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看着柳亚夫指挥着向熔铁炉中加料,生火。
“公子,为什么要加那石头,这样真的能出好钢吗”
柳亚夫一边观察熔铁炉的反应,一边笑道:
“这炼出来的自然不是钢,还是生铁,不过等会儿我们再经过一道工序,就可以生产出不错的钢来,以后我们这铁匠铺会扩大,炼铁炼钢都要自己生产,所以还要张大哥多费点心思,帮我把这边管理起来”
张大锤变色,推迟道:“公子不可,我张大锤不过只是个打铁的,对这炼铁炼钢可一点都不懂”
“张大哥不必推迟,我这里只有张大哥你才懂铁的好坏,你要是不接受还有谁能把这里管理起来呢”柳亚夫的话不容张大锤推迟。
张大锤只得点头应下来:“唉,就怕耽误了公子大事”
“张大哥不必担心,你了解了我生产的步骤后,照着做就不会出大问题,而且炼铁炼钢方面我会跟着”柳亚夫给张大锤吃了个定心丸。
张大锤才放下新心来道:“那就好那就好,不会误了公子大事”
熔铁炉中,随着边上的风箱一直鼓风,煤炭开始剧烈燃烧起来,炉中温度飞快升高。最初时候,柳亚夫还能看到陶瓷盖子的通风口上有烟雾冒出来,渐渐地额,烟雾就变成了稀疏的灰尘和火苗。
一个多小时后,柳亚夫打开出渣口往里面看,只见炉子中的铁料基本上都融化了,铺在熔铁炉的底部,上面是大量的煤炭渣滓和没燃烧完毕的煤炭。
关上出渣口,让里面继续燃烧。
又是一个小时,待炉中的铁料都融化后,便让人打开出铁口。
接着,深红色还非常粘稠的铁水,从出铁口流了出来。在出铁口下面,是一个装了少量碎铁块煤炭和过量生石灰的陶瓷缸子。
铁水流入缸中,柳亚夫又让人拿着一根长长的柳木棒子,不断在半钢铁水中搅拌。一边搅拌,边上不断拿着陶瓷勺子把生成的炉渣滤出来。随着不断的搅拌,缸中铁水变得越来越稀,颜色也从深红色变得浅红色,在道橙色,橙白色。到最后,缸中只剩像水一样的铁水。
接下来,几人小心的把铁水倒进事先准备好的模具中。
半个小时后,铁水凝固下来,柳亚夫让张大锤拿出一块一斤来重的铁块,让他打一把刀试一下,不采用折叠锻打方法。
张大锤半信半疑的夹起铁块,放到烘炉中烧红,然后放到铁砧上敲打。
一刻钟后,刀打好,又淬了两次火,用石头砂轮开封后,张大锤把一把长50厘米,宽三厘米刀背厚3毫米的小唐刀递给柳亚夫
“宝刀啊,公子,真是宝刀,我张大锤打这么多年的铁,还没有见过这么好的钢”
张大锤连连摇头感叹。
柳亚夫并没有说什么,不过心里却道:“当然是好钢,这是用后世平炉炼钢的原理,加上柳木炒钢法炼出来的钢,为了去除硅、硫、磷这些杂质,我加入了超量的石灰石和生石灰,铁料损失近两成,每斤铁料成本翻了一倍,达到了10文钱一斤,虽然还有许多杂质没除干净,但在这个年代来说,确实是最好的钢材,最出名的苏钢也是比不了的。”
“来我们试试这刀如何”说完,柳亚夫让李平福拿着前天打的那把杀猪刀,提着这把有些像唐刀的新式钢材刀,挥了过去。
“嘭”的一声,清脆刺耳的声音后,唐刀出现一个半毫米大小的缺口,而那厚实的杀猪刀口上,竟然有一个深近5毫米的缺口,缺口底部还有丝丝裂纹。
除了张大锤早有预料的样子,李平福兄弟和张大锤的两个儿子都目瞪口呆,不敢相信。
第二十六章铸钢枪管
就这把二十炼的杀猪刀,可是不可多得的好钢刀,连朝廷官兵手上的兵器质量都没有这么好。
这可是上百文一斤的生铁经过锻造,打成的钢刀,一把这样的生铁打出来的刀,原料成本,加上人力成本,不下2两银子,只有官兵中当官的,或者家境比较好的人家才配的起。
但就是这样的好刀,今天在他们面前被一锅钢水铸造了一次的刀砍坏,实在让李平福他们难以置信。
也就是说,这把新式钢材打出来的刀,可以把官兵手上大部分的刀砍坏,这样的结果太让人震撼了。
柳亚夫自己现在出的这一锅钢水,能比那精铁好那么多,主要还是运气,这锅钢水的碳含量应该很高,里面的硅、磷、硫的杂质被他除掉大部分,所以硬度也足够,不会因为受力太大而变脆。以后想要得到这样的高碳钢,就要看运气了。
