313.第313章 水鍛板甲的曙光
錢惟昱深知，他弄的蓄熱爐，和後世的鍊鋼平爐還是有很大的差距的，其中最大的一個差距，就是後世鍊鋼的平爐可以通入制氧機分離空氣製取的純氧來加強反應的充分性，加快鋼鐵中雜質被氧化的反應速度，並且讓鋼料的質量更上一個台階。還有一點重要的是，因為吹氧法所需加熱的空氣量比非吹氧法低好幾倍，所以不能吹氧的爐子比吹氧爐在鍊鋼過程中，消耗的煤炭等加熱燃料要多好幾倍，污染也嚴重好幾倍。
分離純氧，錢惟昱知道他這輩子是看不到了，所以他才不敢把這個新式鍊鋼爐稱作平爐——沒有吹氧，只是把普通空氣改成熱風快速鼓風，叫蓄熱爐不也才算名副其實么。拜缺少吹氧工藝所賜，以及其他一些七七八八的技術缺憾，錢惟昱自問如今他指點發展起來的鍊鋼技術，無論從產能還是質量來看，最多也就是達到歐洲人1750年~1800年之間的技術水平。也就是相當於後世米國獨立和法國大革命、拿破崙起家之前那段時間；距離真正工業革命之後的技術，還是相去甚遠。
而且因為錢惟昱一個人的干涉只能是讓某些部門技術進步，不可能影響這個社會各個產業部門，在其他木桶短板效應的制約下，他這輩子最多也就把冶金工業發展到這一步了，剩下的需要漫長的時間才能補足。所以，此後在爭霸天下的過程中，吳越國應當採用何種軍事形態、借重何種兵器，如今就算是可以徹底規劃完了，反正吳越只能用到這種程度的鋼鐵來武裝其軍事機器。
……
高爐煉鐵是循環投料的，也就是爐子頂部每隔幾個時辰會往裡面投一些粉碎選過的精鐵礦，同時每隔幾個時辰也會從爐子底部的出鐵槽放出幾千斤鐵水。但是這並不是說每一批鐵料在高爐裡面的反應時間就是那麼短短几個時辰——那樣根本不夠時間把氧化鐵中的氧元素徹底剝奪反應充分。
事實上，每一波鐵料在高爐爐膛里反應的時間有可能有五六天甚至七八天之久。每一次開爐的時候引出來的鐵水有可能是六七天前投進去的礦石料的產物，而剛剛投進去的礦石要到六七天後才會變成生鐵水。當然與鐵水一起清理掉的，還有其他反應后的爐渣等副產品。
與高爐煉鐵的上面投料、下面出鐵循環相比，蓄熱爐鍊鋼的過程就要直白得多——鍊鋼的時候，每次都是投入一整爐的赤紅生鐵和別的輔料，然後鍛煉一兩天，再次開爐的時候，就會把所有成品鋼全部倒出來，徹底清空爐膛，再進行下一次作業。
從這個角度看，因為大型煉鐵高爐每天可以出四次生鐵漿、每次四千斤。而蓄熱爐鍊鋼需要兩天時間才能消化這四千斤的生鐵料。兌換算下來，六座四千斤的小蓄熱爐才能吃下一座高爐產出的生鐵。如今吳越一方的蓄熱爐建立還很少，所以生鐵產能是遠遠大於鋼材的。湖州長興的鋼鐵廠如今有大小高爐十七座、蓄熱爐僅四座。估算下來，一年可以產出生鐵兩萬噸、高碳鋼兩千噸；
如果對這個數據沒什麼概念，可以參考一下北宋鼎盛時期的鋼產量——北宋神宗年間，鋼鐵產量峰值曾經達到過全國年出鐵三萬噸、鋼四千噸的規模。八百年後，清末洋務運動建起的漢陽鐵廠，在甲午海戰之前一年，達到了一座鋼鐵廠年出生鐵二十萬噸、鋼材五萬噸。
也就是說，如今的湖州長興鐵廠產能規模，大約是北宋神宗時候全國產能的四成、是甲午海戰前漢陽鋼鐵廠的十幾分之一。但是已經略微反超過了北朝後周佔領區的全國手工業鋼鐵冶鍊產能了。僅這一座鋼鐵廠，讓吳越成為如今漢語言文明範圍內最大的冶金產能勢力，是毫無問題的。
……
因為蓄熱爐鍊鋼要至少30多個小時的時間才能出鋼，所以錢惟昱自然是不可能在視察的過程中盯著看那些工匠的全程操作過程。所幸如今有四台蓄熱爐，所以視察的過程中沈默可以帶著錢惟昱去另外一座即將要出鐵的蓄熱爐邊上解說觀看——其實，四座蓄熱爐都沒能把最大的那座高爐的生鐵產能吃飽，只能是讓其中一半的生鐵有機會煉成鋼材，剩下一半生鐵只能拿來做普通鍛打的器具或者鑄造所用。
來到即將出鐵的那座蓄熱爐附近，沈默解說道：「兩個月前第一座實驗小蓄熱爐試煉的時候，用的還是石灰石、鐵礬土之類的輔料。後來交趾海防與廣西欽州之間也發現了一處大鐵礦，所產鐵礦石品位與崖州鐵礦相若，而且多有磁性。軍器監的工匠們在反覆實驗之後，發現這些磁性的鐵礦石充分破碎磨粉後放入鍊鋼爐內混煉，竟然能讓鋼料更加純凈優質。此後便形成制度，每四千斤生鐵水摻入二百斤磁鐵礦粉礦。」
