绍武十六年,春,格物院,精炼坊。
空气中热浪充斥,扭曲着视线,汩汩煤烟混杂着金属熔炼的独特气味凝而不散。
精炼坊深处。
一座经过数次改进的高炉,正发出沉闷的轰鸣,炉膛内火光炽烈。
赵烁站在距离高炉安全距离外,身上那件素白长袍已沾染了不少煤灰,但他毫不在意。
十岁的他,身形比三年前挺拔了许多,眉宇间的稚气此刻已全部消失不见。
此时,赵烁的目光,紧盯着炉口处流淌出的,闪烁着刺目白光的钢水。
“殿下,这一炉,怕是又不行了……”身旁,负责精炼坊的匠作大监王铁锤声音沙哑,带着难以掩饰的疲惫和沮丧。
一张脸,被炉火烤得通红,汗水淌下,冲出一道道泥痕。
“焦炭的热力是够了,烧得比木炭旺得多,可这出来的铁水,总是太脆,杂质也多,经不起试金堂的锤打呀……”
听着王铁锤丧气的话,赵烁没有出声,只是皱着眉踱步来到旁边堆放废料的区域。
只见一堆形状不规则,色泽灰暗,布满气孔和裂纹的铁块。
随手拿起其中一块,掂了一掂,入手沉重,而后赵烁又用手指弹了弹。
“嘭嘭。”声音听着很是沉闷。
“试金堂的检测记录呢?”赵烁看向王铁锤,声音平静,丝毫没有急躁。
“殿下请看……”王铁锤连忙递上一本厚厚的,满是污渍,明显翻越许多次的册子。
王铁锤递出册子,却有些不好意思的低头,实在是这册子太脏了些。
然而赵烁却是浑不在意,直接接了过来。
只见册子封面写着《精炼坊冶炼日志》几个大字,里面用清晰的格物快字和绍武数字密密麻麻地记录着每一次开炉的数据。
铁矿石、石灰石、焦炭投料的比例、风箱每个时辰的拉杆次数、观察的火色和经验预估的炉子温度、冶炼时间。
以及出炉后,试金堂对硬度、韧性、耐磨损度,等成品的各项测试结果。
毫无例外,各项数据后清一色的写着“不合格”三个红色大字!
赵烁快速翻阅着。
这三年来,格物院在《算数新篇》和《格物原论》的指导下,已经初步建立了数据记录和分析的习惯。
但知道要记录,和能从记录中找到规律,却又是两回事,尤其是对这些匠人来说。
目前的记录,更多是现象的罗列,缺乏有效且具体的关联分析。
“问题不止在温度,”半晌后,赵烁合上日志,轻叹了口气后,目光扫过那座吞吐火焰的高炉,道:
“焦炭燃烧更烈,但我们的鼓风跟不上,炉内氧化过重,铁水吸收了大量杂质。”
“而且,现有的耐火砖,也承受不住长时间的高温,剥落下来的碎屑混入铁水,也是导致杂质多的原因之一。”
说着,赵焘又指向炉体,某些颜色异常的区域,对王铁锤开口道:
“你看,耐火层已经酥化了。”
“我们眼下,必须同时解决三个问题,燃料、鼓风和绝佳的耐火材料!”
闻言,王铁锤顿时面露难色。
“殿下,焦炭自然可以从山西运输更多,鼓风的水车还在改建,加急也可以有。”
“至于这耐火的材料……”说着,王铁锤苦涩,道:“就连工部那边,最好的窑厂,烧出来的砖,也就是这个样子了。”
“焦炭的供应让皇城司去办,”赵烁沉吟道,“鼓风的问题,不能只等水车。”
“王监,你挑选几个得力人手,成立一个鼓风组,专门研究如何改进风箱结构和传动效率,哪怕是用人力、畜力,也要先实现更稳定,更强劲的送风!”
