第478章钥匙
胡元澄在安南国的时候，就对冶金和火器都非常感兴趣，是主抓这两个方面的，而冶铁场的这一次冶铁技术改进的尝试，其实就是他所一手推动。
当然了，阻力也很大，有很多老师傅和下面的官吏，都对此不理解。
但对于冶铁场仅有的几个官吏来说，又不需要他们去干活，所以也就是看个热闹，可冶铁场的工匠们，却是要实实在在地干活受累的，再加之传统的办法用了这么多年了，如今突然来了个安南国的降人就要指导他们弄新东西，这不是瞎折腾是什么？
在一些老师傅看来，安南人就是蛮夷，懂个屁！既然要用钢，那就得先把生铁给搞定，不要总想着走捷径，那是绝对不行的。
世界上要是有那么多的捷径可以走，哪还需要他们这一代代传承下来的手艺？
不过，官是官，吏是吏，民是民，在这个时代敢以民抗官的人，毕竟是少数中的少数，这个身穿棉袄面色蜡黄的老师傅，你让他反抗胡元澄是不敢的，但嘴巴碎点，胡元澄能把人怎么样？
胡元澄当然有把人开没出冶铁场，亦或是鞭打一顿的权力，可要是这么做了，怕是给了下马威，丢了人心。
本来你的尝试就失败了，大家伙陪着你干是支持，但这是看在你官身份上，如果论起私下的交情，这老师傅这么多年亦是有不少威望和人情在的，说一句怪话就把人打伤乃至打死，以后谁还敢跟你干？就算不敢明面反对，怕是也都阳奉阴违，出工不出力了。
胡元澄心里清楚，这时候也在两难之际，若是在安南国内，那他自然干脆打杀了，否则有损于威望，可这是在大明，他也是初来乍到若是事情闹大了，传到了大明的高层耳朵里，怕是不仅对他不利，他丢了官职还是小事，影响到胡氏一族在大明的存亡，才是大事。
恰在此时，有人发现了在冶铁场的炉房外瞧着的姜星火等人，方才解了胡元澄的两难。
“见过国师！”
不仅是胡元澄，甚至连那些工匠们，以及那个穿棉袄，脸色蜡黄的老师傅，一听到这个消息，都连忙走过来朝着姜星火作揖问好，神态恭敬无比，甚至隐约间有一丝畏惧。
在百姓面前，姜星火平日里极少露面，而且他的身份又特殊，所以即使在大明各地的百姓都听说过大名鼎鼎的国师，但见到的人却不多。
可对于这些治炼的工匠们，姜星火的威望却远超其他人。
别的不说，他们这些工匠的晋升等级就是在姜星火的提议下，才一力实施的，虽然现在只是草创，很多东西不完善，但工部毕竟有了这么个东西，也算是给工匠们一些奔头。
胡元澄在大明也算是待了一阵子了，知道对方不喜奢侈享受，平日里住的院落，甚至比普通人家的还要朴素，更不喜欢别人打扰他的清净。….
