第二百零四章 煉鋼
為了炒鐵，韓端命人特地前往建康，用三十萬錢買了五百石江州石炭運到冶山來。
這個價錢高得有些離譜，但韓端卻不得不買，因為秦郡方圓幾百裏內都沒有煤礦。
他隱約記得後世南京周圍和鎮江一帶都有煤礦，但現在卻連影子都見不著，也隻能忍著心痛先用江州高價煤。
炒鐵爐上。
攪盤一經攪動，生鐵水裏的矽、錳等雜質和空氣中的氧在高溫下發生氧化反應，同時釋放出大量的熱量，溫度瞬間提高了不少。
液態生鐵表麵劇烈的反應，使鐵、矽、錳氧化生成爐渣。
因鐵水和爐渣的對流作用，反應遍及整個炒鐵爐。
半盞茶後，當鐵水中隻剩下少量的矽與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳並放出熱量，使鐵水又劇烈沸騰起來。
爐口由於溢出的一氧化炭的燃燒而出現巨大的火焰。
滿頭大汗的韓端站在一丈開外，緊盯著炒鐵爐頭也不回地大聲下令：“撒石灰粉！”
工匠們連忙用長柄熟鐵瓢將早就準備的石灰粉撒進爐內，不大一會，裏麵又凝聚出一團團的爐渣，被翻滾的鐵水推到四周堆積起來。
這是鐵水中硫、磷等雜質發生氧化過後，又和生石灰反應生成的磷酸鈣和硫化鈣。
碳含量逐漸減少，鐵水的熔點也漸漸升高開始變得濃稠。
到了這種程度，如果是其他鐵匠炒鐵，已經準備將鐵水出爐錘煉。
但這個時候，鐵水中的碳脫得並不完全。
若是將其取出錘煉，運氣好能得到含碳量較高的高碳鋼和中碳鋼，但更多的則是低碳鋼和熟鐵，能夠得到什麽根本無法控製。
正是因為炒鐵難以控製火候和含碳量，所以才有了加入生鐵重新鍛打——也就是灌鋼法的出現。
因此，韓端準備將鐵水全部煉成含碳量小於0.2%的熟鐵，然後按比例重新加入碳粉煉製成含碳量0.77%左右的共析鋼。
按照理論，這個方法完全可行，但具體如何，還得看接下來的實際效果。
“開上部風道！”
韓端一聲大喝，早就守候在風箱旁的鐵匠立即扳下機括。
炒鐵爐旁的工匠也打開了爐側由許多小孔組成的風口，風箱不斷地將預熱過的空氣鼓入熔融的鐵水。
隨著燃燒室裏的火勢越來越大，爐內溫度繼續提高，鐵水又重新歡快地流動起來。
“郎主，再煉下去，攪盤上的鐵棒子都要化了！”
爐口已經開始出現褐色的蒸汽，這是氧氣和鐵發生反應生成四氧化三鐵的跡象，此時爐內的溫度，應當已經在1500攝氏度左右了。
韓端連忙讓人升起攪盤，再過兩分鍾左右，又關閉風箱，開始打開出鐵口出鐵。
鐵水流到下麵的模子，溫度便開始急劇下降，不一會就凝固成型，鑄成一個個百斤左右的熟鐵錠。
這一爐鐵水共得熟鐵錠一百七十七個，一萬七千七百斤，比山陰高爐多出近十倍，所耗木炭卻隻比以前多了兩倍。
工匠們剛將冷卻之後的熟鐵錠從模具裏取出，屠翁便湊了上來，對韓端說道：“郎主，以前炒鐵還能出少許好鋼，可以用來直接打造兵器，今日這一爐全是熟鐵，火候似乎有些過了。”
韓端沒有直接回答他的話，而是轉頭吩咐牛信將鐵冶的師傅和十多名技術比較好的鐵匠都叫了過來。
“剛才屠翁說這一爐鐵火候炒得過了，全部成了熟鐵，其實，這是我有意為之。”
聽韓端這麽一說，屠翁便想起他以前提出的種種建議來，於是便嗬嗬笑道：“既是郎主有意為之，那肯定是有什麽煉鋼的速成之法。”
“不隻是速成，還要控製炒出好鋼。”
韓端對屠翁點了點頭，“將你們都叫過來，是要讓你們都明白生鐵、熟鐵和好鋼的區別，以及如何在炒煉的時候來控製火候成分。”
“簡單來說，鐵按含碳量的多少來區分。”他指了指旁邊堆積如山的木炭，“沒錯，就是這種炭。不過，這些碳是以極小的微塵狀態存在於鐵內。”
“含碳量在百分之二以上稱為生鐵。什麽叫百分之二，就是一百份裏麵占了兩份……生鐵含碳量高，而且含有許多雜質，所以硬而且脆。”
“含碳量越高，鐵越硬越脆，含碳量越低，鐵則越綿越軟！”
眾人都是恍然大悟，牛信問道：“郎主的意思，這些熟鐵又軟又綿，就是因為含碳量很低？”
“對，這些熟鐵的含碳量小於……萬分之一，幾乎可以忽略不計。”
牛信不愧是屠翁的得力弟子，又是整個鐵冶的大管事，他隻思索了一會，便開口問道：“郎主，是否我們將生鐵和熟鐵合在一起鍛打，所得之鋼的含碳量就居於兩者中間？”
“確實如此。”韓端微笑著點了點頭，“煉鋼的過程，就是控製含碳量和清除雜質……”
工匠們全都聚精會神地聽著韓端講述煉鋼的基本知識，但能聽懂多少，那就不得而知。
隻有屠翁、牛信等少數幾名技術比較好的師傅，才有一種豁然開朗的感覺。
說到最後，韓端才指著那些熟鐵錠道：“光說不練假把式，我就用這熟鐵鍛一把刀出來，讓你們看個明白。”
“老牛，你將這塊鐵切三十斤下來，再打成小薄片備用。”他一邊蹲下身子，撿了一顆小石子在地上計算，一邊叮囑道：“要剛好三十斤，不能多也不能少。”
不多一會，他便站起身來拍了拍手：“趙三，你去挑上好的木炭磨成細粉，然後稱三兩三來，另外再稱三兩石灰打成顆粒。”
鍛錘鍛打熟鐵也就是盞茶功夫，在韓端的指揮下，牛信將石灰顆粒、熟鐵片和碳粉一起裝進了瓷土燒製的小號炒鍋，然後放進耐火磚做的炒鐵爐內。
這個炒鐵爐高隻有三尺，同樣有風道吹送預熱過後的空氣，頂部裝著煙囪，煤炭和少量引火用的木炭則堆放在瓷鍋周圍。
通風點火，然後關閉爐門，天色將黑之時，韓端才讓牛信將爐門打開。
瓷鍋裏麵的鐵片已經完全融化，黑色的碳粉和白色的石灰顆粒都不見了蹤跡。
紅通通的鋼水上麵，隻飄浮著十多團硫、磷等有害物質形成的渣滓。