看着这些被浇筑成20厘米长的长方体钢块,柳亚夫突然有些郁闷,这么好的钢材,用来打长枪头实在有些浪费了,这时火枪最好的枪管材料啊,竟然被他这么错过了。
谁叫他刚才没有准备好浇筑枪管的模具呢,毕竟这只是第一锅试验钢水,他又怎么会想到一下子就成功了,还是一锅极品钢。
不过,倒是可以用来做工具钢,到时候在经过淬火,可以用来对普通钢材进行加工。
一想到火枪,柳亚夫的心就痒了,能出钢水,他就可以用现在的条件打造几根枪管出来,有了枪管,那么制火枪就不是问题了。
出了好钢大家后很兴奋,张大锤带着儿子,又要拿着新式钢打长枪头。柳亚夫叫住了他,问道:
“不知道张大哥你能不能打出火枪来”
其实柳亚夫问完就暗自有些失笑了,这张大锤只是个手艺不错的打铁匠,平时也不过打打镰刀锄头之类,最多也就打过刀剑,问他会不会制火枪,自然不会有满意的答案。
张大锤果然面露难色,摇头道:
“这以前真没打过,不过我听说打火枪的枪管是用铁皮卷的,如果公子需要,我可以试试,但那后面的零件我也没见过,也不知道该打成什么样”
“没关系,我这边有制火枪的方法”柳亚夫沉思道。
张大锤说的那种铁皮卷的火枪,是这个年代制枪管的主流方法,宋应星的天工开物中说:“凡锤鸟铳,先以铁挺一条大如箸者为冷骨,裹红铁锤成。先为三接,接口炽红,竭力撞合。合以后以四棱钢锥如箸大者,透转其中,使极光净,则发药无阻滞。”
这种生产工艺,在中国直到洋务运动开展后才被渐渐废弃。
不过这种传统的生产工艺对工匠的要求非常高,想要打一根合格的枪管,不但要原材料好,还要工匠的技术过硬,不会因为枪管的接口有缝隙而炸膛。当然,还有另一种方法,拿一根实心铁棒,用一个简陋的钻头在中心专孔,一个熟练的老匠人都需要一个月才能钻出一根合格的枪管。
对于柳亚夫来说,这两种方法都不适合他。他现在一没有足够多的合格工匠打铁皮枪管,也没有时间让人一个月来钻一根枪管。他便想了个办法,铸造枪管。
在火枪的发展历史中,枪管不是用天工开物中那种古老的方法,就是用钢条整体钻孔,或者后世那样锻造的枪管,很少有听说铸造的火强枪管。
主要原因还是炼钢技术不合格,铸造枪管在这个年代比用铁皮卷枪管操简单一点,但这个年代没有合格钢材,以生铁铸造的枪管质量完全不合格,所以没人会用铸造技术制枪管,人们更多用铸造技术铸造火炮。
接下来熔铁炉继续开工,柳亚夫让人清空熔铁炉里面的炉渣,然后继续加入煤炭,石灰石,生铁。将炉子封口,开始熔铁。
溶铁的等待期间,柳亚夫让张大锤用铁打造模具,用来铸造枪管。
柳亚夫让张大垂先打造一根粗不到1厘米,长50厘米的直铁棒,磨光为模具的内芯,然后又打一个粗超过两厘米,长50厘米的直铁棒,接着,把铁料烧红打成铁皮,卷在后面那根粗超过2厘米的铁棒上,然后把铁棒取出,铁管为外范备用。
他又让人去李顺那边取来烧制耐火砖的软硬粘土,将粘土按照1:1的比例混合,用水调成浆,再将泥浆均匀的涂抹到内芯和外范的之间。
接着把内芯外范烤干,把内芯套在外范中,成同心圆,插入一块抹了干泥浆的木材上。
这种范,柳亚夫让张大锤打了5套,同时,还有10套长达一米的范。因为铁范除了笔直外,对质量没有要求,张大锤很快就把这些范打了出来。
柳亚夫也不知道自己的方法是否能打出合格的枪管,但总得先试一试。
铁匠铺这边一直没有停工,到了午饭时间,伙食坊便把午饭送了过来。
柳亚夫几人吃过午饭不久,熔铁炉便可以出铁水。
也许有人会说那普通青石不是不耐高温吗,一般到了1350多度便会融化,但是柳亚夫这个炉子的设计只是为了融化铁,普通的铁矿石跟铁块,含有大量锰、硅、磷、硫、碳等杂质,到了1100度便可渐渐融化,他也在不断观察炉中温度,控制不会因为炉中温度太高而烧穿了炉子。
