沈括《夢(mèng)溪筆談》卷三里詳細(xì)記載了灌鋼法的過(guò)程“世間鍛鐵所謂鋼鐵者，用柔鐵屈盤(pán)之，乃以生鐵陷其間，泥封煉之，鍛令相入，謂之‘團(tuán)鋼’，亦謂之‘灌鋼’.二三煉則生鐵自熟，仍是柔鐵”。

    其中把柔鐵屈盤(pán)起來(lái)是為了增加生熟鐵的接觸面，提高灌鋼的效率，并促使碳分分布更均勻，封泥則可以促進(jìn)造渣，去除雜質(zhì)，并起保護(hù)作用。

    因?yàn)檎莆詹缓眠@個(gè)度，一開(kāi)始灌鋼法很麻煩，要灌入很多次生鐵，后來(lái)灌鋼技術(shù)在宋代以后不斷被改進(jìn)，減少了灌煉次數(shù)，到了現(xiàn)在永樂(lè)時(shí)期的大明，基本上都是一次成，之所以能一次成，就是因?yàn)楝F(xiàn)在的灌鋼法，已把柔鐵屈盤(pán)改為薄熟鐵片，進(jìn)一步增加了生熟鐵的接觸面，加速其“生熟相和，煉成則鋼”的進(jìn)程，泥封也改為草泥混封，密閉性更好。

    不過(guò)灌鋼法這玩意咋說(shuō)呢.

    正面評(píng)價(jià)，肯定是提高了生產(chǎn)效率，低成本高產(chǎn)出，但從負(fù)面意義上，那就是和稀泥，是不利于產(chǎn)出高品質(zhì)鋼材的，因此在姜星火前世，很多論壇上也譏笑正是灌鋼法的大規(guī)模使用，才讓華夏的武器，出現(xiàn)了類(lèi)似于“考古式修仙”一樣的“考古式寶刃”，也就是說(shuō)，在宋代以后，都是時(shí)間越往前的武器，質(zhì)量就越好，唐刀更是成為絕唱。

    而北方的異族，也大多開(kāi)始了在冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量上，開(kāi)始超越漢人，譬如遼金夏元的馬甲、扎甲、刀槍?zhuān)毡楸却笏蔚馁|(zhì)量要好。

    只能說(shuō)，在大多數(shù)條件下，數(shù)量和質(zhì)量不能兼得吧。

    至于說(shuō)滲碳.《天工開(kāi)物》就記載了制針時(shí)固體滲碳熱處理工藝：針抽絲，剪斷，搓好后入釜慢火炒熟，炒后用松木、木炭作為滲碳劑，豆豉作催化劑，在土末的密封下，進(jìn)行固體滲炭。

    這東西其實(shí)跟往泥巴里戳根木棍，是一個(gè)原理，只能說(shuō)治標(biāo)不治本，通過(guò)這種辦法獲得的鋼材，算是勉強(qiáng)達(dá)標(biāo)，但要說(shuō)性能多好，那也不用指望。

    當(dāng)然了，不光是鋼鐵冶煉工藝的原因，其中也有燃料的因素在里面，宋代以前基本都是用木炭的，而宋代以后則是以煤炭為主，煤炭能讓鋼鐵產(chǎn)量快速增加，但卻會(huì)影響質(zhì)量，因?yàn)槿A夏的鐵礦普遍質(zhì)量就不好，煤炭也基本都是含有高磷高硫的，二者相加，產(chǎn)出的鋼鐵質(zhì)量降低是必然的。

    日本人則一直堅(jiān)持著用木炭煉鐵，除了日本森林覆蓋率高的原因，那就是日本不需要跟華夏同比例的鋼鐵產(chǎn)量，他們的鋼鐵是裝備精銳的，而不是像華夏這樣動(dòng)不動(dòng)就要給以十萬(wàn)計(jì)的部隊(duì)進(jìn)行裝備，所以日本人的披甲率也不高。

    “所以方才你想要提高爐溫，目的是為何？”姜星火看完這些，最終問(wèn)道。

    胡元澄實(shí)話(huà)實(shí)說(shuō)道：“找到能高效率出鋼鐵的辦法，現(xiàn)在的炮都是用銅鑄的，不是長(zhǎng)久之計(jì)?！?/br>
    姜星火聽(tīng)罷點(diǎn)了點(diǎn)頭，看來(lái)胡元澄也意識(shí)到了問(wèn)題所在。