所以，没有合适的理由，胡元澄也没有前往国师的府邸拜访，两人算是颇为陌生。
今天国师居然出现在了自己所负责的工部冶铁场，这令胡元澄心头暗喜，这证明国师已经对冶铁场的改建计划，产生了浓厚的兴趣，只要把握住机会，说不准就能获取国师的赏识和帮助，这对于他们胡氏在大明站稳脚跟可是天赐良机啊！
“胡大使，先介绍一番吧。”
胡元澄虽然被授予了工部的官职，但仅仅是大使。而“大使”这个词，在明代跟后世的意思完全不一样，指的是子单位的主管官员，通常有正九品和不入流两种，胡元澄是前者。
六部里面，各部都有大使这个职位，但数量并不相同，完全取决于各部下面有多少子单位，以工部为例，因为涉及到的工程和采购的方方面面，所以下面的子单位也很多，有文思院、皮作局、鞍辔局、宝源局、颜料局、军器局、织染所、杂造局、竹木局、柴炭司、铸炮所等等以“院、局、所”命名的子单位，主官一般都是大使，副官则是副使。
胡元澄现在的职务，正是铸炮所的大使，这处冶铁场，就是铸炮所下属的。
看着对方镇定的神色，姜星火觉得，这应该是心里有底的意思。
事实上来下面视察，如果不是完全形式主义的话，那么只要看看实际情况，问问问题，其实很容易就能了解到一些东西。
而主管者对自己主管业务的内容到底了不了解，能不能面面俱到，也很简单就能看出来其人的态度和能力。
姜星火前世看三国的电视剧，都说凤雏狂，可人家在刘备面前也能短时间内把积压半年的活都干完不是？说明还是胸有成竹。
果然，胡元澄用基本听不出来口音的汉话，开始给姜星火逐个介绍铸炮所这座冶铁场的器具。
“这个最高的冶炼炉名称是大鉴炉，高一丈二，前二尺五寸，后二尺七寸，左右各一尺六寸，是以耐高温的牛头石为内壁，用简千石作为炉门，一般使用黑沙做原料。”
“稍矮一点的是熔铁炉，高六尺和高八尺的都有，三层结构，内层用鸡眼砂，中层用火砖，外层用红砖，这个路子主要是用来熔炼铁水产出生铁的。”
“这个小的是专门用来炒钢的，叫白作炉。”
“最小的这个呢？”姜星火看着眼前跟腌菜缸差不多的火炉问道。
“这个叫甑炉，底厚如蒸饭用的大木甑，又叫冲天炉，易搬动，两三个人就能抬起来把铁水倾倒出来，跟熔铁炉一样，也是用来炼生铁，但这种小炉子主要是做白口铁。”
白口铁，说白了就是在不重要的边角料部位上糊弄糊弄的，比如大炮的炮管，要么是青铜的，要么是钢材，但其他的部位，那就用低成本的白口铁来了。….
姜星火大概了解了冶铁场的主要生产器具，又看着刚才失败的这个熔铁炉，问道。
“这个熔铁炉，是最常用的炉子吗？怎么运转的？”
胡元澄点点头，回答道：“熔铁炉是最常用的，这个炉顶与送料场相平，料场架天桥从炉顶下料。”
说着，指了指头顶，果然二层有个送料的天桥。
“走，去看看。”
姜星火没见过这个时代的冶金工业都是怎么运作的，这时候倒是充满了好奇，见国师想看，这些人也不敢怠慢，带着姜星火去观察送料场。
但送料场并不在这里，而是在隔壁。
准确的说，是隔壁的一层，而由于设置了运送物料的斜坡的缘故，这里的一层，就是相当于旁边冶铁场的二层。
从送料场的天桥往下看去，熔铁炉八尺的大炉子里，铁水缸就约有一两尺深。
结合刚才观察到的实际情况，姜星火大约明白了这玩意的运作原理，他刚才看到的，就是在炉底处的出铁水、炉渣口，是敞开式的装置，铁水、炉渣一齐出，炉渣随风吹飘而散。
“所以方才是在弄什么？”
“试试换风箱，能不能提高炉温。”胡元澄回答的很直接。
姜星火若有所思，又问道：“带我去看看风箱。”
熔铁炉的风箱，是在铁炉两侧的隔间里，一般是左右侧都有，通过进风来帮助煤炭的燃烧，进而烧化铁砂，风箱这东西要么是水力要么是人力，没有其他的发动方式，这里的是人力。
姜星火看了风箱，小隔间里的风箱桶用大树全木挖成的，目测甚至可以钻进去一个人，在箱桶里面都打上了蜡，然后扯风盘大概是两三寸厚的样子，周围全都用鸡毛包裹缠绕，有点像用鸡毛掸子。
姜星火自己用手捋了一下，果然滑不留手。
“熔铁炉每次正常下料多少？正常出铁量是多少？几个人干，分别都做什么？”
如果说之前的问题，还是稍稍上心一下就能搞明白的，那么姜星火现在一连串的问题，就是非得用心无比才能脱口而出的了，这也是对胡元澄的真正考验。
胡元澄略一思忖，旋即答道：“正常下料是每一百斤铁砂，配二百斤煤炭，铁砂最粗不超过两寸，每一百斤铁砂能出四十斤铁，通常一炉会下三百斤铁砂和六百斤煤炭。要两个送料人用铁铲从天桥送料，炉前两个人用铁钳子收，两个风箱四个人，每个风箱需要两个人轮流拉，还有一个杂工，一共是九人一组做工。”
见胡元澄对答如流，姜星火的心头亦是微微赞许。
之前姜星火就听安南前线的将领，说这富良江防线布置的好，如今胡元澄能统御十几万人的本事，让他来管着铸炮所，倒是大材小用了。
至于所谓的尖端技术保密.
