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第二卷新的开始 第十一节：钢铁是怎样炼成的
更新时间：2009…1…7 1：47：20 本章字数：3594
11月16，天上阴沉沉的，丝丝的寒气直往人的脖领子里面钻，村里面的人都说要下大雪，王三没有管这些，他在工厂里面摆了祀台，祭祀鬼神。村里面不少大人小孩都来看热闹，张金亮对祭祀是一点兴趣都没有。他一直在检查各个关节，看还有疏漏没有。风箱，水轮各个活动部件基本上都上了油，昨天都已经开机实验过了，没有问题，高炉也经过了再次的长时间低温烘烤，现在已经装满了木炭，就等者点火了，旁边上料的木梯和翻斗车，也已经就绪，几个水闸，也都完好，等他转完，这边的的祭祀还没有完成，天上已经开始飘起了雪花，他干脆钻到了厨房，看小小作饭去了，那里面毕竟暖和的多。
不过没有多久，外面就热闹起来，原来王二已经把引火用的火把从高炉下面的出铁口投入，高炉开始点火了。张金亮赶紧跑过去，迎面便碰上了正在找他的王二。“你去哪里了，到处找不到你，”
张金亮笑笑，没有回答来到了高炉旁边。王二又赶紧招呼其他人赶快就位。雪花飘了一会就停了，并没有影响高炉的生产。
随着炉子里面的炉火越来越旺，慢慢的炉顶上冒出了一阵青烟，随即烟越来越大，张金亮一挥手，控制高炉风箱动力水轮的水闸闸门被正在那里等待多时的狗蛋用绞盘提了起来，水沿着引水槽倾泄而下，冲击着直径1丈5尺的木制水轮上的叶片，带动着水轮开始转动起来，发出吱吱钮钮的声音。在水轮传动轴的另一端同步转动的偏心轮通过杠杆拉动风箱开始向高炉送风，炉口的烟越来越大，很快就又变成越来越小，而通红的火光开始从里面冒了出来，带出来的还有漫天飞舞的灰烬，
随着风箱越拉越快，炉顶的火焰也越来越高，张金亮估摸着已经烧的差不多了，让刘二弟兄几个把木制的斜梯推到了高炉旁边，刘松拿者铁锹把堆在旁边的木炭装进木梯上的木制翻斗小车，刘二和他的傻子哥哥迅速搅动辘轳，翻斗小车在绳索的拉拽下，升到了斜梯顶端，把木炭倒进高炉，随着松动木梯上的绳索，翻斗小车落了下来，木炭再次被装进小车，在辘轳的搅动下，由绳索牵引着再次升到木梯顶端，把木炭倒进了高炉，所有的木炭都已经在哪个巨大的杆秤上称过，哪个杆秤也已经被标上了刻度，这次装木炭，一共装了大约17石（450KG）。装完木炭，又开始装再旁边堆放的已经烧结并称量过的铁矿石，和石灰石。铁矿石和石灰石都被砸成了核桃大小的小块，连续装了有12石（300KG）矿石和若干石灰石以后，翻斗车才停了下来，木梯被再次推到了一边，他们几个又开始重新称量木炭铁矿，运输到高炉旁边备用。就这样高炉一直保持着大约2~3个小时上料一次的速度进行上料作业，
高炉一直燃烧了整整接近20个小时，张金亮他们几个夜里几乎没有怎么合眼，第2天一早，张金亮就让把搅炼炉给生了起来，并加热了1个多小时，他看着搅炼炉的温度已经升到了差不多的时候，张金亮把高炉出铁口的挡口石挪走，用长长的铁钎把封堵出铁口的黏土捣开，一股橘红色的铁水顺着地上开的沟槽通过预热室，进入到了搅炼炉内，周围响起了一片欢呼声，几个月一来的艰苦劳作终于得到了回报，哪会让他们不兴奋，不激动。
张金亮可没有时间欢呼，他眼看差不多了，赶紧又用石头和黏土把出铁口给堵住，搅炼炉内一次容纳不了那么多生铁水，生铁水进入搅炼炉后，张金亮打开了搅炼炉的炉门，由于高高的烟囱抽风的作用，火焰望外只是喷了一下就又缩了回去，从燃烧室卷过来的高温空气经过炉顶的反射，直接的打到了位于炉床上生铁水的表面上。泛起点点光亮。