    事實(shí)上，明代是中國(guó)火炮技術(shù)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在明初和明初以前，中國(guó)的火炮技術(shù)依然領(lǐng)先于世界，但在短短的一二百年里，就開(kāi)始大幅落后于世界了，在明朝的中后期，不僅要從安南和魯密（指奧斯曼土耳其）進(jìn)口火銃，更是要從葡萄牙和西班牙的手里進(jìn)口大炮。

    這里面有兩個(gè)主要原因，其一是剛才說(shuō)的，由于華夏儲(chǔ)藏的鐵礦石品位不太行，所以冶煉出來(lái)的鑄鐵非常脆，是很不適合作為火銃或大炮的發(fā)射管的，如果用料薄了，很容易就會(huì)發(fā)生炸膛，而如果厚了，那就會(huì)嚴(yán)重影響武器性能。

    其二就是林業(yè)資源日益枯竭，給百姓使用還湊合，但要是想要大規(guī)模煉鐵，那就只能用煤炭，可華夏的煤炭基本都是高磷高硫的，而含硫太多的鐵管很脆很容易炸裂，這就使得在本就容易炸膛的鐵，在經(jīng)過(guò)高硫煤的冶煉后，更加容易炸膛。

    因此，采用青銅來(lái)鑄炮，實(shí)在是明軍的無(wú)奈之舉。

    要是有更容易獲得的鐵炮，誰(shuí)愿意拿青銅來(lái)鑄炮呢？

    畢竟在這個(gè)時(shí)代，銅就是貨幣，就是財(cái)富，這才是真正字面意義上的“燒錢(qián)”。

    如今物價(jià)通脹的這么厲害，國(guó)家把銅拿來(lái)鑄錢(qián)都不夠，如果不是只能用銅炮，姜星火是真的不想把大量的銅投入到鑄炮里。

    在姜星火的規(guī)劃里，跨海征日之前，必須要把寶鈔的貨幣價(jià)格穩(wěn)定在40-50%原有幣值的區(qū)間里，否則根本沒(méi)法執(zhí)行換鈔，只要換鈔，整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系必定會(huì)崩潰。

    而恢復(fù)寶鈔的幣值有兩種辦法。

    第一種，是姜星火現(xiàn)在正在做的，也就是通過(guò)納鈔中鹽、發(fā)行國(guó)債等手段，回籠在市場(chǎng)上過(guò)度泛濫的寶鈔，減少寶鈔的總量這個(gè)道理很簡(jiǎn)單，只要寶鈔的總量減少了，那么寶鈔的幣值就上升了。

    第二種，則是增加銅錢(qián)的供給總量，也就是讓作為錨定物的銅錢(qián)自我貶值，倒也不需要銅錢(qián)跟上之前寶鈔貶值的速度，那樣也會(huì)玩崩，只需要讓原來(lái)10文銅錢(qián)/100文面值的寶鈔才能買(mǎi)到的物品，變成11文或12文銅錢(qián)買(mǎi)到就可以了，這樣就會(huì)讓銅錢(qián)和寶鈔之間的實(shí)際價(jià)值比迅速縮小。

    至于第二種辦法會(huì)不會(huì)造成收割百姓財(cái)富的后果，姜星火認(rèn)為不會(huì)，因?yàn)槲飪r(jià)也在通脹，就算國(guó)家不增加銅錢(qián)的供給總量，這種自然出現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象還是會(huì)出現(xiàn)，或早或晚的事情。

    只不過(guò)現(xiàn)在姜星火沒(méi)有用第二種辦法，就是軍事工業(yè)使用了太多的銅資源，導(dǎo)致沒(méi)有足夠的銅用來(lái)鑄造銅錢(qián)，畢竟大明是整體缺銅的。

    “如果能用鋼或鐵來(lái)鑄炮，而不是用銅鑄炮.”

    姜星火陷入了深思之中，見(jiàn)國(guó)師沒(méi)說(shuō)話(huà)，其他人也不敢言語(yǔ)。

    姜星火如果沒(méi)記錯(cuò)的話(huà)，其實(shí)一開(kāi)始西方國(guó)家在三十年戰(zhàn)爭(zhēng)以后，用的也是鐵炮，而不是銅炮，其中性能的佼佼者，就是英國(guó)鑄造的鐵炮，英國(guó)鐵炮有無(wú)限接近銅炮的性能，使那時(shí)候的英國(guó)鐵炮在歐洲，其價(jià)格甚至相當(dāng)于歐洲自制鐵炮的四至五倍。

    之所以英國(guó)人能做到，就是因?yàn)橥耆褂媚咎縼?lái)煉鐵，當(dāng)然了，萬(wàn)事萬(wàn)物都有代價(jià)，英國(guó)人的代價(jià)就是整個(gè)英倫三島都被砍禿了。