好吧，大明铸炮也没啥尖端技术，再者说，胡氏父子这辈子是肯定跑不出大明了，用人不疑疑人不用的道理还是不消说的。….
“那现在生产方法呢？”
“以炒钢法和灌钢法为主。”
姜星火点了点头，这两种经典的冶炼方法，他还是知道的。
炒钢法是华夏古代把生铁变成熟铁的主要方法，大约发明于西汉后期，原理就是把生铁加热成半液态，并不断搅拌，就像是炒肉的动作一样，使生铁中的碳分和杂质不断氧化，从而得到熟铁。
东汉时期流行的神书《太平经》，也就是张角用的那个，里面就记录了“有急乃后使工师击治石，求其中铁，烧冶之使成水，乃后使良工万锻之，乃成莫邪耶”，叙述的是由矿石冶炼得到生铁，再由生铁水经过炒炼，锻打成器的工艺过程。
炒钢法这项技术操作简便，原料易得，可以连续大规模生产，生产效率比较高，对华夏长期领先世界有很重要的意义，事实上，类似的技术在西方直至18世纪中叶才由英国人发明了出来，而此时15世纪的大明，炒钢法就已经趋于登峰造极了，所以在工业革命的这扇大门前，华夏其实有太多比西方更接近这扇门的优势。
至于所谓的灌钢法，现在还没有进化到终极形态，也就是苏钢的出现，但基本工艺早已成熟，主要原理如果要用现代人易于理解的话说，其实就四个字。
――“鸡蛋灌饼”。
理解了鸡蛋灌饼的操作手法，就基本理解了灌钢法是怎么弄的，工艺过程基就是将熔化的生铁与熟铁合炼，熟铁就是“饼”，生铁就是“蛋”，正如鸡蛋液体会均匀的渗透到整个饼里一样，生铁中的碳分也会向熟铁中扩散，并趋于均匀分布，且可去除部分杂质，而成较好的熟铁乃至钢材。
沈括《梦溪笔谈》卷三里详细记载了灌钢法的过程“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之‘团钢’，亦谓之‘灌钢’.二三炼则生铁自熟，仍是柔铁”。
其中把柔铁屈盘起来是为了增加生熟铁的接触面，提高灌钢的效率，并促使碳分分布更均匀，封泥则可以促进造渣，去除杂质，并起保护作用。
因为掌握不好这个度，一开始灌钢法很麻烦，要灌入很多次生铁，后来灌钢技术在宋代以后不断被改进，减少了灌炼次数，到了现在永乐时期的大明，基本上都是一次成，之所以能一次成，就是因为现在的灌钢法，已把柔铁屈盘改为薄熟铁片，进一步增加了生熟铁的接触面，加速其“生熟相和，炼成则钢”的进程，泥封也改为草泥混封，密闭性更好。
不过灌钢法这玩意咋说呢.
正面评价，肯定是提高了生产效率，低成本高产出，但从负面意义上，那就是和稀泥，是不利于产出高品质钢材的，因此在姜星火前世，很多论坛上也讥笑正是灌钢法的大规模使用，才让华夏的武器，出现了类似于“考古式修仙”一样的“考古式宝刃”，也就是说，在宋代以后，都是时间越往前的武器，质量就越好，唐刀更是成为绝唱。….