海南島的石碌鐵礦，是鈦含量比較高的，而且還有一定量的鎳元素。按說在古代缺乏人工改變鋼材配比、摻入稀有元素鍛造成合金鋼的技術的情況下，用石碌鐵礦鍛造出來的鋼是有可能達到鈦鎳合金鋼的水平的——當然，因為不穩定性因素太多，鈦含量和鎳含量肯定不能和後世專業微調配比的合金那麼強大。
眾所周知，要極大改善鐵基金屬的強韌和鋒利屬性，兩大元素的摻雜是很重要的，一個是鎢，一個是鈦。鎢可以讓金屬堅硬銳利，從古代的寶刀名劍到後世的尾翼穩定脫殼穿甲彈，基本上都要用到鎢合金鋼製造刀刃或彈頭（貧鈾彈除外）；而鈦合金在堅韌方面的特性就是無與倫比的了，可以用於製造對重量有要求的高強度裝甲，並且各種扭矩、抗拉等結構應力強度非比尋常；從次世代戰鬥機到宇宙飛船，鈦合金的應用都非常廣泛。
所以用石碌鐵礦的礦石冶鍊出來的鋼材，在合金元素的混成方面，已經是絕對領先於這個時代東亞範圍內的其他同行了。剩下的另一個方面對鋼鐵質量的制約因素就在除雜方面，也就是如何進一步徹底除去鋼材中除了鐵元素、合金元素、適量的碳之外，其他不該存在的東西。
常規的做法，是在鍊鋼的時候加入石灰石除去僅存的硫、磷；用生鐵和氧化鐵礦石粉混成、利用氧化鐵中含有的氧元素在高溫時被別的雜質氧化奪走提純鐵含量。在這一點上，吳越人如今嘗試了使用越南北部的磁鐵礦開採出來的礦石。
與普通赤鐵礦的氧化鐵成分相比，磁鐵礦的主要成分是四氧化三鐵，其中的鐵元素化合價態更加不穩定，也相對活潑一些。更容易用於除雜反應。雖然四氧化三鐵礦石單獨煉鐵鍊鋼的時候因為其磁性存在比氧化鐵要處理麻煩得多，但是在作為少量添加劑的情況下，卻可以很好的勝任，也算是一種妙到毫巔的物盡其用了。
錢惟昱一邊看著長興鐵廠四台蓄熱爐的賬目和實驗記錄，上面記載著兩個月來幾十次反覆試驗的摻料配方比例，可見軍器監的工匠們在得到了努力方向之後，也是刻苦做了許多次優化，才有了今日的成果。四千斤鐵水當中，光是磁鐵礦礦粉的摻雜量，這些工匠們就從每爐一百斤試到了五百斤，才得出今天這個成果。
很快，開爐的時辰便到了，蓄熱爐首先撤去了堆砌在熱風室外面的煤球堆，把水車提供動力的鼓風機吹氣管道閥門移開，停止向蓄熱爐內鼓風。大約過了幾分鐘的時間，溫度稍微降低穩定了一些，就有工匠拿著用不曾上漆的光滑干木料工具扒開爐膛門外的堆砌物，經過一番繁瑣的操作打開爐門，把堆在一排玄武岩磙子上的爐斗拉出來。
足足裝了四千斤精鋼水的爐斗沉重異常，需要十幾個工匠合力緩緩推拉，並且用滑輪和限位的東西保護。爐中的鋼水出來時剛好變成暗紅色的狀態，也就是呈現即將凝結的粘稠狀態，常溫下不用十分鐘就能變成黑鐵色的堅硬狀態，所以必須抓緊時間連鑄或者軋制鍛壓定型成將來所需的形狀。
「半個月前，第二座蓄熱爐第五次開工的時候，曾經有匠首建議嘗試加大裝料量。後來有十五個工匠因為開爐的時候沒控制好溫度，加上鋼包爐斗拉出來的時候重心不穩，人力撐持不住，結果鋼水潑炸出來，把十五個工匠全部熔成了人炭，著實慘不忍睹。因為鋼廠的諸般事情都要保密，而大王當時還在為陳誨陳都帥大軍踐行，臣便沒有敢第一時間上報。後來為了安全，才定奪一爐四千斤鋼水已經是極限了。那些匠人的撫恤，至今還沒有發下去。」
「什麼，竟然出過如此重大的事故么？」錢惟昱聽了悚然動容，一開始很想責備沈默為什麼不及時上報，隨後也有些漠然：哪怕到20世紀90年代，工地上蓋房子出事故死幾個民工，還不是能夠被包工頭賠錢壓下去？何況封建時代呢，官僚們可能本來就沒有這根弦，加上這是要保密的高度機密事宜，沈默等自己親自來視察的時候主動坦白，也算不錯了。
想了一想，錢惟昱長嘆一聲：「那些死難的工匠，對其家屬每戶撫恤五百貫足錢。從寡人的內帑出便是了。」
錢惟昱一邊說著，一邊心中思忖，水力能源在蒸汽機出現之前固然是可以進行很多替代性的作業，但是終究是有其應用的局限性。水能只能拿來做那些24小時持續不停的反覆做功，卻沒法提供那些時而需要出力、時而需要停機的靈活作業——就好像一個蓄熱爐的鋼水包，要用水力能來控制鋼水包傾倒鋼水到模具內連鑄或者勻速倒進水力軋機里，就根本不可能做到。
這些要靈活控制的作業環節，或許到錢惟昱統一天下那一天為止，都只能通過人力實施。他在某些方面步子邁的太大，終究被短板給扯著了蛋——比如人力的極限，就讓鍊鋼爐只能保持在一爐四千斤的最大極限了。