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杜中宵道:“此事不难,就给你们熟铁片好了。不过,熟铁和生铁可不是一个价钱,锤成片,又费了人工,价钱更要高一些。虽然都是为朝廷做事,我们这里实在艰难,账不得不算清楚。”
池浩听了,不由微笑:“无妨,知监官人吩咐,铜监按市价收买。”
铜监既是冶铜的地方,也是铸钱的地方,他们最不缺的就是现钱。从这里买铁片回去,就能炼出更多的铜,有了更多的铜就能铸出更多的钱。这个年代,朝廷又不控制铸钱数量,铸得越多越好。饶州铜监根本就不怕杜中宵要高价,就怕他供不上那么多铁片。
交接了公事,池浩拱手:“下官来的时候,带了些莲子、干笋之类的土产,外面两筐,给运判官人尝一尝。都是地方风味,万莫嫌弃。”
杜中宵微笑:“多谢了。附近山区,多产板栗红枣,你可以采买一些运回去。”
这样的长途运输,当然不能浪费运力,附带土产销售是常规操作。不然池浩一行数十人,几千里奔波运费就要多少钱?更不要说,还有地方官乘机运货,赚些钱财,下面的人当然不会空走一趟。
池浩离去,杜中宵让柳涚把送来的土产分成几份,给铁监的几位官员。包括叶县知县李秉,一样也有一份。千里为官,都不容易,东西虽然不值钱,总是一份心意。
五十万贯钱,可不是小数目,两三百万斤重,堆成小山一样。为了放这些钱,铁监这时才正式设立军资库,暂时由柳涚掌管锁钥。军资库并不是放置军用物资的,而是存放地方的钱帛等重要物资。大宋是因军立国,收赋税钱粮,一切为了养军,所以地方上最重要的这一库以军资为名,是用来资军的意思。
一切处置妥当,杜中宵不由对库里的钱动了心思。这么一大笔钱,放在库里可惜了,钱不能够流动起来,岂不是跟田宅房屋一样,失去了流布天下的意义。一两个月也就算了,几年放在那里,实在太过可惜。如果用业放贷,收来利息,也是铁监的生财之道。
杜中宵这样想不奇怪,实际上很多官员都这样想。地方上的各种财库,军资库理论上属于三司,官员不敢乱动,其他的像公使库、常平仓等,都有官员放贷。甚至有的放贷还不满意,用来做生意,赚到的利润除了增加库里的钱,有人还自己捞一部分。发展到后来,便是王安石变法的时候,所有的官库都放贷收息,层层考核。过犹不及,危害民间。
这就是没有银行的坏处,货币经常性的在民间停滞,不能流动起来,资金变成了资产。朝廷几乎把铜课全部用来铸钱,天下还是缺钱。商业越发展,钱就缺得越厉害,成了顽疾。
杜中宵当然不仅仅是为了收些利息,那才多少钱?而且官方放贷,为了多收利息,降低风险,习惯性地就会不缺资金不想贷钱的摊派给你,真正缺钱的,反而贷不到。放贷的目的,是让库里的死钱流动起来,变成资本,从而促进产业的发展。
铁监在这里,每年产这么多铁,有这么多人消费,必然会带动许多产业。用这些钱,做为本钱,放出去给民间,做为资本,从而让地方经济繁荣起来,才真正有价值。不过到底要怎么做,需要详细计划。
池浩住在澧河对岸的客栈里,把手下的人派出去,到附近州县采买土产,准备回去的时候带上。千里贩运,利润极高,做得好了,这一趟差事自己还可以发一笔小财。
这一日,池浩正在房里买了些肉小酌,一个吏人到来,让他立即到铁监。今天是正式开炉冶铁的日子,首先交付的就是他需要的铁片,规格要他亲自去定。
殿侍是无品杂阶的小武官,地位卑微。池浩这些人名义上属于三司,常年运货,不过实际上归地方管辖。杜中宵是转运判官,虽然是京西路的,管不到他们江南西路,但上面可是对着三司,池浩如何敢怠慢。得了消息,急急穿了公服,从渡口坐船到了铁监。自有公人领着,一路到了刚刚建好的冶铁的地方。