而北方的异族，也大多开始了在冶炼产品的质量上，开始超越汉人，譬如辽金夏元的马甲、扎甲、刀枪，普遍比大宋的质量要好。
只能说，在大多数条件下，数量和质量不能兼得吧。
至于说渗碳.《天工开物》就记载了制针时固体渗碳热处理工艺：针抽丝，剪断，搓好后入釜慢火炒熟，炒后用松木、木炭作为渗碳剂，豆豉作催化剂，在土末的密封下，进行固体渗炭。
这东西其实跟往泥巴里戳根木棍，是一个原理，只能说治标不治本，通过这种办法获得的钢材，算是勉强达标，但要说性能多好，那也不用指望。
当然了，不光是钢铁冶炼工艺的原因，其中也有燃料的因素在里面，宋代以前基本都是用木炭的，而宋代以后则是以煤炭为主，煤炭能让钢铁产量快速增加，但却会影响质量，因为华夏的铁矿普遍质量就不好，煤炭也基本都是含有高磷高硫的，二者相加，产出的钢铁质量降低是必然的。
日本人则一直坚持着用木炭炼铁，除了日本森林覆盖率高的原因，那就是日本不需要跟华夏同比例的钢铁产量，他们的钢铁是装备精锐的，而不是像华夏这样动不动就要给以十万计的部队进行装备，所以日本人的披甲率也不高。
“所以方才你想要提高炉温，目的是为何？”姜星火看完这些，最终问道。胡元澄实话实说道：“找到能高效率出钢铁的办法，现在的炮都是用铜铸的，不是长久之计。”
姜星火听罢点了点头，看来胡元澄也意识到了问题所在。
事实上，明代是中国火炮技术发展的转折点，在明初和明初以前，中国的火炮技术依然领先于世界，但在短短的一二百年里，就开始大幅落后于世界了，在明朝的中后期，不仅要从安南和鲁密进口火铳，更是要从葡萄牙和西班牙的手里进口大炮。
这里面有两个主要原因，其一是刚才说的，由于华夏储藏的铁矿石品位不太行，所以冶炼出来的铸铁非常脆，是很不适合作为火铳或大炮的发射管的，如果用料薄了，很容易就会发生炸膛，而如果厚了，那就会严重影响武器性能。
其二就是林业资源日益枯竭，给百姓使用还凑合，但要是想要大规模炼铁，那就只能用煤炭，可华夏的煤炭基本都是高磷高硫的，而含硫太多的铁管很脆很容易炸裂，这就使得在本就容易炸膛的铁，在经过高硫煤的冶炼后，更加容易炸膛。
因此，采用青铜来铸炮，实在是明军的无奈之举。
要是有更容易获得的铁炮，谁愿意拿青铜来铸炮呢？
毕竟在这个时代，铜就是货币，就是财富，这才是真正字面意义上的“烧钱”。
如今物价通胀的这么厉害，国家把铜拿来铸钱都不够，如果不是只能用铜炮，姜星火是真的不想把大量的铜投入到铸炮里。….
在姜星火的规划里，跨海征日之前，必须要把宝钞的货币价格稳定在40-50%原有币值的区间里，否则根本没法执行换钞，只要换钞，整个国民经济体系必定会崩溃。
而恢复宝钞的币值有两种办法。
第一种，是姜星火现在正在做的，也就是通过纳钞中盐、发行国债等手段，回笼在市场上过度泛滥的宝钞，减少宝钞的总量这个道理很简单，只要宝钞的总量减少了，那么宝钞的币值就上升了。
第二种，则是增加铜钱的供给总量，也就是让作为锚定物的铜钱自我贬值，倒也不需要铜钱跟上之前宝钞贬值的速度，那样也会玩崩，只需要让原来10文铜钱/100文面值的宝钞才能买到的物品，变成11文或12文铜钱买到就可以了，这样就会让铜钱和宝钞之间的实际价值比迅速缩小。
至于第二种办法会不会造成收割百姓财富的后果，姜星火认为不会，因为物价也在通胀，就算国家不增加铜钱的供给总量，这种自然出现的经济现象还是会出现，或早或晚的事情。
只不过现在姜星火没有用第二种办法，就是军事工业使用了太多的铜资源，导致没有足够的铜用来铸造铜钱，毕竟大明是整体缺铜的。
“如果能用钢或铁来铸炮，而不是用铜铸炮.”