“是!”王铁锤精神一振。
“至于耐火材料……”赵烁顿了顿,脑中飞速检索着那些来自后世的信息,暗道:
“记得提到过,硅……嗯,是一种名叫二氧化硅的物质,耐高温性能很好。”
“还有一种叫铝矾土的矿石……”想及此处,赵烁看向王铁锤,道:
“这样,你派人去各处矿山,窑厂收集不同种类的粘土,白石脂、还有那种白色的、比较轻的土……”(注1)
“都拿来,在窑厂旁边设立一个耐火实验窑,专门试烧各种配比的耐火砖。”
“同样,所有配方,烧制过程和成品耐温测试,全部都要记录在案。”
“是!”王铁锤立刻领命。
时间匆匆。
冬去春来,夏又至。
时间来到了绍武十六年,夏。
格物院附近的河流上,一座经过重新设计的水车,已然开始“轰隆隆”地运转。
巨大的叶片在水流冲击下缓缓转动。
通过复杂的齿轮和连杆机构,将动力传递到精炼坊内,带动着四个巨大的皮质风箱,以远比人力强劲的节奏向高炉内持续鼓风。
数月时间,鼓风组根据赵烁提示的离心力原理,正在尝试设计一种能够产生更高风压的旋转式鼓风机模型。
而在窑厂区,耐火实验窑,已经烧制了上百种不同配方的砖坯。
负责此事的匠人严格按照要求,对每一窑的成品进行编号、记录。
之后,用它们砌成小埚形状,放入特制的高温炉中,测试其耐受极限。
失败是常态,但记录本上的数据一点点积累着,指向几个含有特定白石脂,和一种新发现的白色粘土的配方,表现出更好!
焦炭的供应,有赵谌这个皇帝的点头,在皇城司的运作之下,开始大量输送。
对此,朝中不少名明德派的士大夫,还有督察院的御史,更是不断上书弹劾。
至于郑骧、李纲和李光等高层,面对门下士人的求助,始终是一副不予理睬的态度,不支持,也不反对,听之任之的模样。
虽然郑骧几人对格物学的崛起也很是忌惮,但他们依旧遵守当初的约定,不阻止。
而且上次跟赵谌谈过一次,知晓皇帝的态度后,他们自然也会知晓分寸。
很多事情,他们可以直接跟皇帝谈,但绝不能对下面的人表态,更不能亲自下场。
否则,这就坏了规矩了!
转眼,夏去秋来,时间来到了绍武十六年,秋天。
精炼坊的高炉又经历了一次大修。
关键部位,此时已换上了新烧制出来的,第三种耐火砖。
强劲的水力鼓风持续送入。
炉温达到了一个前所未有的高度!
“哗,哗哗……”又一炉钢水出炉了。
不过这一次,流入模具的钢水色泽,却是变得更加纯净,流动性似乎也更好了。
“成不成就看这一次了!”有匠人紧张的吞了口口水,双眼紧紧盯着眼前的钢水。
“尽放那屁,这次不成,难不成还不炼了?!”有人扭头呵斥。
一众工匠议论纷纷。
边上,王铁锤却是不言不语。
跟着几个小组长官,静静等待着,双眼一眨不眨的盯着钢水的成色看个不停。
等待冷却的时间里,空气都凝固了。
王铁锤和周围的匠人们屏息凝神,目光都聚焦在那逐渐由红转暗的钢锭上。
终于,冷却结束了。
王铁锤更是亲自用铁钳夹起一块钢锭,放到铁砧上。
而后,他抡起大锤,用力砸下。
“铛!”
一声清脆悠长的金属交击声,回荡在精炼坊内,不同于之前那些废料沉闷的声响。
钢锭在重击下变形,但并未立刻碎裂。
“成了?!”见此,王铁锤眼前顿时一亮,而后又铆足劲连续锤击了十几下。
直到钢锭被锻打成一块厚实的钢坯,表面只有些许细微的裂纹。
“哗!”
看到这一幕,精炼坊内所有匠人顿时哗然,继而爆发出前所未有的欢呼。
成了!
