第25章 炒钢的谎言
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从温度上说,炼钢比烧玻璃要容易。炼钢是每个穿越者绕不过去的环节,不妨考虑考虑踏踏实实地炼钢造枪炮。
后世把钢铁按含碳量分成三类:
含碳量小于0.2%的叫做纯铁,熔点是1538°C。纯铁很软,订书机的钉子就是纯铁,用指甲就可以掰弯;
含碳量在0.2%至2.1%的叫做钢,随着碳含量的增加,钢熔点会下降。当含碳量为1%时,熔点降为1470℃;碳含量为2.1%时,熔点为1380℃,所以炼钢的炉子必须能达到最低1380°C。含碳量在这个区间内,钢会产生独特的内部结晶,所以钢性能优异,造枪造炮杀人越货最好不过。
含碳量高于2.1%的叫做铸铁,熔点最高是1375℃,而当含碳量为4.27%或更高时,熔点降为1148℃。铸铁的结晶和钢完全是两回事。铸铁硬而脆,不适合做武器。经常有故事说一家人要分离,老人拿出家里的铸铁锅,一块石头下去就把铸铁打破成几块,然后兄弟几个一人一块,几百年后同一家族就分成了锅沿、锅邦、锅底几个分支——可见铸铁有多脆!
木炭燃烧的温度,在供氧充分的情况下,只能达到1000℃到1100℃,如果加上特别设计的保温炉子,最高极限就是1200℃。所以木炭炉子不管怎么折腾,炼出来的只能是铸铁。
想升高温度,就必须使用煤炭、燃气等能量密度大的燃料。
遗憾的是,中国的煤含硫量太高,不管是直接炼铁,还是炼成焦再炼铁,都会导致铁中的含硫量增加,造成热脆性——看上去红红软软的铁块,一锤子下去就象玻璃一样碎成渣渣了,根本就是废铁。
煤炭的脱硫技术太复杂,复杂到孙一根本看不懂。所以孙一只能转而求其次,先炼铸铁,再想办法把铸铁变成钢。
传说中,把铸铁变成钢有三种办法:炒钢、灌钢、百炼钢。
炒钢在后世被许多人追捧,比如某文对炒钢的介绍:“炒钢是将生铁加热到1150~1200℃以上时,在熔池中搅拌,使其中所含的碳氧化,氧化完全则成为熟铁或低碳钢;在脱碳不完全时终止炒炼而得到的是中碳钢或高碳钢,然后出炉锻打成器。中国汉代炒钢技术的发明,是炼钢史上的一次革命,比欧洲早1800多年。”
多么伟大的发明!
只要在1150~1200℃以上的熔池中搅拌就能得到低碳钢、中碳钢、高碳钢!
叫宝钢、鞍钢的专家情何以堪!明朝人露天挖个池子就能解决的事,被他们搞得那么复杂!
叫1958年大炼钢铁的所有人情何以堪!明朝人露天挖个池子就能解决的事,新中国几亿人都想不到!
——逻辑很残酷,炒钢和宝钢,只能有一个是对的,剩下的另一个就是骗人的。
哪个钢在骗人,用脚趾头也能想明白!
宣扬炒钢法的人,无知、无畏且无耻!
1150~1200℃,你再搅拌也是铸铁!——无知。
追捧“炒钢法”的人公认对炒钢介绍最详细的是明朝的《天工开物》,并有插图为证。
实际上,《天工开物》原文中根本没有“炒钢”的字样,文字描述和插图画的都是造“熟铁”!
铁分生熟,是东方特有的分类。《天工开物》记载“凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟”,然后详细平实地介绍了“炒熟铁”的办法:在炉口直接凝固得到的铁锭是生铁,用柳木棍搅拌一下、同时撒入干的污泥粉,再凝固的铁锭就是熟铁。
古代的“生铁”实际上是“白口铸铁”,这点是没有任何异议的。
古代的“熟铁”,其实还是铸铁!