    鑄炮一共三條路。

    1用鐵炮，木炭煉鐵

    2用鐵炮，煤炭煉鐵

    3直接用銅炮

    從燃料上講，木炭煉鐵這條路，大明走不通，只適用于英國(guó)或日本這種森林覆蓋率高的島國(guó)，而姜星火又不希望有限的銅資源被投入到軍事工業(yè)里，所以，只能選擇用鐵炮，嘗試煤炭煉鐵的新方法，這也跟胡元澄的思路不謀而合。

    現(xiàn)在的問(wèn)題就是，煤炭都是高磷高硫的，鐵礦石的品位也不好，怎么才能解決煉出來(lái)的鐵含硫、磷過(guò)高，極其容易炸膛的問(wèn)題。

    “解決的思路應(yīng)該是兩條?！?/br>
    姜星火深思了良久，方才開(kāi)口說(shuō)道：“其一是從鐵上著手，其二是從煤上著手?！?/br>
    這當(dāng)然不是兩句廢話(huà)。

    鐵的話(huà)，熟鐵雖然比生鐵含硫量低，但熟鐵太軟了，很難用來(lái)當(dāng)炮管，所以生鐵不行，熟鐵不行，最終的結(jié)果，就是把鐵進(jìn)化成鋼，不鑄鐵炮，而是鑄造鋼炮。

    姜星火斷定道：“不要把主要精力放在改進(jìn)冶鐵爐了，從冶鐵爐上面動(dòng)腦筋應(yīng)該是不行的，因?yàn)闊o(wú)論如何改進(jìn)冶鐵爐，爐溫都不夠得到液態(tài)鋼水?！?/br>
    想要得到液態(tài)鋼水，那第一個(gè)想到的，肯定是貝塞麥轉(zhuǎn)爐法，也就是靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)液態(tài)生鐵的物理熱和生鐵內(nèi)各組分（如碳、錳、硅、磷等）與送入爐內(nèi)的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量，使金屬達(dá)到出鋼要求的成分和溫度。

    但問(wèn)題在于，方法不適用！

    現(xiàn)在大明基礎(chǔ)材料跟不上，別說(shuō)姜星火不記得，就算姜星火把貝塞麥轉(zhuǎn)爐的圖紙畫(huà)出來(lái)，也白扯。

    不是做不出來(lái)爐子，而是壓根就沒(méi)有低磷鐵！

    只要了解過(guò)一點(diǎn)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展史，都知道低磷鐵好，可哪怕是日本在進(jìn)入工業(yè)化后，所需的低磷鐵都要全部從英國(guó)和瑞典進(jìn)口，直到第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，日本都無(wú)法自產(chǎn)低磷鐵華夏哪里有低磷鐵，姜星火不知道，只能寄希望于遼東有，反正已知的大明現(xiàn)有的鐵礦，是統(tǒng)統(tǒng)都沒(méi)有的。

    為什么非得要低磷鐵？因?yàn)樨惾滈_(kāi)始試驗(yàn)的時(shí)候就用的磷、硫低而且錳高的生鐵作原料，初步成功了，改用其他生鐵時(shí)，煉得的鋼水都不行，雖然通過(guò)加鏡鐵（錳系鐵合金，是一種脫硫脫氧劑，因其斷面具有鏡面樣光輝，故稱(chēng)鏡鐵）能夠有效緩解，但最重要的，還是要低磷鐵，即便是后來(lái)英國(guó)人托馬斯發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用鹼性耐火磚砌襯時(shí)，在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中使?fàn)t渣成為高鹼性，可為鐵礦石脫磷，也就是改進(jìn)的“貝塞麥-托馬斯法”，可鐵礦石還是有嚴(yán)格的品質(zhì)要求。

    誰(shuí)都知道液態(tài)鋼具有極高的生產(chǎn)率和極低的成本，鋼質(zhì)量也優(yōu)于半固態(tài)生產(chǎn)的普德林鐵，若非如此，貝塞麥法也不會(huì)在一戰(zhàn)前后成為世界上的主要煉鋼方法，但沒(méi)有低磷鐵一切都白扯。

    事實(shí)上，隨著全球低磷鐵礦耗用殆盡，而逐漸積累起來(lái)的廢鋼又不能在貝塞麥煉鋼法中應(yīng)用，貝塞麥法就開(kāi)始逐漸衰落，最后被平爐煉鋼法所取代了。

    所以，在鐵不行的條件下，貝塞麥煉鋼法是用不了的。

    就在被否定的胡元澄有些缺乏思路的時(shí)候，姜星火卻篤定地說(shuō)道。

    “可以從煤上著手?！?/br>
    “從煤上著手？”

