当诸葛亮跟方敏来到庄园外的工匠坊时,一大群工匠正围在土高炉边。
土高炉的出铁口下放置着一个巨大的陶坩埚。
从夏代开始,人们就发现用陶土、黏土、石英砂制造的坩埚能承受很高的温度。
到商周时,制造的坩埚耐火性就非常高,已经能装1150度的铜水,支撑了司母戊鼎等大型礼器的铸造。
如今汉代的坩埚更是可以承受1700度的高温,装1300度左右的铁水绰绰有馀。
此刻高炉的出铁口正源源不断地往下低落红彤彤的铁汁。
虽然上面依旧能肉眼可见看到许多杂质漂浮,但与满是杂质的海绵状的生铁比起来,简直是像纯铁。
“快,让一让,丞相和参军来了。”
“参军说得没错,用此法炼铁,真能炼出铁液,我还第一次见这铁液哩。”
“就是太热了,都不敢靠近过去,恐怕要等它凉下来才行。”
工匠们看到二人过来,纷纷让开道路。
他们一个个青铜色的皮肤,脸上布满沧桑,手上也全是老茧,多是四五十岁的年纪,此刻看向方敏的眼神满是尊敬。
古代的炼铁设备是无法把温度加到1600度,达到铁的完全熔点的,所以他们以前就是用海绵铁块锤炼。
一块铁要经过多次锻造才能把杂质清理干净,然后再次煅烧才能变成生活当中常用的熟铁。
这个方法就叫块炼法。
块炼法需要大量工匠手工捶打,以至于在唐宋大规模普及竖炉炼铁之前,不管是西晋还是南北朝时期,全国的产铁量都非常低。
如今高炉炼铁,哪怕是土法制作,没有现代工业,也已经比原始的手工锤炼强得太多。
一炉铁水,基本就相当于一个工匠几年用块炼法锤炼出来的铁了,虽然还没有再次进行脱碳处理,只是生铁,却已经非常夸张。
所以工匠们看到方敏用这个办法轻松炼制出了铁水,都投来尊敬的目光。
以后有了这高炉,他们的工作也会轻松很多。
“呼!”
方敏走到近前,一股热气扑面而来。
正是六月盛夏时节,清晨的温度虽然不高,可高炉边却象桑拿房一样炎热。
源源不断的铁水流入大坩埚内,让人只感觉汗流浃背,呼吸艰难。
但方敏还是小心翼翼靠近到坩埚边,忍受着周围可能已经六七十度的高温,离着一米多的距离,打量着坩埚里的铁水。
诸葛亮轻摇羽扇,带来丝丝凉风,可靠近到边上,凉风就变成热风了,儒雅如他,亦是额头落下汗珠。
“蒲元。”
方敏喊了一句。
蒲元凑了过来拱手道:“参军。”
“往日你们一人每日能锻造多少斤生铁?”
“回参军,我们烧制出来的铁就是生铁,捶打后得的是熟铁或者刚(钢)。”
“熟铁多少斤?”
“军中铁匠四十六人,一人一天能锻造出约二十馀斤铁,但打一天铁就手臂酸痛,需要休息几日,或者一天减少打造才能每天都打,因而一人一月往往不到一百六十斤,一年不到九万斤。”
“恩。”
方敏点点头。
他其实知道古人并不完全懂生铁和熟铁以及钢铁的区别。
古人认为生铁就是烧制后的铁,熟铁是经过捶打去杂质的铁,钢铁则是质地更好的熟铁。
因此当时一个能凭借着自身经验打造出钢材的铁匠会变得极为抢手。
但实际上生铁与熟铁的区别主要是含碳量。。
所以方敏用高炉炼制出来的铁杂质远远少于直接烧出来的海绵生铁,但因为没有进行脱碳处理,它依旧是生铁而已。
不过生铁变成熟铁倒是简单许多,用木炭再次煅烧脱碳就行。
因而这么算的话,那就是一个人一月打造出一百六十斤的熟铁,差不多四十公斤左右。
而土高炉炼铁,以平均六天出两吨生铁,再花一天时间脱碳出熟铁的话,那产量就是平均七天能产2000公斤熟铁,一月产8000公斤。
这需要两百名技术娴熟的铁匠一个月才能完成的量。
效率提升程度可见一斑。
旁边诸葛亮更是在心里默默计算了一下。
相比于方敏只是对比了一下产出,他则计算了一下整个季汉的情况。
古代熟练的铁匠非常少,因为需要不断锻造来祛除杂质,使得锻造技术出众的铁匠培养都要好几年时间。
所以目前整个季汉的铁匠数量不多,也就数百人而已。
当时东汉年产三千吨铁,曹魏那边河内冶铁基地年产铁器达50万汉斤,约相当于130吨。
受东汉末年战乱影响,工匠人口锐减,整个曹魏一年也不过千吨。
季汉这边更少,蒲元带的四十多名工匠一年才产二十三吨左右,即便他在四川多地设置冶铁工坊,一年也不过产二百馀吨罢了。
而方敏的土高炉炼铁法一个月就能产八吨。
并且由于不需要再锻造祛除杂质,效率高了很多,也不用技术娴熟的铁匠,普通人就可以。
那么以五六个人就能在几天内完成一座高炉来算,这五六个人一月产八吨。那么如果是五六十人,五六百人呢?
