第82章 炼钢（1 / 2）
看着制钢的小炉，苏颂道：“万没想到，炒钢的时候其实不用烧炭，只要鼓风即可。若不是真地试出来，谁能够相信？世间万物，有其自然之理，不详细推敲，却不敢妄下断言。”
杜中宵点了点头。以前在永城的时候，炒钢的规模较小，用的是这个时代最常见的方法。前些日子这里建炒钢炉，为了充分利用能源，自然建在冶炉旁边，炒钢与炼铁串连在一起。冶炉里出来铁水，直接送进炒钢炉里面，如此一来便就少用许多燃料。
炒钢的原理杜中宵还是清楚的。无非是炼铁时是在还原气氛下，以致铁水含炭量太高，出来的是生铁。到了炒钢炉里，要降低炭含量，炉里是没有炭的，只加石灰石和白云石之类的造渣剂，是间接加热而不是直接加热，是在氧化气氛下。既然是氧化气氛，氧气就应该充足，不然效果不好。
这是中学化学的内容，非常简单。为了保证充足的氧气，这里建的炒钢炉，特意加了吹管，一样有大风箱向里面鼓风。万万没想到，炒钢炉里鼓风，里面的铁水迅速沸腾，如同火山喷发一般，温度明显比以前下面烧炭高得多。由于难以控制，不断减少下面的炭火，结果效果还是不明显。到了最后，干脆炒钢时不烧炭了，仅仅鼓风，炉里面的温度就足够高，可以降低铁水的炭含量，炼出钢来。
杜中宵纳闷了一段时间，最终只能认为是铁水里面的炭，或者还有其他一些元素，在高温熔化状态下吹入空气，迅速发生放热反应，让铁水保持沸腾。这实际上就是后世的吹氧炼钢，不管是转炉还是平炉都是同样的原理。
鼓风之后，由于铁水沸腾得厉害，为了控制反应速度，就试着向里面加生铁，加废钢，偶然又发现不同的温度，出来的钢性能不一样。不同的出钢温度，会炼出不同含炭量的钢来。
这是个精细活。既不能测量温度，又不能精确控制时间，只能用肉眼观看铁水状态，以及表现出来的颜色，来控制出来不同的钢。杜中宵测试了很多人，来做这项工作。不断训练，现在大约有二十多外人勉强找到状态，是炼钢这里的宝贝疙瘩。他们现在刚刚上手，出来的钢性能不稳定，不过对这个时代来说足够了。反正出来的是中低炭钢，打造刀剑能性足够，后面就靠工匠的手艺了。
能不能尽量精确地测量温度？其实办法还是有的。比如用金、银、铜、铁等金属，或者一些已经知道的化合物，制成测片，利用他们不同的熔化温度，放进铁水里面探测，看熔化程度决定炼钢过程。只是这项工作精细而复杂，杜中宵只能提供一个思路，让下面的人去做，短时间内是做不到的。
测温不一定用温度计，可以用一些特殊的物理化学反应，比如熔化沸腾，比如分解化合，都可以得到固定的温度。但选择合适的测量物质，选择合适的测量方法，需要大量的实践。
高碳工具钢还是不能用这种炉子来炼制，而是尽量炼出碳含量低的铁，与生铁一起用石墨坩埚炉炼制。这种高性能的钢炼制不易，性能优越，可不是炒钢炉出来的大路货可比。
用吹空气的方法，炒钢的效率提升了许多，炼出一炉钢，远比以前下面烧炭快捷。这件事让苏颂觉得新奇不已，明明不用燃料降低了成本，效率还大在提升，世间之事实在神奇。他用了很多时间研究，最终只能同意杜中宵的说法。生铁里面有碳，炒钢炉里没有过剩的碳保护，这些碳便燃烧。
实际的化学过程当然远比这复杂，碳还会形成一氧化碳，再形成二氧化碳，有过量的碳这些气体就形成还原气氛。一旦氧气过量，铁水中的碳便就继续氧化，从而降低含碳量，生铁变成了钢。
炼铁到炼钢，就这么一个简单的过程，认真研究下去，其实就能开启化学之路。
杜中宵要做的事情太多，每个行业都不可能深入研究，哪怕知道是怎么一回事，也没有精力系统总结。这处铁监里的人才，将来不知道会是谁，会是什么时候能够打开这扇门。
原理很重要，知道了原理，能够积极应用到实际中，中学的数理化知识，就足以推开工业革命的大门。大宋的经济实力是天下第一，这是朝廷直辖的官营铁监，有杜中宵这个有后世知识的人，条件比当年英国的那些小作坊不知道好了多少倍。从钢铁到机械，踏实做下去，工业的发展比历史上容易得多。
比铁水出炉的时间短得多，用不了多少时间，第一炉钢就完成了。只见不大的炉子倾倒，钢水从里面流出来，流进旁边早已建好的冷却池里。略冷却一段时间，被一边的工人舀入铸范，成了钢锭。大部分的钢锭将凝未凝的时候，被输送到下一道工序，进入不远处的锻造之处。
附近的一条小河早已经被截段，建了一座小水库，河水引到这里带动锻锤。锻造的工人观察着钢的颜色，合适了取到锻锤上，进行锻造。
这样炒出来的钢，工艺所限，里面有很多气孔，也会有少量杂质，不能直接制造器具，必须锻打过之后才可以。巨大的锻锤打在或红或白大小不一的钢锭上，配合着早已经制好的钢模，有的成了钢条，有的被打得极扁，乘着红热的时候，送入后面的轧辊，慢慢轧成钢板。这样制出来的，是热轧钢板。