二林部很奢侈,冶炼用的是松炭。
松炭温度差一点,耗费也多,但是有一个巨大的好处,含硫很少,得到的铁料品质非常高。
石通见到苏油就开始比划:“这个炉是上次二老来的时候建的,现在只需要加上风排鼓风,产量还能上去!”
苏油对这个不太关心:“矿坑在哪里?”
石通也上了马:“谷里,跟我来。”
转过一道山谷,眼前出现了一个巨大的山体。
山体上没草,只有无数的坑洞和蚂蚁一般的人群。
这些人衣裳褴褛,背上背着一个大筐,筐带子勒在额头上,将一筐筐矿石背下山来,卸到马背两侧的箩筐里。
不少二林部的战士,手持皮鞭,钢刀,在山上巡视。
见苏油面有不忍之色,阿囤元贞低声说道:“他们是邛部川人,还有周围几个曾经反叛的部落。”
苏油点点头:“总要给人一点希望,要不然……算了不说这个,我们看看开采去。”
山体上随处可以见到露出的矿头,山下还有一片片不长草的黑土。
不少坑洞已经挖得很深,然后被水淹了,奴隶们只有换地方重新挖坑。
看了一圈,苏油对如今的开采方式已经大致有了谱,拨转马头回到冶炉边上。
这一炉铁料三天前开烧的,现在开始出炉。
除了底部蜂窝状的钢铁,上层还有大量的炉渣。
铁料被送去重新熔锻,炉渣倒到了山后一个料场。
苏油让石通用带来的石墨坩埚溶了一些铁料,然后铸造出一柄短剑。
用眉山铁砂炼出的短剑与之比较硬度,结果发现,二林部的铁料,除了最底部出来的那一些,其余脆得一塌糊涂,比玻璃好点也不多,完全不堪使用。
石通顿时大为失望:“怎……怎么是这样?!”
阿囤元贞说道:“阿爸早就告诉过两位石家爷爷,我们二林部的铁料就是这样了,炼出来的东西只有最下面一点可用,因此还得从外面买刀剑。不过我们的铜料很好的!”
苏油却心中一动,赶紧跑回炼炉,趴到炉渣上翻找起来。
石通和阿囤元贞赶紧跟上,却见苏油从炉渣中翻出来一块黑褐色石头一样的东西,上边还有很多细小的蜂窝状孔洞。
然后就看到苏油抱着那块石头狂笑:“哈?哈哈哈哈……真是见了鬼了……”
石通吓着了,摇着苏油的小身板:“哎哟师父撞邪了!师父你醒醒!你醒醒?!”
苏油一下子醒悟过来:“别摇别摇!你赶紧放手……哈哈哈哈……大石头我们找到宝贝了,元贞我们找到宝贝了!大宝贝啊……”
这里根本就是不是一个铁矿!而是一个富铁锰矿!二林部的冶炼方法,与后世的火法富集炼法极为相似,机缘巧合得到的钢铁叫锰铁,因为含锰量过于低下,导致金属脆性太大,和眉山铁砂料没法比。
剩下的锰哪里去了?就在炉渣里边,这个炉渣叫富锰渣!
后世眉山几条县间公路,使用寿命比其它公路短得多,就是因为路上全跑着几十吨大货车,不停地往外捣腾这些玩意儿——铅锌矿,富锰渣。
苏油负责的行政村,经常参与保护公路抓沿途超载,没少见过这些东西。
二林部自炼得到的东西现在当然没有什么用途。只有最先还原出的那一丁点铁料,可以用来打造铁器。
可钢铁中的含锰量一旦超过百分之十三,那就叫高锰钢了,它最厉害之处就是耐磨性和硬度绝佳,同时钢材还能保持着弹性和韧性。
这个特性之所以厉害,是因为它解决了碳钢的一个巨大问题——硬度越高越脆,弹性越高越软。
加上它可以帮助脱硫脱氧,改善含硫钢材的性能,减少气泡产生,因此高锰钢通常可以采用翻砂铸造。
同时,如果将它加热到淡橙色时,又可以变得十分柔软,很容易进行各种加工。
唯一的缺陷,就是回炉重熔后会影响品质。
苏油对阿囤元贞说道:“元贞,让人将这些东西全部拉到风车磨坊那里去,让你姐姐准备大理铁料,石棉内衬;大石头你找点煤炭炼焦,我们熔一炉试试,看看是不是我说的那宝贝!走,回去找大将军和范先生细说!”
阿囤赤尊和范先生一听也是大惊,后山矿坑里不堪使用的铁料,竟然是宝贝?
几十年下来,好铁没得到多少,那种炉渣可是堆积成山啊!
好钢的重要性毋庸置疑,在如此巨大的诱惑之下,范先生当机决断,所有工匠全部投入到一个风车磨坊,三班轮倒,力争快速将风磨建造起来。
石通和苏油,则投身到了坩埚冶炼小炉的建造中去,还要用水玻璃铸砂箱,封到气室中进行硬化。
之后就是碎料,混熔,几次尝试之后,苏油得到了一种金属。
这个东西可以通过肉眼来分辨,断面光亮如镜,叫做镜铁。
这东西含锰量百分之十五到三十左右,得到了这个,苏油几乎可以断定,二林部这个矿,就是一个妥妥的锰矿!
有了镜铁,理论上就有了钢铁工业的基础。这可是是调整铁水中含锰量,脱硫脱氧的重要原材料。
有了它,对铁矿石的要求就可以降低很多,这对矿石品位不高的大宋来说,就更加重要了。
所谓“无锰不成钢”,指的就是这个。
当然,靠小小一处羁縻州锰矿就想让大宋钢铁胜过大理西夏日本,那无疑是痴人做梦。
不过石家作坊完全可以研究矿脉特征,进行矿石采样,先期试验,确定矿石金属含量,敲定工艺流程,改善工艺配方,获取宝贵的经验,进行技术积累。
顺便提升一下作坊铁器的品质,这是没有问题的。
三天之后坩埚熔炉设备建成,所有人立刻投入熔炼试验当中。
李拴住和石通负责熔炼,苏油负责试验统计和计算。
试验材料包括大理铁,回炉料,熔炉底部炼得的低锰钢,以及镜铁,富锰渣。
不少材料中还有大量杂质,不过可以通过原材料重量,成品重量,各材料的配比,带入自己已知的镜铁锰含量和富锰渣锰含量的上下限,列出一系列方程组,得出大致的配方比例范围。
……
熔炉很小,一次只能熔十来斤材料,可以同时熔四锅,纯试验设备。
炉火不断,一锅锅不同配比的钢水出炉,试验数据越来越接近理想。
石通已经两夜不眠不休,可是一点倦意都没有,眼神越来越明亮,都是兴奋的神情。
砂模造得非常简单,就是一排排浅沟槽,都是长刀条的形状,尾部细沟相通。
新的一锅钢水又熔成了,石通夹出小坩埚,将钢水浇到烘炉中的砂模上。
之后将铸件取出来,剁掉尾部连接处,趁还刀条还处于红软状态,送入卷板机走两个来回,手工在铁砧上微调矫直后,直接水淬。
二林部没法酸洗,石通拿铁锤敲掉氧化层,然后用短刀狠狠剁了下去。
“当”的一声,火星溅出,这次的刀条,只留下一个小小的芒口。
石通一下子软倒在地:“师父……成了,真的成了……”
苏油和拴住都一脸的淡然,因为俩娃早已经被试验数据折磨得麻木了。
这还是苏油知道高锰钢配比,而且锰钢自身容差性也高的情况下,才能如此之快地搞出来,就这样,实验数据也记录了满满两大本!
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