这里搭了好大一个棚子,里面一个巨大的炉子,高两丈余,上细下粗,宽处径丈余。这冶炉实在太大,仿佛一座山一样,人显得极是渺小。
杜中宵跟苏颂等人站在炉下,看着匠人从炉口向里面装料。这高炉当然已经试过了,这些日子一共冶了三炉,经过了许多修改,从今日起就正式生产了。到这个年代,高炉冶铁已经一千余年,各种技术已经成熟。这处冶炉,是照着相州那里的高炉建的,趋于保守,杜中宵并没有做什么修改。其实因为使用焦炭,硬度增加,炉子可以建得再大一些。不过这是第一座,一切以稳妥为主。
上前见礼,池浩站在杜中宵等人身边,看着周围的人忙忙碌碌。这里的一切实在太过壮观,让人身心震撼,没有人说话。
昨夜已经点火,此时炉子早已烧热了,正在装焦炭。装料口太高,使用人力搬运太过艰难,从料堆建了一条输送带。旁边五个壮汉,骑在一座木马上,卖力蹬着,一起转动输送带。这些人就是前些日子学习不好的,只能来做力气活。两班轮替,每隔一个时辰换一次。
输送带上分了一个一个方格,从装料的人前走过,装料的人用大铁锨填满。方格是用来计算料的分量的,简便易行,省了分类称重的麻烦。冶铁炉一旦开炉,就昼夜不停,一直到炉子寿命用尽,停炉冷却之后重换炉衬。依相州那里的经验,这炉子应该能用一年左右。杜中宵的规划,是一年生产十个月,最热的天气时停炉检修,更换炉衬等损坏的地方。
炉料到了炉子上方,进入一个大漏斗里。那漏斗挂在一根轴上,炉料落入,砸在铁壁上,带动料斗缓缓旋转,均匀地把炉料洒进炉子里。
此时焦炭已经装填完毕,装料的人歇了下来,另一边的人开始装填矿石。矿石采出来后,经过了焙烧打碎筛选,就是附近包工头带着乡人做的活。杜中宵隐约记得这一步应该有选矿烧结,只是还没有试验出来合适的方法,只能依现有的工艺。
装了矿石,才开始装石灰石,用量就比焦炭和矿石少得多了,不时就装填完毕。
所有的料装填完了,大家暂时歇了下来,一起抬头看着炉顶上。
上面有两个人看着炉里,不时报着炉里的情况。那里温度又高,又有炉里出来的烟气,条件极是恶劣。不过这种活,不是谁都可以干的了,需要经验,需要技术,就比下面装料和蹬输送带的高级了。
在炉子的另一边,一左一右各有五个大汉,一样蹬着木马,带动两个巨大的风箱,向炉里鼓风。此时常见的风箱,是用人推拉的,风力不足。人的臂力哪里比得了腿部力量?杜中宵制了这木马,用蹬代替了推拉。其实就是简单的曲柄滑块机构,把旋转运动变成往复运动。
炉里的火也不知道烧得多旺,池浩离着几丈远,依然感到热烘烘的。他何尝见过这种场面?不由忘记了时间。也不知道过了多久,听见上面看炉口的人喊,下面的人开始出渣。
滚烫的炉渣从炉里被掏出来,放到一边,等到稍凉一些,就有运渣的人用小推车推走。
又过了好一会,终于砸开了出铁口,通红的铁水流了出来。
看见铁水流进斗里,所有的人都出了一口气。虽然已经试过几次,今天正式开炉,大家还是捏了一把汗。这炉子太大,一旦出问题,就要多费无数功夫。
炉子旁边一座吊车,用的是铁链,上面装了棘轮,只能正转不能倒转,防止意外。吊车提了装满铁水的料斗,升起来,运到旁边的一座小炉里,倾倒了进去。一个料斗起来,另一个料斗接上,不停地把铁水倒进旁边的几座小炉子里。
第82章 炼钢()
看着制钢的小炉,苏颂道:“万没想到,炒钢的时候其实不用烧炭,只要鼓风即可。若不是真地试出来,谁能够相信?世间万物,有其自然之理,不详细推敲,却不敢妄下断言。”
杜中宵点了点头。以前在永城的时候,炒钢的规模较小,用的是这个时代最常见的方法。前些日子这里建炒钢炉,为了充分利用能源,自然建在冶炉旁边,炒钢与炼铁串连在一起。冶炉里出来铁水,直接送进炒钢炉里面,如此一来便就少用许多燃料。