张金亮拿起由熟铁打制的长长的搅炼棍从搅炼炉炉口伸了进去，搅动着里面的生铁水，生铁水受到搅动，和高温的新鲜空气接触，里面的碳和空气中的氧气迅速反应放出巨大的热量，冒出气泡，铁水沸腾起来，到处滚动着，和豆腐渣一样的铁渣从铁水中分离出来，堆积到一旁，由于铁的纯度逐渐变高，熔点也随之生高，慢慢的铁水滚动着形成一块块的半固体胶状物，而后在凝结成团，并在上面形成熟铁斑点，张金亮用搅炼棒把那些铁团钩到炉口，在张金亮的招呼下，王三连忙用铁钳把铁团夹出来，直接放到正在轰轰做响的大型锻锤上，随着锻锤的高速锤击，铁团火花四冒，里面的渣滓很快的被挤压出来，变成火星飞走，体积逐渐缩小，颜色也有橘红逐渐变暗，形成一个铁棒，王三把铁棒放到一旁的锻炉上加热，准备再次锻打，并从搅炼炉内再次夹出了一个铁块反复操作，
王二等其他人也在旁边看者，他见张金亮累的不行，赶紧上去接过张金亮手中的搅炼棒说道“你去休息一会，”张金亮坐到了一边，看者王二在那里照葫芦画瓢的操作，并不时指点，一会陈家的，也接过了王二手中的活计，大家轮流干着，并把放到锻炉中的铁块再次锤炼，张金亮则定时的让人放铁水，补充搅炼炉。刘二兄弟几个还在根据时间，逐次的向高炉里面加着木炭铁矿和石灰石，并在张金亮的吆喝下，定时出渣，一天下来，地上已经堆满了熟铁打制的铁条，
“真快，”王二在哪里擦着汗边兴奋的说，地上的铁条让张金亮估计足足有半吨多，到了晚上，这几家基本上都已经掌握了搅炼和锻铁的技术，几个人在高炉旁边休息，互相轮换着继续干，几天下去。众人眼看着院子里面堆放的原料少下去，堆放的铁条却越来越多，而经过几天的烧炉，高炉的产量比以前更高，炉料的添加已经基本稳定在每天12次，放铁水的时间也稳定在每天6大次，
就是村子里面几个人帮忙去拉矿石烧木炭，也赶不上高炉的消耗，第13天，被迫无奈的张金亮看着原先成小山一样的木炭堆，煤堆，铁矿石堆，现在已经变成了大堆的炉渣，煤渣，铁条，只的让高炉停火，虽然他心里清楚，高炉是不适合间歇使用的，但是现在不停也烧不下去了，原料没了。
不过因为煤炭的消耗量不是太大，煤还有不少没有烧完。
张金亮围着铁条堆转了几圈，清查了以下铁条的根数，根据他估计，院子里面的熟铁至少有740石（20吨）以上，着足以让参加这次工作的几家和帮忙的村民兴奋异常了，
“下来咱们该想办法消耗这些铁块了”张金亮对着这些满脸兴奋的村民说，“不过现在我最想的是回家睡觉，”他这样一说，众人都笑了，着几天大家也都是累坏了，连续的奋战，也使人的精力透支到了极限，不过最后的着几天，因为大家基本已经熟悉了整个冶炼过程，分成了两班后，到也好了不少，
“回家睡觉回家睡觉”，一群人一轰而散，只留下看门的王二一家。
张金亮在家休息了一天便又回到了铁厂，再次点燃了炉子，不过不是高炉，而是坩埚炉，坩埚使用的是在张金亮指导下，老李用耐火黏土和普通黏土混合制成的耐火泥拌匀后，在木头的模子上旋制而成的，高约1尺（0。3M）直径约半尺（0。15m），里面放上前几天用熟铁棒打制成的小铁片，木炭粉，骨粉以及石灰石的混合物，木炭粉作为掺碳剂，骨粉是用蒸过后的骨头磨成的，作为催化剂，石灰石是造渣料。
