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第2298章 炼铁【1 / 1】

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说起炼铁,其实黄帝这边早就知道,自己和蚩尤那边,在武器材料方面的差距。对方那里是有炼铁技术的,所以联盟这里一直都在摸索,想要掌握蚩尤那边的炼铁技术。

经过尝试,黄帝这边早就知道,将以铁矿石和木炭为原料,放在一起烧,能得到铁。但是每一次烧炼之后,都只能得到有大量气孔的铁,只能再经锻打成的铁块。这种方法冶炼出的铁质量较低,性脆、缺乏韧性,并不适合锻造优良的铁器。

最后所有人都明白,炼铁这件事,绝不是看起来那么简单,一定是有什么技术和秘诀在里面,但这个才是蚩尤那里的绝不可能传过来的秘密。

然而叶枫这一次,却把领先了蚩尤那边不知道多少年的炼铁技术,一次性都交给了人族联盟。

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炼铁的原理其实很简单,主要以铁矿石,如赤铁矿、磁铁矿等,和木炭进行氧化还原反应。木炭作为还原剂,在高温下与铁矿石中的氧结合,从而还原出铁。

虽然原理很简单,但是事实上,古代炼铁是一个历史悠久且技术不断发展的过程,其技术和方法在不同历史时期和地区有所差异。

炼铁技术的起源,可以追溯到公元前1900年左右的安纳托利亚东部地区。然而,古代世界冶炼生铁的技术最早在中亚发现,但由于炼铁炉过小、鼓风力弱,只能炼出海绵状的块炼铁。

事实上,此刻黄帝炼制的铁,也就是这种铁,也叫做海绵铁。它是在低于熔化温度之下,将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程,其产品为直接还原铁,因此也称海绵铁。该产品未经熔化,保持矿石外形,由于还原失氧形成大量气孔,在显微镜下观察团形似海绵而得名。海绵铁的特点,就是含碳低,小于百分之一,并保存了矿石中的脉石。

而华夏炼铁的发展史,可以追溯到春秋晚期,那时候起,中国在炼铁技术上逐渐领先。特别是到了汉代,国家专营的冶铁作坊技艺精进,使生铁得以大量生产。西汉时期,更是发展出了百炼钢工艺,和炒钢技术,汉代还发明了灌钢方,一直沿用到明清,华夏的炼铁技术领先西方数百年,欧洲直到15世纪明朝时期才出现铸铁。

而比较成熟的炼铁工艺有三种。

第一种是块炼法,就是在炼铁炉中,铁矿石粉碎后,和木炭在高温下烧炼,就可以获得生铁。生铁的含碳量超过百分之二。海绵铁就是这个工艺下的产物。并不适合用来做武器。这也是黄帝此刻处于的炼铁阶段。

第二种是炒钢法,顾名思义,就是把生铁“炒”成“熟铁”或“钢”的新工艺。方法是把含碳量过高的生铁,加热到半流体状态,再和铁矿石粉混和起来不断“翻炒”,让铸铁中所含碳元素不断渗出、氧化,从而得到中碳钢或低碳钢。而熟铁的含碳量低于百分之005

而最后一种,就是灌钢法,这个是汉代以后,发明的方法,这是华夏古代炼钢技术的又一重大成就。通过将生铁和熟铁融化后搅拌在一起合炼,得到质量更高的钢。钢的碳含量就处于百分之005和2之间。

所以你们应该发现秘密了吧,一块铁的好坏,就是要看其中的碳含量的高低。

而这个就是蚩尤那边所掌握的秘密!

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正如我们之前所说,古人并不愚蠢,甚至于说古人的智慧一点都不比现代人差。在古代,炼铁技术就已经很成熟了,现代的炼铁技术,在古代的技术上其实并没有什么太大的进步。

之所以现代比古代强,无非是因为,我们现代有着比竖炉更好的高炉、更高效的增氧设备以及更加稳定的燃料,就是这么点区别。

简单的说,理论没有变,就是硬件设施变好了。而软件用的还是古人编写的那种。所以你能说,古人愚蠢吗?

这个就好比电脑,一台电脑最牛逼的地方是硬件吗?当然不是,而是电脑操作系统。而古人发明的电脑的操作系统,而我们现代人只是提供了更好的电脑硬件罢了。

所以完全可以不客气的说,古人这方面要比现代人厉害。现代人一直在吃老本,根本就没有超越古人,实现本质上的创新。

不得不说这个真的有些悲哀。

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书归正传。

在炼铁炉方面,宋朝竖炉炼铁就已经很成熟了,而现代的高炉炼铁,就是在竖炉炼铁的基础上,把硬件更新换代下而已。那时候,竖式炼铁炉成为生铁冶炼的主要设备。

而在送样设备,鼓风设备“橐”的改进,使得炉温能够迅速提高到炼铁所需的1200多度,从而实现了生铁的大量生产。

到了东汉时期,发明了水力鼓风炉“水排”,利用水力带动鼓风设备,进一步提高了炼铁效率。

最后是燃料问题,说到这个我就真的忍不住想要吐槽了:很多穿越小说里面的主角,在发现煤炭了之后,就直接炼铁了,这个其实就是完全没有常识的“二货做法”!!!!!