“白口铸铁”在熔池内用柳木棍搅拌——混入柳木棍的碳,再撒入泥粉——混入泥巴中的硅,硅有助于碳以石墨的形态存在,形成的“熟铁”,其实就是增加了韧性的“石墨铸铁”。
由于不知道从什么时候开始,字典上“熟铁”一词的定义变成了“熟铁是含碳量小于0.02%的铁合金碳钢,又称纯铁”,所以就有含碳量大于2%的生铁经“搅拌”变成含碳量小于0.2%的纯铁,所以搅拌一半当然就是含碳量在此之间的钢,这种匪夷所思的逻辑。——很无畏地偷换了熟铁的概念。
于是有人就发明了“炒钢法”,然后不容质疑地鼓吹。——非常非常无耻。
事实上,查阅任何一本古书,都没有“炒钢”两个字。“炒钢”这个词,也是后世“发明”的。
灌钢,又叫团钢,其过程是把古代的“生铁”和“熟铁”混在一起,古人称之为钢。
——两种铸铁,你再怎么混和,得到只能是铸铁!
北宋,沈括的《梦溪笔谈》中明确指出:
“世间锻铁所谓钢铁者,用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,泥封炼之,锻令相入,谓之“团钢”,亦谓之“灌钢”。此乃伪钢耳,暂假生铁以为坚,二三炼则生铁自熟,仍是柔铁。然而天下莫以为非者,盖未识真钢耳。”
翻译成白话就是:
“世上锻铁所称的钢铁,是先把柔铁弯曲盘卷起来,又将生铁陷入其中,然后用泥包裹好加以烧炼,炼好后再加锻打,使柔铁和生铁互相掺杂渗透,这样锻炼出来的钢就称为“团钢”,也叫“灌钢”。这其实是一种假钢,只不过暂时借生铁提高硬度,经过两三次烧炼之后,生铁自然变熟,则得到的还是柔铁。然而天下人都不以为这办法有什么不对,兴许是因为不知道什么是真钢。”
里面有关键的描述:灌钢在二三次加热之后,会失去“钢”性,回复成柔铁。“灌钢”的鼓吹者从来不会提这段话。
孙一确信,用这种“灌钢”造枪,绝对会炸膛!
沈括在文中紧接着描述了真正的钢——百炼钢。
“余出使至磁州锻坊,观炼铁,方识真钢。凡铁之有钢者,如面中有筋,濯尽柔面,则面筋乃见。炼钢亦然,但取精铁,锻之百余火,每锻称之,一锻一轻,至累锻而斤两不减,则纯钢也,虽百炼不耗矣。此乃铁之精纯者,其色清明,磨莹之,则黯黯然青且黑,与常铁迥异。亦有炼之至尽而全无钢者,皆系地之所产。”
翻译成白话就是:
“我出使到磁州的锻坊看炼铁,才知道什么是真钢。凡是铁里面含有钢的,如同小麦面粉和成的面团里头有面筋,把面团的软面洗干净了,才会见到面筋。炼钢也是这样,只取精铁,锻炼百余火,每次锻打都称重,锻一回轻一回,直到屡次锻打而斤两不减,那就是纯钢了,即使炼上百次也不会再有损耗。这是最精纯的铁,其色看上去清澈有光亮,而磨光之后又显得暗暗的,青而且黑,和普通的铁迥然不同。也有铁炼尽了而全无钢的,这都和铁的产地有关系。”
百炼钢的原料一定要是“精铁”,可惜沈括没有讲明什么才是“精铁”。
西方有一种类似的炼钢法叫“块炼法”。在炉温仅1000℃上下的炉口收集烧红的块状铁疙瘩,反复敲打,一直把铁疙瘩中的杂质和炭含量敲到钢的程度。
从逻辑上推导,沈括的“精铁”就是西方“块炼法”中的铁疙瘩。
为什么要加个“精”呢?