将近一年时间,他们终于成了!
“快!送试金堂!”王铁锤顾不上高兴,声音因为激动而有些颤抖道。
格物院,试金堂。
这里与其说是一个堂口,不如说是一个装备了各种稀奇古怪装置的工场。
有利用重物下落测试硬度的撞锤,有反复弯折金属条直到其断裂的夹具。
新任试金堂主事,是一位原本不得志的工部小吏,名叫李衡,因心思缜密,对数据和数字极其敏感而被赵烁破格提拔。
此时,李衡指挥着手下,对这块编号为绍武十六秋,甲柒的钢坯,进行了一系列严格的测试,边上站着几名负责记录的工匠。
经过硬度测试、韧性测试和耐磨测试之后,一路看过来,最后李衡更是又做了一次重复测试,之后更是亲自记录下每一项数据。
而后与之前的记录进行对比。
最后,他拿起一根淬火后的钢锥,用力在钢坯表面划下。
“呲!”一道清晰而深刻的划痕出现,但钢锥的尖端,也崩掉了一小块。
“记录!”李衡的声音尽量保持平静,但手却是不自觉的轻颤,“编号,绍武十六秋,甲柒号,综合评定……”
“为良!”
良!这是试金堂设立以来,第一次有材料获得如此接近合格的评价!
从“甲柒号”出炉开始,消息就一直在赵烁处传递着,直到李衡测评结果出来,他脸上始终都没有表现出过多的欣喜。
“告诉王铁锤和李衡,复现这个工艺。”赵烁语气平静的放下测评结果,道:
“我要的不是一块仅达到良字评定的钢,而是可以稳定生产出优质钢材的流程。”
“是!”
时间来到了绍武十七年,冬。
经过一年多的反复试验、调整、优化,精炼坊的冶炼工艺终于趋于稳定。
新型耐火砖,保证了炉膛的持久高温,改进后的水力鼓风,也提供了充足而稳定的氧化还原环境,焦炭的使用得到了精确的控制。
投料比例和冶炼时间也越发精准。
更重要的是,试金堂的作用,得到了彻底的发挥。每一次失败的数据,都成为了调整工艺方向的指南针。
如今的格物院内部,早已习惯了用数据说话,任何大概,可能的表述都会遭到质疑。
不过这些成功,对于赵烁来说仅仅只是开始,他的脚步不会停下。
几乎是精炼坊的冶炼工艺平稳的同时,他的合金实验,也悄然开始。
根据《变化考源》中模糊的元素概念,指示李衡尝试在炼钢过程中,加入少量不同的矿物粉末,主要是含有锰和铬的矿石。
虽然众人对于《变化考源》中提出的元素从未见过,也不知道具体原理,但经过一次次试验的成功,他们都相信元素的存在。
也知道,想要这些元素融入进去,就去把蕴含这些元素的材料加进去。
随着格物院冶炼技术的成功,矿石材料的来源,更是被严格保密,由皇城司负责搜罗。
当然,这个时代,几乎没有人可以复刻,但皇城司依旧严格保密!
这个过程比改进基础冶炼更加艰难。
添加的比例、时机、方式,稍有差池,不仅无法改善性能,反而会毁掉一炉好钢。
失败了一次又一次,记录本上写满了“性能下降”、“脆化”、“杂质超标”的结论。
直到绍武十七年,年末。
这一日,精炼坊内依然热火朝天。
一炉按照成熟工艺冶炼的钢水即将出炉,但在最后阶段,李衡却是喊了停。
凝视着这一炉钢水,王铁锤沉默不语。
面色被火光映得忽明忽暗,目光却紧紧盯着炉内火焰的色泽和沸腾的钢水。
历经数十炉的失败,他隐约已经摸到了一些门道。失败的经历告诉他,成败之机,不在矿石多寡,而在火候与炉气的微妙把握。
数十次失败的观察,告诉他。