正文 第一百三十五章 火器之先(五)-《崇祯十三年》


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    “世子这车床简图上,除前后两端各有一个夹具。在床子边上,还画了一个夹具。这夹具用来固定车刀,那踩动踏板,夹具带着铁棍旋转,车刀靠上去,就能将铁棍车圆。木作制圆棍,也是用的同样方法。只要用绳弓将木棍转起来,把刨刀凑上去,这木棍不就刨圆了?可恕小人困惑,若这车刀不能前后移动,何以保证铁棍前后粗细一致?还有,若车床两端不能前后移动,这转头如何进刀……”

    忘了画出床身导轨,这是朱平槿的疏忽。车床导轨的平直,直接关系到车床的精度。李立发现了,说明在他的大脑中已经形成了车床的立体图像。控制车刀前后移动和进刀的螺杆、手轮等部件也没画出。这倒不是朱平槿的疏忽。他不知道以现在的生产条件,能不能生产出螺杆来。

    朱平槿讲了床身导轨的事情,又把螺杆的问题摆出来,问他的几个能工巧匠能不能生产出螺杆来。

    谈到螺杆,木作的沈贵立即找回了刚才丢失的。

    “若这螺杆只是木器,倒好办很!螺杆便是圆木棍上的斜槽。只要用绳弓将木棍旋转起来,再用窄刃或者尖刃的钩刀斜着进刀。钩刀吃进木头里,那斜纹就会带着刀架自己滑动。只是这钩刀的斜度不能变,变了那斜纹便不均匀……”

    尖刃钩刀切出来是三角螺纹,窄刃钩刀切出来的梯形螺纹。有了外螺纹,刻制螺母的内螺纹就变得非常简单。在螺杆尾端钉上拉刀,将螺杆从圆孔中拉出。圆孔里有个突起的销钉,镶入螺杆的外螺纹中,螺杆一拉便被迫旋转,拉刀就在螺母中刻出相应的内螺纹,这与枪炮中刻制膛线的原理一模一样。老钳工叫这种办法为“以公制母,公母配合(注一)”。既然沈贵是位熟手,那就好办了。朱平槿乘胜追击,讲了螺纹的斜角和形状,以及它们各自的特点和应用范围,然后吩咐李立、沈贵回去慢慢摸索。这些知识涉及现代数学和力学,朱平槿讲了也不知对方能听懂多少。

    车床讲完,朱平槿趁下午还有时间,加紧讲了钢材的事情。一个是炒钢,一个是坩埚钢。

    炒钢在中国出现很久了,这是一种极其原始的两步炼钢法。先炼铁,后炼钢,与现代炼钢法(注二)比较接近。炼铁炉与抄铁塘串联使用,初步实现了操作的半连续化。炼好的铁水从炼铁炉下面的铁孔放出来,然后用泥土塞住铁孔,炼铁炉可以继续加料生产。铁水流到炉子旁的一个方塘里,飞快洒上精矿粉或者晒干的污潮泥粉,数人站在方塘边墙上用柳木棍在铁水中疾搅,可以立即炒成熟铁,或称炒钢。污潮泥干粉含有氧化铁和硅酸铁,精矿粉就是氧化铁,洒进生铁水可以促使碳氧化,降低铁水的含碳量。浅而宽大的方塘,加上柳木棍疾搅,可以促使铁水与空气的接触,促进氧化作用,加速熟铁形成。这与现代转炉炼钢中的空气或氧气顶吹,倒有些异曲同工之妙。

    炒钢优点很多:产量大,生产简单安全,成本低廉,所以大明市面上钢材多以炒钢为主。

    但是炒钢也有很大的缺点。除了成分难以精确控制之外,最大的问题钢渣无法排除。炼钢并不是单纯的氧化反应,更有除渣提纯的要求。生铁水中含有大量硅、钙、磷、硫等杂质,硅、钙无用,磷、硫有害,碳含量则必须控制。炒钢使生铁变成熟铁,在降低含碳量的同时,铁水的熔点随之上升。生铁熔点大约只有一千二百度,钢就达到了一千三四百度以上。至于纯铁,更在一千五百度以上。当污潮泥干粉和精矿粉的加入铁水并用柳木棍疾搅后,铁水碳含量降低,熔点上升,铁水便立即开始凝结,变成一摊搅不动分不开的浓稠芝麻糊,铁水铁渣完全混合在一起,根本无法分离。疾搅还造成铁水中混入大量气泡,柳木棍碳化断裂部分同样混杂在铁块中。

    可以想象,这种含有大量铁渣杂质的粗劣炒钢怎能用在枪炮身管的制造上?那不是一搂火就炸膛?更不要说制作比身管要求更高的钻头了。大明的铁匠很清楚炒钢的缺陷,所以炒钢必须重新经过反复锻打(热锻),才能勉强达到使用要求。

    现阶段,朱平槿不可能通过改进炒钢的工艺流程来实现钢材质量的飞跃。想要得到优质的钢材,他唯一解决办法是用廉价的炒钢为原料,进行坩埚重炼。反正是科研性质,成本不是主要的问题。
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