炒钢的原理杜中宵还是清楚的。无非是炼铁时是在还原气氛下,以致铁水含炭量太高,出来的是生铁。到了炒钢炉里,要降低炭含量,炉里是没有炭的,只加石灰石和白云石之类的造渣剂,是间接加热而不是直接加热,是在氧化气氛下。既然是氧化气氛,氧气就应该充足,不然效果不好。
这是中学化学的内容,非常简单。为了保证充足的氧气,这里建的炒钢炉,特意加了吹管,一样有大风箱向里面鼓风。万万没想到,炒钢炉里鼓风,里面的铁水迅速沸腾,如同火山喷发一般,温度明显比以前下面烧炭高得多。由于难以控制,不断减少下面的炭火,结果效果还是不明显。到了最后,干脆炒钢时不烧炭了,仅仅鼓风,炉里面的温度就足够高,可以降低铁水的炭含量,炼出钢来。
杜中宵纳闷了一段时间,最终只能认为是铁水里面的炭,或者还有其他一些元素,在高温熔化状态下吹入空气,迅速发生放热反应,让铁水保持沸腾。这实际上就是后世的吹氧炼钢,不管是转炉还是平炉都是同样的原理。
鼓风之后,由于铁水沸腾得厉害,为了控制反应速度,就试着向里面加生铁,加废钢,偶然又发现不同的温度,出来的钢性能不一样。不同的出钢温度,会炼出不同含炭量的钢来。
这是个精细活。既不能测量温度,又不能精确控制时间,只能用肉眼观看铁水状态,以及表现出来的颜色,来控制出来不同的钢。杜中宵测试了很多人,来做这项工作。不断训练,现在大约有二十多外人勉强找到状态,是炼钢这里的宝贝疙瘩。他们现在刚刚上手,出来的钢性能不稳定,不过对这个时代来说足够了。反正出来的是中低炭钢,打造刀剑能性足够,后面就靠工匠的手艺了。
能不能尽量精确地测量温度?其实办法还是有的。比如用金、银、铜、铁等金属,或者一些已经知道的化合物,制成测片,利用他们不同的熔化温度,放进铁水里面探测,看熔化程度决定炼钢过程。只是这项工作精细而复杂,杜中宵只能提供一个思路,让下面的人去做,短时间内是做不到的。
测温不一定用温度计,可以用一些特殊的物理化学反应,比如熔化沸腾,比如分解化合,都可以得到固定的温度。但选择合适的测量物质,选择合适的测量方法,需要大量的实践。
高碳工具钢还是不能用这种炉子来炼制,而是尽量炼出碳含量低的铁,与生铁一起用石墨坩埚炉炼制。这种高性能的钢炼制不易,性能优越,可不是炒钢炉出来的大路货可比。
用吹空气的方法,炒钢的效率提升了许多,炼出一炉钢,远比以前下面烧炭快捷。这件事让苏颂觉得新奇不已,明明不用燃料降低了成本,效率还大在提升,世间之事实在神奇。他用了很多时间研究,最终只能同意杜中宵的说法。生铁里面有碳,炒钢炉里没有过剩的碳保护,这些碳便燃烧。
实际的化学过程当然远比这复杂,碳还会形成一氧化碳,再形成二氧化碳,有过量的碳这些气体就形成还原气氛。一旦氧气过量,铁水中的碳便就继续氧化,从而降低含碳量,生铁变成了钢。
炼铁到炼钢,就这么一个简单的过程,认真研究下去,其实就能开启化学之路。
杜中宵要做的事情太多,每个行业都不可能深入研究,哪怕知道是怎么一回事,也没有精力系统总结。这处铁监里的人才,将来不知道会是谁,会是什么时候能够打开这扇门。
原理很重要,知道了原理,能够积极应用到实际中,中学的数理化知识,就足以推开工业革命的大门。大宋的经济实力是天下第一,这是朝廷直辖的官营铁监,有杜中宵这个有后世知识的人,条件比当年英国的那些小作坊不知道好了多少倍。从钢铁到机械,踏实做下去,工业的发展比历史上容易得多。
比铁水出炉的时间短得多,用不了多少时间,第一炉钢就完成了。只见不大的炉子倾倒,钢水从里面流出来,流进旁边早已建好的冷却池里。略冷却一段时间,被一边的工人舀入铸范,成了钢锭。大部分的钢锭将凝未凝的时候,被输送到下一道工序,进入不远处的锻造之处。
附近的一条小河早已经被截段,建了一座小水库,河水引到这里带动锻锤