    這些冶鐵場(chǎng)的工匠們目瞪口呆地看著姜星火。

    這位國(guó)師大人，還真是孜孜不倦地尋找改進(jìn)的思路。

    但是這些思路，按照過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)，都是錯(cuò)誤的??！

    煤又沒(méi)有其他種類(lèi)，就算有，也得重新挖掘，能不能用還不知道呢。

    不過(guò)胡元澄倒是絲毫不覺(jué)得姜星火的思路有問(wèn)題。

    事實(shí)上，經(jīng)過(guò)剛才的失敗，他已經(jīng)意識(shí)到了，好像提高爐溫的辦法，確實(shí)不行。

    而提高爐溫不行，這路子里面就倆個(gè)主要的材料，一個(gè)是鐵，一個(gè)是煤。

    雖然不曉得國(guó)師為什么不從鐵上著手，但想來(lái)是有他的道理，只是自己沒(méi)有悟透，那么，似乎能選擇的選項(xiàng)，也就只剩下煤了。

    其實(shí)沒(méi)有磷、硫低的鐵，還有一個(gè)辦法，那就是脫硫脫磷技術(shù)，把磷、硫高的鐵，變成磷、硫低的鐵，但這個(gè)現(xiàn)在是做不到的，這科技點(diǎn)太過(guò)超前，正常要19世紀(jì)下半葉才能出現(xiàn)，姜星火也弄不出來(lái)。

    但不能給鋼材直接脫硫脫磷，從而得到低磷、硫的鋼材，倒也完全沒(méi)有低配版的辦法。

    姜星火方才就想到了，那就是焦煤煉鋼，然后單獨(dú)脫磷。

    先獲得液態(tài)鋼，然后再用笨辦法去脫磷，這樣就得到了低磷鋼。

    跟貝塞麥煉鋼法雖然途經(jīng)不同，但結(jié)果是一樣的，都能獲得低磷鋼，這就是殊途同歸。

    之前說(shuō)了，獲得鋼水，需要1600度的高溫。

    其實(shí)在姜星火前世，很少有人想過(guò)，東西方的冶鐵技術(shù)，是什么時(shí)候出現(xiàn)代差的。

    “代差”這個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)，也很簡(jiǎn)單，那就是什么時(shí)候能夠穩(wěn)定獲得1600度高溫。

    答案不難，公元1709年。

    在清帝康熙于京西暢春園之北建圓明園，賜予皇四子胤禛居住的時(shí)候，英國(guó)人亞伯拉罕達(dá)比，第一次用焦煤作為原料煉鐵，讓爐火的溫度劇烈升高，獲得了穩(wěn)定的1600度的高溫。

    從那以后，燃料上的突破就陷入了瓶頸期，為了獲得更高的爐溫，獲得更高品質(zhì)的鋼材，西方人又開(kāi)始從鼓風(fēng)器具和冶鐵爐兩方面著手，冶鐵爐的結(jié)果就是貝塞麥轉(zhuǎn)爐的出現(xiàn)，而鼓風(fēng)機(jī)則一開(kāi)始是通過(guò)畜力帶動(dòng)水車(chē)，水車(chē)帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，后來(lái)有了用于抽水的紐科門(mén)蒸汽機(jī)，就直接用蒸汽機(jī)帶動(dòng)水車(chē)了。

    焦煤煉鐵→畜力水車(chē)→蒸汽機(jī)水車(chē)

    事實(shí)上，想要完全去除或者一步脫硫脫磷姜星火不會(huì)，但只要能獲得液態(tài)鋼，脫磷的辦法還是有幾種的，難一點(diǎn)的譬如氧吹除磷、鎂還原除磷，當(dāng)然了，沒(méi)有鎂和高壓氧氣其實(shí)都無(wú)所謂，因?yàn)檫€有簡(jiǎn)單一點(diǎn)的辦法——大明現(xiàn)在總有石灰石吧？

    有石灰石，就能脫磷。

    作為石灰石的主要成分，碳酸鈣能能夠用來(lái)還原除磷的，其反應(yīng)原理是在高溫條件下，碳酸鈣和爐內(nèi)的鋼水反應(yīng)，生成二氧化碳等氣體和氧化鈣，氧化鈣再與鋼水里的磷反應(yīng)生成氣體并排出爐外。

    這種方法適用于含磷較高的鋼水，說(shuō)白了就是往鋼水里撒石灰石粉末，沒(méi)有任何技術(shù)難度，跟往水里撒面粉沒(méi)有任何本質(zhì)區(qū)別。