因为中国的普通铁矿石琉含量比较高,在炉口直接收集的普通铁疙瘩因为热脆性会经不起锻打。正所谓“恨铁不成钢”。
所以要一定精选上好的铁疙瘩才行。
——总之,炼铁也没有捷径,老老实实地抡大锤才是唯一正途。
————————
参考资料(与情节无关,不感兴趣的读者可跳过)
《天工开物》有关“炒钢”、“灌钢”的原文
凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟。生熟相和,炼成则钢。凡铁炉用盐做造,和泥砌成。其炉多傍山穴为之,或用巨木匡围,朔造盐泥,穷月之力不容造次。盐泥有罅,尽弃全功。凡铁一炉载土二千余斤,或用硬木柴,或用煤炭,或用木炭,南北各从利便。扇炉风箱必用四人、六人带拽。土化成铁之后,从炉腰孔流出。炉孔先用泥塞。每旦昼六时,一时出铁一陀。既出即叉泥塞,鼓风再熔。
凡造生铁为冶铸用者,就此流成长条、圆块,范内取用。
若造熟铁,则生铁流出时相连数尺内,低下数寸筑一方塘,短墙抵之。其铁流入塘内,数人执持柳木棍排立墙上,先以污潮泥晒干,舂筛细罗如面,一人疾手撒扌艳,众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。其柳棍每炒一次,烧折二三寸,再用则又更之。炒过稍冷之时,或有就塘内斩划成方块者,或有提出挥椎打圆后货者。若济阳诸冶,不知出此也。
凡钢铁炼法,用熟铁打成薄片如指头阔,长寸半许,以铁片束尖紧,生铁安置其上,(广南生铁名堕子生钢者妙甚。)又用破草履盖其上,(粘带泥土者,故不速化。)泥涂其底下。洪炉鼓鞲,火力到时,生钢先化,渗淋熟铁之中,两情投合,取出加锤。再炼再锤,不一而足。俗名团钢,亦曰灌钢者是也。
凡倭夷刀剑有百炼精纯、置日光檐下则满室辉曜者,不用生熟相和炼,又名此钢为下乘云。夷人又有以地溲淬刀剑者,(地溲乃石脑油之类,不产中国。)云钢可切玉,亦末之见也。凡铁内有硬处不可打者名铁核,以香油涂之即散。凡产铁之阴,其阳出慈石,第有数处不尽然也。
从温度上说,炼钢比烧玻璃要容易。炼钢是每个穿越者绕不过去的环节,不妨考虑考虑踏踏实实地炼钢造枪炮。
后世把钢铁按含碳量分成三类:
含碳量小于0.2%的叫做纯铁,熔点是1538°C。纯铁很软,订书机的钉子就是纯铁,用指甲就可以掰弯;
含碳量在0.2%至2.1%的叫做钢,随着碳含量的增加,钢熔点会下降。当含碳量为1%时,熔点降为1470℃;碳含量为2.1%时,熔点为1380℃,所以炼钢的炉子必须能达到最低1380°C。含碳量在这个区间内,钢会产生独特的内部结晶,所以钢性能优异,造枪造炮杀人越货最好不过。
含碳量高于2.1%的叫做铸铁,熔点最高是1375℃,而当含碳量为4.27%或更高时,熔点降为1148℃。铸铁的结晶和钢完全是两回事。铸铁硬而脆,不适合做武器。经常有故事说一家人要分离,老人拿出家里的铸铁锅,一块石头下去就把铸铁打破成几块,然后兄弟几个一人一块,几百年后同一家族就分成了锅沿、锅邦、锅底几个分支——可见铸铁有多脆!
木炭燃烧的温度,在供氧充分的情况下,只能达到1000℃到1100℃,如果加上特别设计的保温炉子,最高极限就是1200℃。所以木炭炉子不管怎么折腾,炼出来的只能是铸铁。
想升高温度,就必须使用煤炭、燃气等能量密度大的燃料。
遗憾的是,中国的煤含硫量太高,不管是直接炼铁,还是炼成焦再炼铁,都会导致铁中的含硫量增加,造成热脆性——看上去红红软软的铁块,一锤子下去就象玻璃一样碎成渣渣了,根本就是废铁。
煤炭的脱硫技术太复杂,复杂到孙一根本看不懂。所以孙一只能转而求其次,先炼铸铁,再想办法把铸铁变成钢。
传说中,把铸铁变成钢有三种办法:炒钢、灌钢、百炼钢。
炒钢在后世被许多人追捧,比如某文对炒钢的介绍:“炒钢是将生铁加热到1150~1200℃以上时,在熔池中搅拌,使其中所含的碳氧化,氧化完全则成为熟铁或低碳钢;在脱碳不完全时终止炒炼而得到的是中碳钢或高碳钢,然后出炉锻打成器。中国汉代炒钢技术的发明,是炼钢史上的一次革命,比欧洲早1800多年。”
多么伟大的发明!
