第四百七十七章 煤铁

第477章  煤铁

    当然了，钢材品质和玻璃品质提升的这个问题也并不容易解决，不是一座矿脉就能攻克的。

    在这个时代，冶炼工艺已经很成熟，但是要让钢铁更加结实耐用，依然有不少的难关。

    如果没有姜星火的干预，随着时间的推移，再过一百多年，来到明朝中后期，华夏传统灌钢法即将抵达其技术巅峰，也就是生铁覆盖法和生铁浇淋法（即苏钢）将会被发明出来。

    但灌钢法抵达巅峰，也并非是钢铁行业走入近代工业的最后一道门槛。

    因为想要把钼等元素像是轻松混合各种药剂的巫师一样进行自由搭配，就需要掌握治炼液态钢水的技术，只有将钢加热到液态，才能自由且精确地控制其中的碳与其他元素的比例，百锻钢、灌钢，甚至熟铁渗碳钢等都是不可能做到精确调控的。

    而冶炼液态钢水，这就需要转炉炼钢法的出现了。

    在没有转炉炼钢法之前，想要进行附魔，只能走日本人的那条效率奇低的路子。

    为什么日本武士刀虽然质量高，但质量却并不统一？这就是因为武士刀的锻造虽然基本都使用了日本独有的“踏鞴式”低温炼钢法，但不仅人工水平不一样，原材料也不一样。

    从原材料的角度讲，日本人用的是他们口中成分较为特殊的如“赤目”、“真砂”等铁砂，但说白了，就是不同地区的铁矿里不同的伴生矿，属于是开盲盒式的概率附魔，能得出什么品质，全看伴生的是镍、铬、钼、钴里的哪种元素。

    “赤目”、“真砂”这些铁砂，因为其中所含杂质比较多，在华夏这种人口众多追求军备武器制式统一的国家，是基本不使用的，因为冶炼起来很麻烦，效率很低，武士刀钢材的出钢率是很低的，一般需要25-30吨的原材料，才能出1吨武士刀钢材，没什么性价比可言。

    但从人工水平上来讲，由于日本人只有这玩意，也不怕麻烦，反而是尽力去挖掘其潜力，别说，还真挖出来了，那就是可以将不同材料用于不同部位，然后进行折叠锻打成刀折叠锻打这个过程，其实就是含碳量变化的过程，但这在古代并非是一个可以量化的工作，因为工匠在此过程中看到不是最终的结果，最后还要淬火才能得到最终结果，所以此前的步骤只能依靠工匠的经验，故此在日本想要成为合格的锻刀师，需要长时间的锻造经验，基本没法像大明一样搞制式装备。

    但不管怎样，哪怕是用手工的土办法给火炮炮管打造特殊钢材，用来部分取代现在的铜炮，这座疑似伴生辉钼矿，也是很有价值的。

    姜星火记忆里，华夏的辉钼矿似乎主要集中在赣南和东北两地，南京的汤山里有伴生矿，倒是真的没什么印象，但既然已经引起了他的注意力，那就要仔细探究一下了。….

    叶宗行随即命令矿工将这矿洞挖深，以便大致估算矿坑中的各种矿物的储量和比例。

    在等待的时间里，姜星火也在想，他不知道自己的运气怎么就突然好了一点，但从不断传来的报告来看，他确实捡到宝了，他现在唯一担心的，是这辉钼矿会不会只是少量发掘出来的，如果是的话，那么开采价值就不大了。

    不过这个问题随后就证明不用担心了。

    事实上，姜星火不知道的是，辉钼矿的成因产状主要是高、中温热液成因的，其矿床与酸性岩在成因上有关，后世的矿物学家们认为，具有工业价值的辉钼矿床大都与地下的热液体有关，在石英脉或石英化的岩石中分布最广。

    为什么汤山有温泉？自然是因为地底下还有没冷掉的岩浆，会不停的冒出热气，热气很集中再加上有缝隙的含水岩层因为热变成了高温的热水，而且还会伴随有蒸气，因此形成了天然温泉。

    但同样，汤山的地下热液体，在漫长的时间里，也促进了辉钼矿的产生。

    每个大型的矿场，矿道里都会有大大小小的矿脉分支与矿道交织，如果这个矿洞是新近开凿的，那么其矿物分布由于分层不均的原因，只靠一个矿洞是没法完全确定的，充满了偶然性，但因为没有被人挖走，是可以通过相邻的矿洞并列进行挖掘，来确定这片区域的整体矿物分布的。