至于后面出铁后,在陶瓷缸中,因为加入了燃料煤炭,并用柳枝搅拌,温度会继续升高,达到1500多度,碳会氧化,铁水变成钢水也是可行的。那陶瓷本来就是粘土做的,能耐高温,所以也不会被烧穿。
把铁炉中的黏稠的,暗红色的铁水倒出来,流到装了煤炭,铁块和生石灰的陶瓷缸中,李平福跟李来财两兄弟便轮流拿着柳木棒,在钢中搅起来。
陶瓷缸中的铁水反应很剧烈,温度升高很快,不时有铁水溅射出来,所以两兄弟都站在了高台上,至于柳亚夫几人离陶瓷缸也有足够的距离,不会被溅出的铁水烧到。
不多时,铁水颜色变浅,柳亚夫便让两兄弟停了下来。用陶瓷勺子把铁水表面的炉渣祛除干净,柳亚夫便把缸中的钢水往刚才做好的贴膜中倒入。
同时,张大锤他们也清理了熔铁炉中的炉渣,将炉渣清理完后,柳亚夫带着麻布手套,用火钳把做枪管的铁范放到熔铁炉中。
钢铁传导温度非常快,就这倒钢水的一段时间了,最初倒入钢水的铁范中,钢水已经变得非常粘稠,在铁范顶端可以看到,钢水的表面已经在凝固了。
这些最开始凝固的一层钢是没有用的,等切削枪管的时候也会被削去,因为等钢管成型后,这些表面的钢会有大量的裂纹,柳亚夫要把制枪管的铁范放进熔铁炉中,也是为了保温,让钢水凝固慢一点,这样才能获得合格的枪管。
过了一刻钟后,把15个两种规格的铁范从熔铁炉中拿出来,放了一会儿,再放到水中,柳亚夫开始取还没有经过打磨的枪管。
柳亚夫做的铁范在加入加入钢水后,铸枪的钢水开始迅速冷却,体积变小,铁范的内芯和外范又抹了抹了一层耐火砖物质,对铁是不沾的,所以里面的枪管便从铁范上脱落下来,形成了一段空隙。
因此柳亚夫很轻易的取下了全部十五根枪管粗胚。
将枪管内外放在水中清洗一番,柳亚夫满意的拿着粗糙的枪管轻轻一敲。
“叮”的一声,一阵回声从枪管上传来,说明这是好钢做的枪管。
柳亚夫看了看身边愣愣看着自己,表现平淡的几人,颇有些无奈,自己带来这样划时代的技术,竟然没有人惊叹,让他这个穿越人士实在没有成就感。
要是遇到懂行的人,如宋应星,徐光启等人在他面前,见到这钢管,还不把他惊为天人。他现在面前的这几人,除了张大锤能分清铁料好坏,有些见识,其余几人都还是懵懵懂懂的。
柳亚夫知道,这几人都不知道生产一根合格的枪管有多难,即便他一锅就生产出上百根精良枪管,他们也不会惊讶一下。
显摆不成,柳亚夫也有些无奈,但失落并没有多久。
接下来就是制造火枪了。
首先,得把枪管内壁打磨一番,然后制零件,组装即可。
柳亚夫要做的当然是燧发枪,至于滑膛火绳枪,他是不会做的,燧发枪技术虽然比火绳枪难一些,但对于他们这个机械加工师傅来说并不时问题。
他先跟张大锤做了一个简易的木质钻孔机。
刚才出的第一锅钢是是质量非常好的高碳钢,比第二锅钢的质量还好许多,柳亚夫就让张大锤用第一锅钢的钢材打了9毫米粗、长60厘米的钻棒,在棒子前端夹着一块经过两次淬火,回火的高碳钢钻头。
钻棒被安装在一个可以前后伸缩,被打磨得笔直,非常光滑的木棒上,木棒长15米,穿在两个圆形的孔中,孔的大小刚好跟木棒相同。在前面,把粗胚枪管夹在一个可以转动的木棒上,木棒后面插着一个z字形的搅动把手。
将木质钻孔机做好,柳亚夫让那个李平福飞快的搅动把手,让枪管旋转起来,然后他把木棒慢慢向前移动,让前面的钻头开始在枪管内壁切削。
这个钻孔机的原理跟现代的车床类似,其实古代也有这样的钻孔机,只是因为没有柳亚夫这样的高精度游标卡尺,钻床精度非常差,钻出来的枪管精度就更差了。
搅动枪管的速度要非常快才才能把铁屑切削下来,李平福他们几人轮流转动把手,不到一刻钟,一根枪管就被打磨钻好了。
柳亚夫用游标卡尺量了一下枪管两端的内径,一端是99毫米,一端1008毫米,两端误差近02毫米,在后世来说,这完全不合格,但是在明末这个时代,就非常精密了。
这个年代的火枪,弹丸普遍要比口径小1到2毫米,也正是如此,让这个年代的火枪精度非常差,只能
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