只要在1150~1200℃以上的熔池中搅拌就能得到低碳钢、中碳钢、高碳钢!
叫宝钢、鞍钢的专家情何以堪!明朝人露天挖个池子就能解决的事,被他们搞得那么复杂!
叫1958年大炼钢铁的所有人情何以堪!明朝人露天挖个池子就能解决的事,新中国几亿人都想不到!
——逻辑很残酷,炒钢和宝钢,只能有一个是对的,剩下的另一个就是骗人的。
哪个钢在骗人,用脚趾头也能想明白!
宣扬炒钢法的人,无知、无畏且无耻!
1150~1200℃,你再搅拌也是铸铁!——无知。
追捧“炒钢法”的人公认对炒钢介绍最详细的是明朝的《天工开物》,并有插图为证。
实际上,《天工开物》原文中根本没有“炒钢”的字样,文字描述和插图画的都是造“熟铁”!
铁分生熟,是东方特有的分类。《天工开物》记载“凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟”,然后详细平实地介绍了“炒熟铁”的办法:在炉口直接凝固得到的铁锭是生铁,用柳木棍搅拌一下、同时撒入干的污泥粉,再凝固的铁锭就是熟铁。
古代的“生铁”实际上是“白口铸铁”,这点是没有任何异议的。
古代的“熟铁”,其实还是铸铁!
“白口铸铁”在熔池内用柳木棍搅拌——混入柳木棍的碳,再撒入泥粉——混入泥巴中的硅,硅有助于碳以石墨的形态存在,形成的“熟铁”,其实就是增加了韧性的“石墨铸铁”。
由于不知道从什么时候开始,字典上“熟铁”一词的定义变成了“熟铁是含碳量小于0.02%的铁合金碳钢,又称纯铁”,所以就有含碳量大于2%的生铁经“搅拌”变成含碳量小于0.2%的纯铁,所以搅拌一半当然就是含碳量在此之间的钢,这种匪夷所思的逻辑。——很无畏地偷换了熟铁的概念。
于是有人就发明了“炒钢法”,然后不容质疑地鼓吹。——非常非常无耻。
事实上,查阅任何一本古书,都没有“炒钢”两个字。“炒钢”这个词,也是后世“发明”的。
灌钢,又叫团钢,其过程是把古代的“生铁”和“熟铁”混在一起,古人称之为钢。
——两种铸铁,你再怎么混和,得到只能是铸铁!
北宋,沈括的《梦溪笔谈》中明确指出:
“世间锻铁所谓钢铁者,用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,泥封炼之,锻令相入,谓之“团钢”,亦谓之“灌钢”。此乃伪钢耳,暂假生铁以为坚,二三炼则生铁自熟,仍是柔铁。然而天下莫以为非者,盖未识真钢耳。”
翻译成白话就是:
“世上锻铁所称的钢铁,是先把柔铁弯曲盘卷起来,又将生铁陷入其中,然后用泥包裹好加以烧炼,炼好后再加锻打,使柔铁和生铁互相掺杂渗透,这样锻炼出来的钢就称为“团钢”,也叫“灌钢”。这其实是一种假钢,只不过暂时借生铁提高硬度,经过两三次烧炼之后,生铁自然变熟,则得到的还是柔铁。然而天下人都不以为这办法有什么不对,兴许是因为不知道什么是真钢。”
里面有关键的描述:灌钢在二三次加热之后,会失去“钢”性,回复成柔铁。“灌钢”的鼓吹者从来不会提这段话。
孙一确信,用这种“灌钢”造枪,绝对会炸膛!