    这个消息传出去后，虽然众人不知道这到底是什么，有什么用，但却让所有矿工都振奋异常，因为他们知道这对于他们来说，绝对是来大活了。

    汤山矿场待遇很不错，如今有了稀有矿脉，就算看守的森严，他们偷不出去没法变卖，但矿场挣钱多，他们也有了长期的生计，想来努力干活，就足够他们养活一家老小了。

    姜星火虽然心里还有些没底，但也能理解这群矿工的喜悦，毕竟对他们来说，挖什么都是挖，但若是矿脉珍稀，那他们收入提升的概率也要高一些，或许对达官贵人来说这一丝希望无所谓，但对于这些底层的穷苦老百姓来讲，任谁都难免激动。

    “叶主事，这次的矿洞，前头光靠人刨，怕是短时间内探不明白了，你看我们该怎么处理？”

    这时候工部有工匠来汇报，叶宗行继而向姜星火请示。

    姜星火沉吟了片刻说：“首先要确定还能不能继续炸，如果炸药会有导致矿洞坍塌的危险，那就还是人工刨，其次，看看这条矿脉是否有别的入口更好挖掘，如果有别的入口，那么它距离这个矿洞的位置有多远，这些情况都需要查清楚，不能贸然去炸。”

    叶宗行点了点头，亲自下矿洞去查看情况，看看里面适不适合定向爆破，出来又在外面其他开掘的小矿洞一并看了看，心里算是大约有了谱。….

    “国师。”叶宗行皱眉思考片刻，“我想我们还是应该尝试一下。”

    姜星火望着他：“你有把握？别为了今天给我看成果冒险，等几天人工刨也无妨的，若是因此害了矿工性命，那便不值当了。”

    叶宗行笑笑说道：“有，而且肯定没有危险，只要做好周密的准备，我想一定可行。”

    如果论定点爆破的经验，叶宗行肯定是这个世界上经验最丰富的工程师了，光是在江南，就炸过无数的水坝、河床，在安南还炸过关墙和城墙，而且非常善于总结和反思，可谓是青出于蓝而胜于蓝因此，虽然叶宗行是自己教出来的，在这件事情上，姜星火还是愿意选择相信他的判断，而不是自己的。

    “国师，我打算用中深孔爆破.”

    叶宗行当即把自己制定的计划说给了姜星火听，他的方案非常简洁，就像是一名战场经验丰富的老兵，指挥手下新兵蛋子打仗的套路一样。

    在煤矿开采的过程中，随着开采深度的不断延伸，需要不断的掘进，在掘进的过程中就需要有巷道的支撑，在巷道的挖掘过程中爆破技术是最快、最有效的方法，而这里，跟爆破水坝和城墙不同，中深孔爆破技术是最好用的。

    因为中深孔爆破技术在爆破过程中岩石的破碎效果好，减少了爆破飞石，而且石块的大小基本都符合工程的要求，很少出现超出规格的大石块，运输起来不费劲，按照叶宗行的方案，每爆破一次后，都等待一定时间，如果矿洞没有任何垮塌迹象，那就用大量木框进行固定，然后撤出搬运土石的人手，继续爆破作业，如此反复总的来说，就是炸药开路，然后运土，方案非常稳妥，并且安全性很高，就是有点费钱。

    而且中深孔爆破还有一个优点，那就是定向推进的效果，比其他方式要好，爆堆集中又具有一定的松散度，炸开的坑洞便于运输矿石。

    当然了，这同样也意味着，技术细节的要求都比较高，一般人是玩不来的。

    姜星火倒也不急着回去，因此听完之后微微颔首道:“不错，就按照你说的办吧，但是，万一有风吹草动，那么就立即撤回来，不管有什么损失，都比丢了小命强。”

    “放心吧国师，不会拿矿工的命开玩笑的，更何况我的手艺您又不是不知道，这个山体结构撑得住连续爆破，而且，咱们的人手也够用，足够轮流运送土石。”

    叶宗行转身离去，姜星火忽然叫住了他：“知行。”

    “国师？”

    “伱是我的弟子.自己也要注意安全。”

    “好！”

    一脸黑黢黢的叶宗行咧嘴一笑，露出了一口白牙。

    叶宗行把工部的工匠们都召集了起来，这些人都是玩火药的老手，此时倒也没什么紧张的。

    “还是老规矩，先说注意点，然后分工。”….