    有了能穩(wěn)定地低成本高效率獲得的低磷鋼材，就有了重工業(yè)大到軍艦火炮，小到車(chē)床零件的一切。

    而蒸汽機(jī)的發(fā)展，也是與煤鐵工業(yè)密不可分的，譬如蒸汽機(jī)一開(kāi)始的主要作用，就是用來(lái)給煤礦抽水和給冶鐵鼓風(fēng)，而前置科技點(diǎn)，也就是車(chē)床、鏜床等技術(shù)，卻是為了用于火炮炮管生產(chǎn)，才發(fā)明出來(lái)的。

    此前對(duì)這些零散的知識(shí)點(diǎn)始終沒(méi)有串聯(lián)起來(lái)的姜星火，在此情此景的逼迫下，終于理解了這一切。

    至此，他也拿到了開(kāi)啟第一次工業(yè)革命里重工業(yè)大門(mén)的那把最關(guān)鍵的鑰匙。

    第479章 鋼材

    這是一個(gè)技術(shù)停滯不前的年代。

    在這個(gè)年代，由于大明帝國(guó)的國(guó)土面積廣闊，人口相對(duì)稀疏，再加上路引制度導(dǎo)致陸路交通極為閉塞，這個(gè)帝國(guó)在建立之初的三十余年，一直沒(méi)有進(jìn)行有效的、大規(guī)模的技術(shù)交流，匠戶(hù)制度下不管是父死子繼還是師死徒繼，都存在著“代代留一手”的情況，有的技術(shù)留著留著就斷了傳承，這使得冶金領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展速度極其緩慢，幾乎是凝滯，甚至是倒退的狀態(tài)。

    這時(shí)候，在冶金領(lǐng)域使用最廣泛的燃料，其實(shí)就是煤炭。

    說(shuō)來(lái)很奇怪，但其實(shí)一點(diǎn)都不奇怪的一件事，那就是在這個(gè)時(shí)代，幾乎沒(méi)有人想過(guò)，煤炭還能變成什么。

    “煤炭的產(chǎn)物”這個(gè)命題，放到后世，很多人都能想到一大堆，汽油、柴油、煤油、尿素、甲醛、瀝青、塑料、合成纖維.

    但這都是第二次工業(yè)革命以后的科技產(chǎn)物了，在第一次工業(yè)革命階段，其實(shí)煤炭最重要的產(chǎn)物，就是焦煤。

    焦煤其實(shí)就是煤在隔絕空氣的條件下，加熱到一千度左右，然后經(jīng)過(guò)干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段最終制成的，這一過(guò)程叫高溫?zé)捊?，然后煉制出?lái)的焦煤主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛等有色金屬的鼓風(fēng)爐冶煉，姜星火雖然化學(xué)學(xué)的一般，但也大概記得，是起還原劑、發(fā)熱劑的作用。

    而煉鐵的高爐采用焦煤代替煤炭和木炭，為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎(chǔ)，是冶金史上的一個(gè)重大里程碑。

    但在現(xiàn)在的工匠眼里，卻完全意識(shí)不到這一點(diǎn)，原因也很簡(jiǎn)單，煤炭的主要作用就是在冶煉過(guò)程中，作為跟木炭一樣的燃料，起到給冶鐵高爐加熱的作用。

    而對(duì)于工匠來(lái)說(shuō)，他們用的煤炭的價(jià)格其實(shí)是很貴的，不能隨意浪費(fèi)，是必須要愛(ài)惜一點(diǎn)使用的，隨意給霍霍了那就太可惜了，畢竟這玩意兒比木炭要難獲得，大明南方的煤礦并不多，產(chǎn)量也不高。

    但工匠們哪知道，如果不霍霍一下，把煤炭扔進(jìn)密閉空間去干燒，是無(wú)法獲得焦炭的。

    總而言之，之所以沒(méi)人嘗試，或者有人嘗試了但是沒(méi)有傳播出來(lái)，主要原因就是煤炭對(duì)于工匠們來(lái)說(shuō)，就已經(jīng)足夠了。

    不過(guò)工匠們考慮的問(wèn)題，對(duì)姜星火來(lái)說(shuō)都不是問(wèn)題。

    這就像是對(duì)于一個(gè)家庭來(lái)說(shuō)，一袋米、一捆柴都很重要，不能輕易浪費(fèi)，但對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，如果能用這種微小的代價(jià)就嘗試出新的技術(shù)路線(xiàn)，是完全可以通過(guò)“浪費(fèi)”來(lái)試錯(cuò)的。