沈括在文中紧接着描述了真正的钢——百炼钢。
“余出使至磁州锻坊,观炼铁,方识真钢。凡铁之有钢者,如面中有筋,濯尽柔面,则面筋乃见。炼钢亦然,但取精铁,锻之百余火,每锻称之,一锻一轻,至累锻而斤两不减,则纯钢也,虽百炼不耗矣。此乃铁之精纯者,其色清明,磨莹之,则黯黯然青且黑,与常铁迥异。亦有炼之至尽而全无钢者,皆系地之所产。”
翻译成白话就是:
“我出使到磁州的锻坊看炼铁,才知道什么是真钢。凡是铁里面含有钢的,如同小麦面粉和成的面团里头有面筋,把面团的软面洗干净了,才会见到面筋。炼钢也是这样,只取精铁,锻炼百余火,每次锻打都称重,锻一回轻一回,直到屡次锻打而斤两不减,那就是纯钢了,即使炼上百次也不会再有损耗。这是最精纯的铁,其色看上去清澈有光亮,而磨光之后又显得暗暗的,青而且黑,和普通的铁迥然不同。也有铁炼尽了而全无钢的,这都和铁的产地有关系。”
百炼钢的原料一定要是“精铁”,可惜沈括没有讲明什么才是“精铁”。
西方有一种类似的炼钢法叫“块炼法”。在炉温仅1000℃上下的炉口收集烧红的块状铁疙瘩,反复敲打,一直把铁疙瘩中的杂质和炭含量敲到钢的程度。
从逻辑上推导,沈括的“精铁”就是西方“块炼法”中的铁疙瘩。
为什么要加个“精”呢?
因为中国的普通铁矿石琉含量比较高,在炉口直接收集的普通铁疙瘩因为热脆性会经不起锻打。正所谓“恨铁不成钢”。
所以要一定精选上好的铁疙瘩才行。
——总之,炼铁也没有捷径,老老实实地抡大锤才是唯一正途。
————————
参考资料(与情节无关,不感兴趣的读者可跳过)
《天工开物》有关“炒钢”、“灌钢”的原文
凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟。生熟相和,炼成则钢。凡铁炉用盐做造,和泥砌成。其炉多傍山穴为之,或用巨木匡围,朔造盐泥,穷月之力不容造次。盐泥有罅,尽弃全功。凡铁一炉载土二千余斤,或用硬木柴,或用煤炭,或用木炭,南北各从利便。扇炉风箱必用四人、六人带拽。土化成铁之后,从炉腰孔流出。炉孔先用泥塞。每旦昼六时,一时出铁一陀。既出即叉泥塞,鼓风再熔。
凡造生铁为冶铸用者,就此流成长条、圆块,范内取用。
若造熟铁,则生铁流出时相连数尺内,低下数寸筑一方塘,短墙抵之。其铁流入塘内,数人执持柳木棍排立墙上,先以污潮泥晒干,舂筛细罗如面,一人疾手撒扌艳,众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。其柳棍每炒一次,烧折二三寸,再用则又更之。炒过稍冷之时,或有就塘内斩划成方块者,或有提出挥椎打圆后货者。若济阳诸冶,不知出此也。
凡钢铁炼法,用熟铁打成薄片如指头阔,长寸半许,以铁片束尖紧,生铁安置其上,(广南生铁名堕子生钢者妙甚。)又用破草履盖其上,(粘带泥土者,故不速化。)泥涂其底下。洪炉鼓鞲,火力到时,生钢先化,渗淋熟铁之中,两情投合,取出加锤。再炼再锤,不一而足。俗名团钢,亦曰灌钢者是也。
凡倭夷刀剑有百炼精纯、置日光檐下则满室辉曜者,不用生熟相和炼,又名此钢为下乘云。夷人又有以地溲淬刀剑者,(地溲乃石脑油之类,不产中国。)云钢可切玉,亦末之见也。凡铁内有硬处不可打者名铁核,以香油涂之即散。凡产铁之阴,其阳出慈石,第有数处不尽然也。