姜星火陷入了深思之中，见国师没说话，其他人也不敢言语。
姜星火如果没记错的话，其实一开始西方国家在三十年战争以后，用的也是铁炮，而不是铜炮，其中性能的佼佼者，就是英国铸造的铁炮，英国铁炮有无限接近铜炮的性能，使那时候的英国铁炮在欧洲，其价格甚至相当于欧洲自制铁炮的四至五倍。
之所以英国人能做到，就是因为完全使用木炭来炼铁，当然了，万事万物都有代价，英国人的代价就是整个英伦三岛都被砍秃了。
铸炮一共三条路。
①用铁炮，木炭炼铁
②用铁炮，煤炭炼铁
③直接用铜炮
从燃料上讲，木炭炼铁这条路，大明走不通，只适用于英国或日本这种森林覆盖率高的岛国，而姜星火又不希望有限的铜资源被投入到军事工业里，所以，只能选择用铁炮，尝试煤炭炼铁的新方法，这也跟胡元澄的思路不谋而合。
现在的问题就是，煤炭都是高磷高硫的，铁矿石的品位也不好，怎么才能解决炼出来的铁含硫、磷过高，极其容易炸膛的问题。
“解决的思路应该是两条。”
姜星火深思了良久，方才开口说道：“其一是从铁上着手，其二是从煤上着手。”
这当然不是两句废话。
铁的话，熟铁虽然比生铁含硫量低，但熟铁太软了，很难用来当炮管，所以生铁不行，熟铁不行，最终的结果，就是把铁进化成钢，不铸铁炮，而是铸造钢炮。
姜星火断定道：“不要把主要精力放在改进冶铁炉了，从冶铁炉上面动脑筋应该是不行的，因为无论如何改进冶铁炉，炉温都不够得到液态钢水。”….
想要得到液态钢水，那第一个想到的，肯定是贝塞麦转炉法，也就是靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。
但问题在于，方法不适用！
现在大明基础材料跟不上，别说姜星火不记得，就算姜星火把贝塞麦转炉的图纸画出来，也白扯。
不是做不出来炉子，而是压根就没有低磷铁！
只要了解过一点钢铁行业的发展史，都知道低磷铁好，可哪怕是日本在进入工业化后，所需的低磷铁都要全部从英国和瑞典进口，直到第一次世界大战爆发，日本都无法自产低磷铁华夏哪里有低磷铁，姜星火不知道，只能寄希望于辽东有，反正已知的大明现有的铁矿，是统统都没有的。
为什么非得要低磷铁？因为贝塞麦开始试验的时候就用的磷、硫低而且锰高的生铁作原料，初步成功了，改用其他生铁时，炼得的钢水都不行，虽然通过加镜铁能够有效缓解，但最重要的，还是要低磷铁，即便是后来英国人托马斯发现，当使用碱性耐火砖砌衬时，在转炉冶炼过程中使炉渣成为高碱性，可为铁矿石脱磷，也就是改进的“贝塞麦-托马斯法”，可铁矿石还是有严格的品质要求。
谁都知道液态钢具有极高的生产率和极低的成本，钢质量也优于半固态生产的普德林铁，若非如此，贝塞麦法也不会在一战前后成为世界上的主要炼钢方法，但没有低磷铁一切都白扯。
事实上，随着全球低磷铁矿耗用殆尽，而逐渐积累起来的废钢又不能在贝塞麦炼钢法中应用，贝塞麦法就开始逐渐衰落，最后被平炉炼钢法所取代了。
所以，在铁不行的条件下，贝塞麦炼钢法是用不了的。
就在被否定的胡元澄有些缺乏思路的时候，姜星火却笃定地说道。
“可以从煤上着手。”
“从煤上着手？”
这些冶铁场的工匠们目瞪口呆地看着姜星火。
这位国师大人，还真是孜孜不倦地寻找改进的思路。
但是这些思路，按照过去的经验，都是错误的啊！
煤又没有其他种类，就算有，也得重新挖掘，能不能用还不知道呢。
不过胡元澄倒是丝毫不觉得姜星火的思路有问题。
事实上，经过刚才的失败，他已经意识到了，好像提高炉温的办法，确实不行。
而提高炉温不行，这路子里面就俩个主要的材料，一个是铁，一个是煤。
虽然不晓得国师为什么不从铁上着手，但想来是有他的道理，只是自己没有悟透，那么，似乎能选择的选项，也就只剩下煤了。….