因为张金亮不不熟悉其中各种物料的配比，他只是知道坩埚钢的制作方法，所以在作成的20多个坩埚里面添加了不同比例的原材料，进行实验。坩埚放在由耐火砖垒成的托架上，耐火砖下面留有通风的管道，在坩埚四周则堆放者煤炭，在进风口处有引火用的木炭，烟和火由高度2丈的烟囱抽走，由于煤炭并不和铁接触。煤炭里面的有害物质，并不能进入到铁里面，保证了坩埚里面钢铁的质量，这炉坩埚钢烧制用了大约半天的时间（6~7个小时），停火后，等坩埚自然冷却，打破坩埚，打掉渣滓，得到了已经成块的质量均匀的钢饼，这些钢饼的重量从10~20KG不等。
张金亮根据这些坩埚上面不同的编号，利用延展性实验，确定了哪几个坩埚里面产出的是中碳钢，哪几个坩埚里面是高碳钢，还有有11个坩埚里面出来的是生铁，显然是碳多了，
随即第2炉坩埚又根据最佳的配料比重新放入炉子，点火，第2炉出品的坩埚钢全达到了高碳钢的要求，就是这样子，两天的时间里面，张金亮得到了大约1吨的高碳钢饼，张金亮使用延展性实验，对这些钢饼进行了分类，硬度很高的那种即将用来制作各种武器类刀具，据张金亮估计这些钢的含碳量可能要到1％~1。6％，属于工具钢的水平，而硬度略微差点的中高碳钢将用来制作平常使用的日常生活用品，这些钢可能含碳量在0。4％~0。8％之间，这些钢料的综合性能非常的良好，比较好加工。只是硬度和耐磨性差了点，并不适合做高性能的武器。
实际上，张金亮所使用的坩埚炼钢法和古老的乌滋钢冶炼办法基本相同，但是乌滋钢是采用木炭加热，皮囊鼓风，温度低，加热时间长（一般需要24个小时），而张金亮使用的却是煤炭加热，烟囱抽风，温度高，加热时间短（只需要6个小时），并不会形成印度乌滋钢特有的，低温冶炼下，钢由于渗碳时，磷、碳凝固偏析产生的花纹，而直接融化成钢水，生成纯度高，匀质的高碳钢。实际上这种坩埚炼钢的方法从19世纪开始，一直使用到20世纪，直到各种电坩埚钢取代他为止，
第二卷新的开始 第十二节：刀
更新时间：2009…1…7 1：47：20 本章字数：4503
现在张金亮需要的东西已经全部准备齐了，王二虽然不说，但是言谈里面已经透漏出来，让张金亮赶紧出成品，张金亮自然不敢耽误，他询问了王二等人这个时代到底缺什么铁制品的时候，几个人没有一个能回答出来的，“你看者做就是了，我们听你的”王三看者满地的铁料光顾的开心了，他一生大部分都是别人替他做决定，只要他认为你是对的，就会无条件支持你。张金亮最后决定先打一把刀让大家知道在在水力锻锤帮助下应该如何工作，并且要把一些简单的原理交给大家。
12月3日，全体铁工厂参与的人员再次齐聚工厂，还来了10多个本村的壮劳力，他们申请要来工厂干活，给不给工钱不要紧。只要管饭就行，反正现在也没有事情，冬天开荒已经完全停下来了，
张金亮给他们演示制作是一把一尺半长的夹钢猎刀。这种刀张金亮以前帮朋友做过，下料也知道多少。怎么打心中也有数。他先把一根熟铁棒埋在锻炉的木炭里面加热，并在木炭堆上盖上一块破烂的坩埚瓦片，用来聚火，他选的熟铁棒足足有10KG上下，明显太大了，张金亮需要把他截下来一节，但是他没有切割机，只能采用加热使熟铁变软的办法截取。
当木炭堆里面的熟铁棒颜色逐渐变红的时候，他用铁钳迅速夹了出来，放到砧板上，左手已经拿起了斧子，放到铁棒上，旁边的王三拎起大锤就是一下，熟铁棒应声而折。张金亮把手里的铁棒丢掉，用钳子拣起截下来的那一小截还通红铁棒迅速的放到了大锻锤的砧板上面，并迅速的转动，7。4石（200KG）重的锻锤以每分钟60次的速度进行着锻打，眼看者铁棒从短粗的圆形变成了方板，张金亮取出颜色已经暗淡的铁板，从新投入到锻炉中加热，并盖上了瓦片。过了一会，他再次把铁板取出，迅速的在砧板上用斧子从中间开槽，折弯，并叠在一起，再放入锻锤中锻打。
