钢不同,要去除生铁中多余的碳、硫、磷等杂质,最起码需要一千五百度往上的高温,甚至要达到一千六百到一千七百摄氏度——这样的高温,才能让杂质充分与氧气反应,形成炉渣排出。
而遵化铁厂以往的旧炉,靠人工拉皮囊鼓风,最多只能把温度升到一千两百度,连炼铁都得反复添料、耗时耗力,炼钢更是想都不敢想,就算勉强尝试,炼出的也只是脆硬不堪的“伪钢”,根本无法使用。
事实上,历朝历代的冶铁业都长期受含磷量过高的困扰。
这问题根源有二:一是铁矿质量,北方铁矿多伴生磷矿,开采时很难完全分离,导致原料本身就含磷;二是铸铁技术,旧炉冶炼时无法精准控制温度和反应过程,磷元素不仅没被去除,反而会融入铁水中,形成“冷脆铁”。
北方的冬天尤其寒冷,气温低至零下十几度,高含磷量的铁器在低温下会变得异常脆弱,稍一弯折就会断裂——边军曾试过用旧炉铁打造盔甲,结果冬天行军时,盔甲铁片被寒风一冻,竟能徒手掰碎,严重制约了铁器在军事、民生上的发展。
而冶铁业里比磷更可怕的杀手,那就是——硫。
硫在铁水中会形成硫化亚铁,这东西熔点极低,只有一千一百九十八度,比铁的熔点低了足足五百度。
用含硫量高的铁打造器物,高温下会变得极易碎裂,也就是俗称的“热脆”;就算在常温下,也会因硫元素的存在变得疏松多孔,根本承受不住外力冲击。以往旧炉用原煤炼铁,原煤中本身就含有大量硫分,这些硫会随着燃烧融入铁水,导致炼出的铁十有八九是“热脆铁”,能用来造农具就不错了,想造兵器、火炮更是天方夜谭。
所以,在朱高炽看来,用原煤直接炼铁,是一个完完全全的错误,相当于把整个冶铁行业带上了歧途!
其实解决含硫量超高的办法并不复杂,核心就是炼制焦炭——将原煤隔绝空气高温加热,让煤中的硫分、水分、挥发性杂质充分燃烧或挥发,剩下的焦炭不仅
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