他補充道:“炒鋼法煉制的鋼材,質地較軟,韌性好,適合制作農具、工具等需要耐磨、不易折斷的器物。”
隨后,扶蘇又講解灌鋼法:“灌鋼法是將熟鐵與生鐵結合,煉制出中碳鋼或高碳鋼,硬度更高,適合制作兵器、刀具。第一步,用炒鋼法煉制出熟鐵板,將熟鐵板打成薄片,卷曲成筒狀;第二步,將卷曲的熟鐵板放入煉鋼爐中,周圍填滿生鐵塊與焦炭;第三步,點燃焦炭,啟動鼓風,將爐溫提升至一千五百度,使生鐵塊熔化,鐵水滲入熟鐵的縫隙中,與熟鐵融合;第四步,保溫三個時辰,讓生鐵與熟鐵充分反應,調整含碳量,然后停火冷卻,取出鋼材,經鍛打去除雜質,便可得到堅硬的灌鋼。”
“灌鋼法煉制的鋼材,硬度遠超普通鐵器,鋒利堅韌,用來打造刀劍,可吹毛斷發;打造箭頭,能穿透鎧甲。”扶蘇道,“兩種方法結合,便可煉制出不同品質的鋼材,滿足不同需求。”
而驅動這一切的,正是扶蘇設計的水利鼓風設備。無定河畔的三臺水車已改造完畢,每臺水車的輪軸上都安裝了一組凸輪機構,凸輪通過連桿與皮囊相連。當水流沖擊水車轉動時,凸輪隨之旋轉,通過連桿交替擠壓、放松皮囊,實現持續鼓風。
“這水力鼓風,比人力、畜力高效百倍!”墨指著運轉的設備,興奮地介紹,“一臺水車可帶動四個皮囊,持續鼓風,風力穩定,爐溫能快速提升且保持均勻。以前用人力鼓風,十人才勉強維持一座小熔爐,如今一臺水車便能支撐煉鋼高爐,節省了大量人力!”
扶蘇讓人啟動水力鼓風,水車轉動,凸輪驅動皮囊交替伸縮,強勁的氣流通過管道送入高爐與炒鋼爐中,爐內焦炭燃燒得愈發旺盛,火焰沖天,溫度急劇升高。工匠們按扶蘇的指導,將鐵礦砂與焦炭裝入高爐,開始煉制生鐵水。
由于陰山的鐵礦品位不高,含鐵量僅三成左右,煉制出的生鐵產量有限。扶蘇當機立斷:“當前首要任務是擴大采礦規模,鋼材優先用于制作挖掘工具——鐵鍬、鐵鎬、鐵鋤,這些工具能大幅提升煤炭與鐵礦的開采效率,形成‘工具改良→產量提升→更多工具’的良性循環。”
趙冶領命,將第一批用炒鋼法煉制出的低碳鋼,鍛造成一把把鐵鍬與鐵鎬。這些鋼制工具質地堅韌,刃口鋒利,比此前的青銅工具與塊煉鐵工具耐用數倍。“這鋼制鐵鍬太好用了!”一名礦工拿著新打造的鐵鍬挖礦,一鍬下去便能挖起一大塊泥土,效率比之前提升了兩倍不止,“以前的鐵鎬挖不了幾下就卷刃,這把鋼鎬挖了一整天,刃口依舊鋒利!”
隨著鋼制挖掘工具的批量產出,煤礦與鐵礦的開采效率大幅提升。煤炭日產從一千二百石增至兩千石,鐵礦砂的產量也翻了一番,為后續大規模煉鋼提供了充足的原料。
蒙恬帶著幾名將領前來視察煉鋼工坊,看著巍峨的高爐、運轉的水力鼓風設備,以及工匠們鍛打鋼材的火熱場景,眼中滿是震撼。當看到鋼制鐵鍬挖煤如探囊取物,鋼制鐵鎬開采鐵礦輕松高效時,蒙恬激動地對扶蘇道:“公子真乃天縱奇才!有了這些鋼制工具,北地的礦產資源便能源源不斷地開發出來;有了優質鋼材,日后打造兵器,秦軍戰力定能更上一層樓!”
章邯也感慨道:“末將征戰多年,從未見過如此鋒利堅韌的鋼材。若秦軍的刀劍、箭頭都用此鋼打造,何懼敵軍!”
扶蘇笑道:“當前只是初步投產,待后續擴大規模,煉制更多鋼材,不僅能供應軍工與采礦,還能打造更多精良的農具,推廣至全國,提升農桑效率。”
扶蘇站在煉鋼高爐旁,望著爐口熊熊燃燒的火焰,眼中滿是憧憬。他知道,這只是煉鋼技術的開端,隨著工藝的不斷完善,大秦的鋼鐵產量將大幅提升,而鋼鐵,終將成為支撐大秦統一六國、長治久安的核心力量。
接下來,只需持續擴大生產,積累足夠的鋼材,不僅能讓北地的工業體系更加完善,還能為來年的伐楚大業,提供更精良的兵器與更充足的后勤保障。而這一切,都在按他的規劃,穩步推進。
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