    叶宗行沉稳简洁地说道：“每个炸药包之间的距离，还有抵抗线的确定，要看具体的岩石的坚硬程度，这个不消多说，你们都是老手，我要说的是，第一，塞炸药包的钻眼不能马虎，要按标准做，不然起爆效果保证不了；第二，在往炸药包里装药时，要控制好火药量，而且火药分布一定要均匀；第三，所有炸药包都用两根导爆索，起爆的时候按不同的深度控制好不同的导爆索长短，确保在同时起爆的过程中，分出前后微小的间隙，都明白了吗？”

    “明白！”

    工匠们齐齐说道。

    叶宗行眯了眯眼睛：“既然都这么有信心，那么接下来，我们就按照计划执行，老李，你们三个负责守住出入口，还有后续运输土石和木框，老刘，你们五个负责爆破，老孙你和老黄负责监视山体的情况，其他人跟我在爆破等待时间结束后进入矿洞内部勘察情况，尽快弄清楚矿脉里的具体分布，如何？”

    “好的。”

    “我没意见！”

    “.”

    “嗯。”叶宗行满意地点了点头，“那么现在立刻开始吧。”

    众人纷纷散去，开始忙碌起来。

    第一轮起爆很顺利，土石的运输也很方便，因为采用的微差起爆技术虽然比较原始，也没有什么遥控爆炸，还是靠双导爆索来进行，但前面起爆的炸药包能通过应力波叠加，使岩石进一步破碎，为后起爆的炸药包提供新的自由面.用俗话说就是趟出条路，可以有效减少岩石阻力，而且这种方法也能让周围被炸出来的土石有水平方向的移动，在爆炸过程中相互碰撞，使已经产生微小裂隙的岩块进一步解体破碎，因此土石的松散度就比较好，清理运输起来方便。

    但还是不可避免地出现了不算意外中的意外。

    ——矿洞里出现了水渍。

    汤山本来就附近有温泉，山体深处的岩层里有水，再正常不过了，但对于需要精准起爆的爆破来说，却非常要命。

    因为水渍，会极大地影响火药爆破，而且有可能导致负向的连锁反应。

    “走，我去看看。”

    叶宗行心头一沉，但还是镇定地说道。

    矿井里的光线本来就不太好，又因为这段时日连续刮风，导致矿井中更显昏暗阴冷。

    但叶宗行却丝毫不惧，他戴着细棉布的面罩和手套，背着个包囊，腰间挂着工具，手里拿着一盏灯，迈步踏入了漆黑的矿道。

    叶宗行对这片矿脉并未太熟悉，而且这里情况多变，仅凭记忆或常识是无法精确判断的，所以必须要亲自去看看。

    叶宗行顺着矿道往深处走，一直到了大约几百步的地方，空气越发的闷热起来，他感受到了极度压抑的环境，矿洞的温度已经逼近了人体承受的上限，没有了一开始的阴冷，反而变成了湿热。….

    这种感觉，跟泡温泉差不多，叶宗行的额角冒出了汗珠，但脚步并未停止，仍旧在坚定地向前走着。

    这里距离矿洞入口已经非常远了，矿洞中除了他们一行人之外，再无他人，而且他还听到了矿洞深处隐约传来的异响，像是某种虫鸣，令人闻之尾椎骨都发颤。  矿道的宽度其实并不算窄，但是矿壁很硬，并且非常低矮，到了最后一段路，叶宗行必须紧贴在墙壁上俯身前行才行，否则很容易被碰到头。

    这里的一切都是新鲜的，周围是用来稳定矿道的木框，通风的竖井还没打出来，呼吸有些困难，但还有风的流动。

    这条矿道很深，一直往前延伸着，叶宗行等人在里面跋涉了好一会儿，才看到了尽头。

    矿道尽头是一片开阔地，地面上铺满了黑色的矿石碎片，而在这里的岩壁上，确实有水渍。

    “难办了”一名工匠的神情有些凝重。

    如果积水多，即便现在没有蒸汽机，也可以人工抽走，慢慢弄就是了，最怕的就是这种有水渍，但又没积水的情况。

    “叶主事，怎么办？”

