明末：从人民中来到人民中去 第35章 金相分析

白亮的铁水从出铁口顺着挖好的沟槽滚涌而出，被导流到铁锭模具中。

好不容易待铁锭冷却，谭铁匠忙夹取一个在灯火下照看。

“谭叔，这铁如何？”周怀民心情忐忑。

“东家，看这品相，是比我见过所有铁锭都要好！”谭铁匠激动的指着铁锭，“你看，这表面光滑致密，这铁锭没有明显的砂眼和裂纹，越是越光滑致密，铁质越好。”

旁边众老师傅都在旁听学习。

只见谭铁匠用重锤敲断铁锭，观看断口，眉头紧皱：“这是白口铁。真是奇怪，这外面如此光滑致密，为何里面有裂纹？还有一些小气泡。”

又鼻子靠近闻了闻，言道：“用煤炼出的铁，大多有很大的臭鸡蛋味。但咱这个不太明显，还是有一些。”

又用铁锤击打，听了听声音，称赞道：“这铁质就是好，声音清脆悠长，我炼铁这么多年，从未听过如此清脆的金声。”

周怀民边听边记录，看着铁匠的反馈，陷入沉思。

因为他想要的铁，是断口呈暗灰色的灰口铁，质地紧密，这种好像是和什么金相分析有关系。

但因为太专业，只记得金相类型有渗碳体、铁素体、珠光体、马氏体等。详细的具体什么温度，如何得到，都如过眼云烟已忘却。

现在先总结一下本次炼铁的结果，再分析对应的原因和改良办法。

首先优点是铁质好，而且绝对超出这时代。因为更加精细和科学的预处理，消除了尘土、硅、硫、磷都杂质，且又加了石灰石为溶剂，把铁矿石中的废渣凝集出来。

所以预处理至少是没问题的。

温度也是没问题，焦炭完全燃烧可达一千五百度，和太阳午时的温度一样，呈亮白色。在高炉中进一步把铁矿石的杂质、特别是硫、磷给去除。

整个冶炼环节整体没什么问题，而且不管是耐热砖、预处理还是热风炉，都比这时代的冶炼技术至少先进一百多年。

唯一可能出现问题的环节，就是铁水铸造铁锭了。

周怀民想起来在某乎上面看过一篇专业的历史文章，介绍鸦片战争时，为何英国的舰炮为何比清朝的岸防炮打的要远，英国海舰能打到岸防炮，但岸防炮够不到海舰。其中便有这大炮铸造的中西方历史对比。

里面着重强调，想让铁锭形成灰口铁，须控成分、缓冷却、促石墨。

现在炼出的铁质非常好，没有问题。

最主要的问题还是出在冷却上，铁水铸成铁锭，冷却速度太快，铁水中的微笑气泡没有及时排出，铁水结晶太快，导致金相为渗碳体。

可能自己理解的不是那么专业，但大致是这样子。

周怀民不知道后世炼钢技术是如何解决冷却，但就现在这明末的条件，能想到的办法，有三种。

其一、再搭建一窑，专做冷却窑，窑中燃烧木柴，木柴燃点大概在六百度左右 ，把模具送入窑中，可实现控温。

其二、加热模具，避免铁水接触冷模速凝成白口铁。

其三、模具送入冷却窑后，靠控制窑的燃料类型和燃烧时长，让温度逐渐下降。

于是又花了两三天的功夫，从出铁口延伸了五十米处，又搭建了冷却窑。重新安装上次记录的数据测试。

随着德平叔手拿重锤的敲打声，第二炉铁水从出铁口喷涌而出，顺着耐火陶瓷管道，流入冷却窑。冷却窑早已烧了木柴，暗黄色的火焰，把冷却窑温度平衡在六百度左右，耐火陶瓷管道伸入冷却窑，灌满已经充分预热过的铁锭模具。

德标叔不再往冷却窑里添柴，逐渐让其保温冷却。

这一等，又是半天功夫。

随着把冷却窑的封门砖拆掉，把已冷却的铁锭抽出。

谭铁匠夹取一个在日头下照看。

“谭叔，这次如何？”周怀民凑着看。

谭铁匠用重锤敲断铁锭，看到断面整体呈现均匀的暗灰色，表面粗糙无反光，类似石材质感。肉眼可见细小的黑色条纹或斑点，整体晶粒较细。

“灰口铁！”谭铁匠惊喜，“东家，成了！这断口，比咱现在库窑里的铁锭品相好很多，我平时也没见过这么精细的断面。”

周怀民看着自己小本上记录的密密麻麻的流程步骤和数字，如释重负的长叹一声，“这做事，还需在实践中求得真知。”

古时冶铁，看到断面为白口铁，就十分厌恶，因为这种白口铁优点是超高的硬度和耐磨度，但缺点特别多，首先非常脆，敲击就碎，这样就难加工，铸造性能差，在古代这种纯靠锻造、铸造的环境，就几乎无任何用途。

而灰口铁，具有良好的铸造性、耐磨性、减震性和低成本，可以锻打成刀剑、也可铸造农具等，用途非常多。

“几位长辈，把这小炉拆了，再盖一个三丈的高炉，多加几个冷却窑。德平叔你来做这冶铁主事吧，你也识数，我整理后抄给你。”

周德平点头，他平时给村里附近做一些杂工。这在本家二民这里有了差事，每月领取固定的工食银，也不用风吹日晒到处跑。

这几日中午顿顿有酒有肉，众人虽辛苦些，但还真不想这么快就结束。

周怀民看出来这几人的心思，这中午顿顿能吃肉喝酒，才是每日最大的追求。

想想也是，这打铁、冶铁是极其费力的活，而且是周怀民极为看重的产业，便答应他们五人，每日可到食堂加肉菜喝酒。但不许喝多，如果误了事，伤了人，这午饭就停。

五人得了周怀民的承诺，才开怀大笑，连连点头保证不会误事。

周怀民心情大好，这三丈高炉，每日可炼生铁两千斤。两千斤可打造大约一百多把大刀、二十口铁锅。

不过这么好的铁，可不能大炮打蚊子，日用农具、铁锅等物，用采购的铁锭即可，或者日后产能上来了再做。

现在周怀民可不舍得去打什么铁锅，而是要先继续优化炼铁环节。现在还有哪些环节需要优化呢。

一是粉碎，粉碎矿石、煤炭、石灰石等太耗时耗力。这个环节如果能用粉碎机代替，比一群煤户在那用铁锤敲碎，拉着石碾效率提高很多，而且花费这么多劳工，还不如挖矿挖煤去。

二是鼓风，现在的木质风箱，效率很低，需要人力一刻不停的运转。人又不是神，都会想偷懒，还需要监管。必须要优化鼓风，鼓风比粉碎都重要。

把这两点改良好，就会大幅度提升炼铁效率，提高产能。

但无论是粉碎机、还是鼓风机，都需要动力源。现在的动力源，要么是人，要么是动物，要么是水力。

水力别想了，这沟里虽然有小溪、小河，但都是季节性的，动力根本不足以驱动。

人和动物，容易偷奸耍滑，动力也不稳定，而且力量也小，不足以驱动粉碎机。

周怀民有一个大胆的想法，造蒸汽机。