煤炭受热容易发生崩裂,会导致炉子里面透气性变差,严重影响炼铁过程。而煤炭中的硫,也会导致生铁的质量进一步降低。

综合种种因素,煤炭如果不处理的话,是不能“直接”拿来炼铁的。所以下次你看到穿越小说里面,那个脑残主角直接用煤炭炼铁,你完全可以直接开喷了!!

而古人也早就发现了煤炭炼铁的缺点,聪明的古人早就知道,用焦炭代替煤炭。而焦炭的制作工艺也不难,就是在隔绝空气的情况下,将煤炭加热到950至1050摄氏度,再经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段制成。

但是,你们也不难发现,焦炭的生产是一个复杂且需要特定设备和条件的过程。所以焦炭在黄帝这个时代是不现实的。

但是叶枫却知道一个可以替代的东西,那就是木炭。

叶枫让人准备了干燥、易燃的木材作为原料。叶枫还告诉他们,不要使用湿木或含有过多树脂的木材,因为这些木材在燃烧过程中可能产生烟雾或不易完全燃烧。

之后用泥土和石块自制一个简单的土窑。将木材堆成金字塔形,然后用泥土和石块围起来,留出一个小口作为排气孔。

随后,叶枫让人在木材堆中点燃一小部分木材,使其开始燃烧。注意控制火势,避免火焰过大,将木材直接烧没了。

当木材开始燃烧并产生足够的热量时,用泥土或石块将火源封闭起来,只留下排气孔。这样可以使木材在缺氧的条件下进行焖烧,逐渐转化为木炭。焖烧过程需要一定的时间,具体时间取决于木材的种类和大小。而这些知识,叶枫都一一事无巨细的都讲的非常清楚。

听到这些知识,在旁记录的官员,眼睛是完全冒着光记下来的。

而同样眼里有光的又何止是这些官员,应该说是所有在现场观看这一切的联盟高层人员。

待焖烧过程结束后,让木炭自然冷却。然后用工具如锤子、棍棒等,将泥土或石块敲开,即可取出木炭。

但是不得不说,木炭炼铁,自然没有焦炭好,这一点是肯定的,也是现代炼铁比古代炼铁强的地方,不过,强的也就是这么点东西而已。

而石灰石作为造渣用的“第一溶剂”,很早就被古人发现并投入使用,至今依旧在用。

石灰石可以将铁矿石中的二氧化硅等杂质,转变成炉渣而除去。此外石灰石还可以帮助铁矿石转化为铁水,从而降低炉渣的粘度。保持炉内的顺畅程度。

“第一溶剂”之称,名不虚传。

顺便说一下,叶枫连不锈钢的制作原理都教了出来。

一般情况下,铁中加入铬,就可以达到不易生锈的效果。而且铁矿石中就含有铬,而且在炉子里,铬的还原率非常高。那么生产出来的铁器之中,必然会有一两件不生锈的产品的。这个也是为何历史文物中有些铁器千年不锈的原因。

而最要命的是,叶枫连这种不锈钢的方法也教给了他们。

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最终在场的人,在看到成品的钢炼制出来后,所有人都沉默了。

黄帝和风老没有说什么,而是带着所有人向着叶枫深深鞠了一躬。感谢叶枫为人族联盟做出的一切。

虽然说,叶枫身为盟主,你可以说这些都是叶枫应该做的。但是作为当事人的他们却比谁都清楚,叶枫做的已经太多了。

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关于炼铁,事关民生和军事的方方面面,无疑又是一笔巨大的生意,钱胖子此刻非常想将这个炼铁,和制造火药一起,纳入钱氏一族经营的范畴。

但是这一次,黄帝却没有和任何人商量,直接拒绝了钱胖子的提议。因为铁的价值,任何人都知道,在场的人没有一个傻子,所以炼钢必须是在联盟把控之中。

毕竟钱氏一族已经有了火药的权限,不能再得到炼铁。

否则,连炼铁都在对方的手里的话,那么人族联盟就真的是钱氏一族一人说的算了。

对此,叶枫倒是认同黄帝的做法。