    叶宗行想了想他之前在江南湿润地区遇到的这种问题，但还是有些不敢确定，于是说道：“先钻孔。”

    几人顶着高温高湿，在岩壁上钻出了塞炸药包的钻眼，叶宗行用自己手指试了试，随后又用随身携带的，绑着棉纱的竹竿试了试。

    “还行，能弄干净。”

    叶宗行沉吟片刻，声音透过面罩，嗡里嗡气地说道：“用棉纱杆子给里面弄干净，然后拆分炸药包，药量不变，但是钻深孔，拆成两个包，两个包之间用细砂堵塞。”

    堵塞段用细砂堵塞，跟野外自制过滤水装置的原理差不多，是因为这玩意能起到简易滤水器的作用，可以将堵塞段的水挤出，又增加了填塞段的密度。

    “立即进行钻孔和装药、填塞工作。”

    随后，第二轮起爆顺利完成，如此循环往复，经过了四轮起爆，终于可以确定了汤山煤矿里，确实含有数量不少的伴生辉钼矿，而不是偶发性的小规模矿。

    在辉铂矿被爆破挖掘的时候，其他人都离得远远的，只有姜星火蹲在矿坑边不远处，拿着放大镜仔细地看着那一堆堆运出来的矿物质。

    工业革命，重工业部门里，最重要的就是煤铁两个部门，如今算是在他亲手的打造下，开始向着全新的方向前行了。

    “确实是挖到了一座辉钼矿啊，真是意外之喜。”

    姜星火虽然不知道具体有多少吨，但大概估摸着，数量在进入初步工业化的时期，肯定是够用了。

    事实上，这些都是在后世被发现的，但由于时代不同了，在以前还算是稀缺资源，年产量十几吨、几十吨的辉钼矿，侵略者都会大力掠夺，但在后世被发现的时候，已经有其他规模更大的矿替代了，所以这座小伴生矿，并不为人所知。….

    当然，现在这些都属于姜星火了。

    提升钢材性能，还需要一系列的配套技术，但辉钼矿这玩意儿，不止是用来铸造钢铁，用来给玻璃制造提升质量，是现在就可以用的。

    而且，在姜星火看来，如果不用在玻璃制造上，辉钼矿也完全可以当作一种稀缺的金属资源，以后专门用于兵器材料的升级改造，继而对其他国家形成技术无法复刻的技术代差。

    因为钼的熔点很高，在自然界单质中名列第六，被称作难熔金属，以现在世界各国的冶金水平，只能通过日本的那种锻打方式来间接使用，想要直接熔化，是没有那个炉温的，大明也做不到。

    而在后世，钼被称为“钢中第一金”，钼在钢铁工业中的应用中始终占据最主要的位置，这玩意实在是太强悍了，钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的强度，特别是高温强度和韧性，提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗蚀性，提高钢的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐热性，在冶金领域，它的重要性远胜于其他金属，可以说是制作钢材的最佳选择。

    只能说，如果什么时候大明能够完全利用镍、铬、钼、钴这些金属，也就足够把其他国家当原始人打了，因为对于其他国家来说，还停留在无法熔化钢铁的技术水平，能够把其他高熔点元素融入钢铁，制成战争武器的大明，那简直就是.天外科技。

    ——————

    汤山一行，姜星火收获颇丰。

    紧接着，他就马不停蹄地继续去视察工部下属的冶铁场和工部兵器局开辟的铸炮所。

    随着工业革命里轻工业部门的规模增长和产品大规模出口的实现，现在姜星火开始更加重视重工业部门的改进了，煤铁不分家，看完煤，自然要看看铁。

    而“盐铁专营”这四个字，不是白叫的。

    实际上，冶铁业的规模虽然不如制盐业那么大，但管理模式，基本上是一模一样的，按老朱的规矩，这都是国家专营，有专门的人作为铁匠承担相应的生产任务，并且子孙传承世袭。

    那么铁是国家专营，民间会不会无法出现像是食盐一样的情况，官营的冶铁业无法满足百姓正常的使用需求呢？

    答案可能比较出乎意料，不会，而且大大富余。

    大明全国的官营冶铁场，现在每年的铁产量换算成吨的话，大概是八九千吨的产量水平，哪怕是最高的年份，也没超过一万吨这个门槛，但就是如此，还用不完的用呢，到了洪武中后期的时候，每年铁产量都会积压，最多的时候积压大概小两万吨，也就是两年多的全国铁产量富余了.为了使用掉这些富余的铁产量，老朱下诏官营冶铁场停止冶铁，停了足足八年之久，然后又开始炼，结果短短两年，又积压了小两万吨。….