其实没有磷、硫低的铁，还有一个办法，那就是脱硫脱磷技术，把磷、硫高的铁，变成磷、硫低的铁，但这个现在是做不到的，这科技点太过超前，正常要19世纪下半叶才能出现，姜星火也弄不出来。
但不能给钢材直接脱硫脱磷，从而得到低磷、硫的钢材，倒也完全没有低配版的办法。
姜星火方才就想到了，那就是焦煤炼钢，然后单独脱磷。
先获得液态钢，然后再用笨办法去脱磷，这样就得到了低磷钢。
跟贝塞麦炼钢法虽然途经不同，但结果是一样的，都能获得低磷钢，这就是殊途同归。
之前说了，获得钢水，需要1600度的高温。
其实在姜星火前世，很少有人想过，东西方的冶铁技术，是什么时候出现代差的。
“代差”这个判断标准，也很简单，那就是什么时候能够稳定获得1600度高温。
答案不难，公元1709年。
在清帝康熙于京西畅春园之北建圆明园，赐予皇四子胤居住的时候，英国人亚伯拉罕达比，第一次用焦煤作为原料炼铁，让炉火的温度剧烈升高，获得了稳定的1600度的高温。
从那以后，燃料上的突破就陷入了瓶颈期，为了获得更高的炉温，获得更高品质的钢材，西方人又开始从鼓风器具和冶铁炉两方面着手，冶铁炉的结果就是贝塞麦转炉的出现，而鼓风机则一开始是通过畜力带动水车，水车带动鼓风机，后来有了用于抽水的纽科门蒸汽机，就直接用蒸汽机带动水车了。
焦煤炼铁→畜力水车→蒸汽机水车
事实上，想要完全去除或者一步脱硫脱磷姜星火不会，但只要能获得液态钢，脱磷的办法还是有几种的，难一点的譬如氧吹除磷、镁还原除磷，当然了，没有镁和高压氧气其实都无所谓，因为还有简单一点的办法――大明现在总有石灰石吧？
有石灰石，就能脱磷。
作为石灰石的主要成分，碳酸钙能能够用来还原除磷的，其反应原理是在高温条件下，碳酸钙和炉内的钢水反应，生成二氧化碳等气体和氧化钙，氧化钙再与钢水里的磷反应生成气体并排出炉外。
这种方法适用于含磷较高的钢水，说白了就是往钢水里撒石灰石粉末，没有任何技术难度，跟往水里撒面粉没有任何本质区别。
有了能稳定地低成本高效率获得的低磷钢材，就有了重工业大到军舰火炮，小到车床零件的一切。
而蒸汽机的发展，也是与煤铁工业密不可分的，譬如蒸汽机一开始的主要作用，就是用来给煤矿抽水和给冶铁鼓风，而前置科技点，也就是车床、镗床等技术，却是为了用于火炮炮管生产，才发明出来的。
此前对这些零散的知识点始终没有串联起来的姜星火，在此情此景的逼迫下，终于理解了这一切。
至此，他也拿到了开启第一次工业革命里重工业大门的那把最关键的钥匙。
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