氧充分的情况下,只能达到1000到1100摄氏度。

  加上特别设计的保温炉子,最高极限就是1200摄氏度。

  而纯铁的熔点,是1500度。钢的熔点是1300-1400度。

  中国古代,可以用朴素的炉子化铁为水,只能说明一个问题——中国古代的铁不纯。任何杂质都会降低铁的熔点。中国古代铁矿中夹杂的琉、磷、碳等杂质,轻易地把铁的熔点降低到了炉火温度。

  而铁矿质量好的地方,在同样的炉火温度,铁还是烧红的铁块,要想利用铁,只有硬着头皮反复煅打,称之为块炼法。事实上,西方的优质铁矿质量造成西方的铸造技术严重落后于中国,到了火器时代要铸造大炮,就只好来中国取经。

  而中国的劣质铁矿,即使在烧成铁水前想煅打也不行,铁中大量的琉杂质造成热脆性。看上去红红软软的铁块,一锤子下去就象玻璃一样碎成渣渣了。

  眼前的两位师傅,就是在利用煅打的办法,一点一点地改善铁的性能。就好象揉面,越揉越筋道。

  砧板上的铁块凉了下来,二位师傅收了手,这才正式给爷打了招呼:“爷吃了吗?”

  孙一己经适应了这种问候,直接道:“你们这是在准备做针的铁料?”

  挥锤的师傅点头回答:“嗯。原来的铁料太脆!一拉就断。”

  顺着师傅的目光看去,地上果然有几根拉断的细铁丝。

  师傅解释说,要做针,先得把铁条穿过模具上的孔,拉成粗铁丝;粗铁丝再经过小一点的孔逐级拉成细铁丝。截断细铁丝,冲出针鼻针孔,矬出针尖,再打磨。最后还要上锅蒸,才能变成缝衣针。

  但是两位师傅拉了几次,粗铁丝都断成了短截儿,退火也不管用,二位只好先煅打铁料。

  孙一问:“不是有炒钢法和灌钢法吗?干嘛费劲煅呢?”

  打铁师傅很惊讶爷居然懂得炼铁。

  明朝人当然不知道炒钢和灌钢是作为中华民族的伟大发明写入中学课本的,后世只要上过学的人都知道。

  比如某百科对炒钢的介绍:“炒钢是将生铁加热到1150~1200℃以上时,在熔池中搅拌,使其中所含的碳氧化,氧化完全则成为熟铁或低碳钢;在脱碳不完全时终止炒炼而得到的是中碳钢或高碳钢,然后出炉锻打成器。中国汉代炒钢技术的发明,是炼钢史上的一次革命,比欧洲早1800多年。”

  憨厚的老师傅却回答孙一:“炒是成不了钢的。炒以前叫生铁,炒以后叫熟铁。生铁根本煅打不成,现在砧板上的料就是熟铁,离钢还远着呢。”

  不管各种各样的“炒钢法”是如何定义的,明代的《天工开物》记载的“炒钢”方法是”凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟……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,一人疾手撒掞,众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”

  先不管这炒完的东西是什么,至少古人不认为这是“钢”,而是叫这东西“熟铁”。

  而且用脚趾头也能想明白,要是这么容易挖个池子拿柳木棍搅几下就能炼成钢,把现代钢厂转炉的活都干了,叫首钢、宝钢、鞍钢的专家和领导情何以堪!

  宣扬炒而得钢,并命名为炒“钢”法,无知且无耻。

  铁分生熟,是东方特有的分类。

  现代的冶金技术把铁碳合金分为三类,找书苑 www.zhaoshuyuan.com含碳量低于0.2%的叫纯铁,碳占重量的0.2%至2.1%的由于其独特的结晶而导致性能优异而叫钢,含碳量大于2.1%叫铸铁,铸铁的结晶和钢完全是两回事。

  有文章硬拗中国的熟铁就是纯铁,生铁就是铸铁。这种作者最好先回到古代教会古人百分比。

  东方的“生铁”,大家意见比较一致,就是白口铸铁。这种铁因断面呈白色而得名,碳全部或大部与铁化合为碳化铁,硬而脆,用有出渣口的炉就可以炼出。

  那东方的“熟铁”到底是什么呢?

  从“炒”的方法来看,炒铁的温度不会大于1200摄氏度。所以绝不会是钢或纯铁。只可能还是铸铁。

  在“炒铁”的过程中,明朝人加入了一种神秘物质——“先以污潮泥晒干,舂筛细罗如面,一人疾手撒掞”——泥巴。

  换成高大上的名词,就是加入了硅。硅是促进铸铁中碳元素石墨化的重要物质。

  在“炒铁”的过程中,明朝人使用的工具:柳木棍,“其柳棍每炒一次,烧折二三寸,再用则又更之”——在铸铁中加入游离的碳。碳是石墨化的基础物质。

  所以,熟铁就是石墨化的铸铁。石墨可以使铸铁柔软。现代的石墨化铸铁包括灰口铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。明代的冶炼技术下,“熟铁”的主要成分到底是哪一种,估计就得看人品了。

  但是有一点肯定错不了,明代的“熟铁”包含了大量熔渣。“凡出炉熟铁,名曰毛铁。受锻之时,十耗其三为铁华、铁落。”——《天工开物》。