    这回老朱没法了，直接下诏官营冶铁场都停止冶铁，民间如果有需求，就自己炼去，但国家要征收15%的冶铁税。

    之所以会出现这种情况，就是因为民间没什么用铁需求，基本都是打农具、菜刀、铁锅之类的，这些东西根本不需要用好铁，只需要用白口铁糊弄一下就行了。

    现在大明官营冶铁场的主要的钢铁需求，其实都是军方提供的，包括刀枪、甲胄、箭头、火铳这些。

    工部的冶铁场里。

    巨大的炼铁炉已经被点燃了，温度很高，几十号汉子打着赤膊围着炉子转悠，忙碌得热火朝天的。

    “快了！”

    “再坚持一下就可以了，你们看！已经快成功了！”

    伴随着各种欢呼声，炉子的里面开始出现黑红色的杂质。

    这就是炼出来的废渣。

    姜星火等人是悄悄的进来的，并没有打断这些工匠。

    他观察了片刻，大约就看出门道了，这应该是坩埚炼钢法的变种，但问题是钢的熔炼温度是1500度以上，生铁1200度以上，小坩埚耐火，可产量不行，起码要达到1600度，钢才能融化成钢水，这种大炉子是做不到的。

    “这是方炉，炼的是铁水。”

    旁边工部的随行官员解释道。

    果然，是铁水，而不是钢水，说明温度达不到1600度。

    这种开放式的炼铁炉，虽然有人力与畜力鼓风，但是光用眼睛看就知道热效率不高，没有办法有效聚热与留热。

    之所以需要转炉炼钢法，是因为液态钢（钢水）的关键是炉温要高，事实上，在古代的东西方，是都没有液态炼钢的，要制造钢材，只能通过熟铁渗碳的笨办法获得，一直要到19世纪中叶，随着平炉发明才有液态炼钢，才能开始快速高效地大规模制造钢材。

    因此，这些人是在冶炼熟铁。

    别看熟铁是“铁”而不是“钢”就小瞧这种技术，实际上，熟铁的熔点不仅远超生铁，甚至比钢还要高，所以古代无论东西方就像是无法获得液态钢一样，同样无法通过液态冶炼直接获得熟铁。

    现在这些工匠要获得熟铁，除了通过铁矿石初步还原成的海绵铁反复锻打制得，有点类似于日本制造钢刀的这种生产效率极低的办法，就是通过这种方炉冶炼得到生铁，再通过热处理脱碳，成为可锻铸铁，对可锻铸铁锻打进一步去渣脱碳，获得熟铁。

    有了熟铁，才有钢材。

    因为熟铁蜕变成钢材，就只需要渗碳了。

    只是，当这些杂质烧干净之后，一股浓重刺鼻的焦臭味道就飘了出来。

    “废了？失败了？”

    “怎么会这样？怎么会这样啊？”

    围观者一片哀嚎，不少人捶胸顿足，懊恼不已。

    新的尝试是要付出代价的，这一批生铁的成本价值不菲，如今却变成了废渣，这损失，让他们难以接受。

    “哈哈哈哈！这是废铜烂铁啊！废铜烂铁！安南人都是傻子吗？”

    旁边突然传来一阵不屑嘲讽声，姜星火跟着伸头望去，发现在里面有一个穿着破旧棉袄、头戴毡帽，身上脏兮兮，脸色蜡黄的老师傅站在远处，神态轻蔑地看着他们。

    而在冶铁的方炉边上的工部的绿袍小官，也面色不虞地扭过头来，非是旁人，正是被扔到这里工作的前安南国左相国、卫王胡元澄。

    不得不说，小胡这人虽然岁数不小了，但真是干一行爱一行。

    让他来管冶铁场，他还不坐在值房里喝茶，而是亲自研究起了改进冶铁技术。

    (本章完)

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...


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