“太快了，”王三边看边给人解释，“平常我用熟铁打百炼钢也是这么折叠锻打的，不过每折叠一次，就要反复烧上五六次，才能锻打到合适的厚度，然后再折叠，每次锻打两个助手不过打上七八锤，就的重新加热，要不然就打不动了，人还累的不行，一般50练的刀也就是说的就是把熟铁折叠9到10次做成的，每入火加热一次叫做一炼，百炼也不过是折叠锻打20次而已，一般30炼的刀才折叠5次，已经能让人累的不行了，都需要几个人好多天才能打成，看金亮这种打法，就他一个人，半天的时间，就足够折叠20次了。太快了。”他边说边摇头。嘴里面还不住的发出啧啧的声音，
张金亮趁者把铁板送到火里面加热的空挡笑道“咱们又不是需要这东西做刀刃，不需要那么高的含碳量，只需要他的韧性好，弹性足就可以了，没有必要加热锻打那么多次，那样的话，成本也太高了点，折叠个七八次，含碳量能平均到中碳钢的水平，也就可以了。咱们的熟铁本身纯净度就比较高，性能要比块练铁高的多，也比小炒铁炉出的铁纯净度和性能要高。”
“恩，那是，就是不知道你说的那种钢怎么样了，”张金亮已经给王三解释过夹钢刀的原理，但是王三还是不太明白。其实刚才张金亮说的话，他也不是全明白。
张金亮为了节省时间，到第7次折叠的时候，就把铁片打成了长条，再加热后，在铁条上开槽，并窝折备用，
而后他取出一块工具钢级别的高碳钢饼，按照老办法，加热切下来一块，但是他迅速的把大块的钢饼投入到准备好的干土面里面。并把小块扔进了火堆，“高碳钢加热到800度以上的时候，在空气中暴露时间过长，表面的碳会快速的和空气中的氧气发生氧化还原反应，也就是说会脱碳，从而降低他应有的性能，所以，我们必须对高温的钢饼进行密封储藏，这些干土面就是用来隔绝空气的。”他说完，也不管四周的人是否理解，就迅速的取出那块小的钢锭，放到锻锤上锻打成三四毫米厚的薄钢条，而后他和王三配合，把钢条夹入到刚才制作完成的熟铁槽里面，共同放入锻炉加热。“我刚才折叠锻打那块熟铁，其实名字应该叫做低碳钢，在放到炉中加热的时候，碳会逐渐渗透到熟铁表面，在其表面会形成渗碳层，而后再经过锻打，这些不均匀的渗碳层，会形成不均匀的层结构，回头研磨后，大家就会看到刀的表面会有花纹出现，这就是花纹钢，”他一边说者，一边观察火中铁条的颜色，看着温度差不多，他把钢条用钳子取出，放到锻机上锻打，使两种钢材完全融合，基本上形成一个扁长的钢条，而后他再次把钢条放入锻炉进行加热，
等到取出的时候，他只利用锻锤的边缘，把夹钢那面逐渐打薄，形成刀锋，等到再加热锻打的时候就完全开始手工操作，王三和小三，在他的小锤指点下，打出了完整的刀型。“下来就的进行整形了，三叔，这就交给你了。”张金亮笑呵呵的说，
“没有问题，”王三爽快的答应下来，他取出工具，开始对刀进行切削，粗磨，打刀把上的眼，整整4个多小时，大家都在看他的表演，到下午的时候，一把刀的形状就完全呈现出来，
“回头我的做个砂轮了，”张金亮笑着说，“要不然完全手工研磨太费工夫。大家晚上都别走，咱们对着把刀进行淬火。”
到半夜众人起来，把封着的炉子弄开，把刀放到锻炉中加热，张金亮给大家解释了为什么要到半夜进行淬火的原因“晚上可以避免因为太阳的光照对刀颜色的观察”，他让众人注意锻炉中刀的颜色变化，当刀身被加热到橘红状态，时候，他迅速把刀全身放到了淬火用的水缸里面，并不停的搅动，“刀被加