一月就能产八十吨,八百吨,一年下来,就能产万吨,相当于大汉峰值时期三年多的产量!
想到这里,诸葛亮比所有人都激动,胸膛不断起伏,呼吸都急促了几分。
那一瞬间他就已经想好,今天晚上回去就写奏折,向刘禅报告这个天大的喜讯。
不过他毕竟是大汉丞相,这份定力还是有,只是在旁边说了一句:“知微,恭喜你,成功了。”
方敏也笑容满面道:“虽然我已经做好了失败的打算,但第一次就成功,运气真好。”
“参军!”
蒲元也激动地说道:“参军之法,让匠人们减去了很多烧制的时间,真是国家之福呀。”
“还会减少锻造的时间呢,以后你们就不需要锻造了,专心搭建高炉冶炼就是。”
方敏长呼一口气道:“等铁水全都流出来后,你们就把锅夹在炉上,下面放置木炭继续烧制,上面用黏土附着的硬木长棍搅拌。”
“请参军放心,此事我等熟悉。”
蒲元拍着胸脯。
这其实就是炒钢法,属于比较原始的由生铁变成熟铁甚至是钢的方式。
只是汉代由于加热程度不够,无法把铁融化成铁水,使得搅拌的时候就是一团类似于面团一样的半熔融状态。
铁团很难加大氧化脱碳面积,一锅生铁需要炒很久才会变成熟铁。
而方敏用的高炉其实就是增加了温度,通过氧化还原反应,把铁融成了纯铁水,驱除杂质的同时更方便搅拌。
所以同样是炒钢法,汉代可能要好几天甚至个把月才能炒出熟铁或者钢,他却只要十个小时。
归根到底,技术原理其实是差不多的,只是汉代技术缺少提高温度以及氧化还原的方式,导致他们炼铁的难度大幅度增加了而已。
“既然证明了我做的高炉可以产出铁水,那就趁热打铁,继续建造高炉,与炒制熟铁同步进行。”
方敏随后下达命令道:“大家行动起来,多建造高炉。等晚上产出的生铁水出来后,就与炒过的熟铁水倒在一起,如此就是钢!不过大家小心,铁水很烫,注意防护。”
“快快快!”
蒲元连忙招呼众人开始干活。
由于第一次有方敏指导后有了经验,大概上午他们就很快搭建了第二个高炉。。
光用来装铁汁的坩埚就用了十多个。
最让方敏佩服的是工匠们,他们仅用麻布手套就直接抓坩埚的埚耳,提着上百斤重的坩埚放到灶台上。
一双双布满老茧的无情铁手搬运着每一只坩埚,很快工匠坊就架起十多个炉子开始炒钢。
工匠们站在灶台上,用大约一米多长的硬木棍开始不断搅拌着滚烫的铁水,看得远处的方敏心惊肉跳。
“太危险了。”
见工匠们近距离接触铁水,方敏忍不住说道:“还是得想办法加长一下他们的安全距离。”
诸葛亮思索道:“可以做一架交叉的木梯,人坐在高处,离铁锅两丈开外,用一根三丈长的木棍搅拌即可。”
“人字梯?”
方敏诧异地看着诸葛亮,他思维转得真快。
“后世就有吗?”
“有的。”
“那就让人做出来。”
诸葛亮笑了笑,找来蒲元让他安排木匠去做,并且特意嘱咐用钉子。
听到诸葛亮居然细心地让他们用钉子,方敏忍不住说道:“果然,这才是我心目当中的好丞相。”
诸葛亮轻摇羽扇道:“我也只是担心他们的安全罢了。”
“都是勤劳的劳动人民呀。”
方敏看着工匠们挥汗如雨地卖力干活,说道:“除了这些以外,我觉得是不是得涨一下薪俸?”
“知微?”
“恩?”
“你忘记了我之前说过的吗?”
“什么话?”
“那时在堂上那句。”
诸葛亮转过头,对着他露出璨烂的笑容:“在此期间,你之令就是我之令,你之言就是我之言,想做什么,放手去做,无需问我!”
“好。”
方敏也笑了起来。
这种被人无条件信任的感觉。
真的很舒服。