第十八章 高碳鋼
不過儘管這個改良配方更成熟、更適合規模化生產，但王選也沒有照單全抄。
他把其中的焦炭換回了木炭。
用焦炭代替木炭粉是為了提高滲碳效率，因為焦炭的空隙更大，然而王選並不知道他得到的焦炭的具體來源在哪裡。
眾所周知，國內的煤礦往往品質不高，王選無法確定以這些煤炭生產的焦炭的含硫量，也不知道大明的乾餾工藝中有沒有脫硫的環節。
古人煉製焦炭的歷史很長，但大規模應用於煉鐵則是明朝中後期的事情了。
王選能找到焦炭，但他暫時只準備把這些焦炭填入反射爐當原料，而不是填入坩堝進行滲碳。
還是老老實實先用木炭吧，使用活性炭的話滲碳效率也還可以，平替不存在問題……當然了，這樣做的話生產成本也更高。
螢石取代玻璃做助熔劑，可以將鐵條的熔化溫度降低到一千三百度。
氧化鐵皮可以促進渣鐵分離。
骨灰也必不可少，它能在反應過程中提供持續的脫硫能力。
王選按照特定的比例分層裝料，最後將螢石蓋在表面。
由於王選往坩堝里撒了骨灰，周圍的工匠看他的眼神都有些古怪……開爐煉鋼還需要作法，工匠們初覺得驚奇，但一想又覺得很合理。
這個環節是不是有點像傳說中先秦鑄劍師的以身殉劍？蒙昧時代，開爐煉鐵煉銅，往往會跟巫術聯繫在一起。
畢竟靠「鬼神之力」帶來的偶然性，古人才有概率鑄成神兵利器。
但還真別說，從骨灰對脫硫的貢獻度方面講，以身殉劍居然有一定科學依據。
王選將這些工匠的神態看在眼裡，最後不得不開口說道：「這是牛骨，不是人骨。」
然而身邊的薛闕非但不配合，甚至鬼使神差的問道：「要是用人骨呢？」
王選想了想，然後是實事求是的說道：「也行，但效果不如牛骨，而且有社會道德倫理問題。」
說到「人骨」，王選想到了一則大英笑話。滑鐵盧戰役結束多年後，英政府突然想把陣亡將士的遺骨從戰場上挖回來安葬……表彰忠義嘛，放之四海而皆準。
結果到地方一挖，居然什麼都沒挖到。
後來他們一查，發現那些骨頭早就被帶嚶國內的無良商人挖回來製造化肥了……
「那什麼，最好別用人骨，沒有牛骨可以用其他動物骨頭。」
王選心說我這是材料科學，又不是巫術。
這話讓工匠們紛紛點頭，不管古人還是現代人，看來都非常忌諱擺弄人骨骨灰。
調整熟鐵條和木炭的比例、改變熔煉的時間，坩堝煉鋼可以得到高品質刀具鋼、工具鋼、彈簧鋼甚至中碳結構鋼……儘管生產方法是手搓，但正如王選所說，這確實是材料科學。
王選決定先生產一爐中碳鋼和高碳鋼再說。
往反射爐里早已開始升溫，王選讓一個鐵匠把坩堝夾入爐中，隨後熔煉開始。
王選有理論依據、也提前做好了各種現實準備，本以為煉個坩堝鋼會手拿把掐一次性成功，然而真正操作起來還是出現了問題。
「溫度不達標。」
不知道是焦炭的問題還是爐子的問題，總之肉眼看坩堝里鐵水的顏色都知道溫度有問題。
王選稍微想了想，而後立刻給出了改進方案。
「改爐子，開鼓風口，在風箱前面加個空氣預熱室。」
溫度不夠那就升溫，王選立刻要求熄火、改進。
要不說坩堝鋼成本高呢，剛剛的坩堝廢了，裡面的鐵料基本也廢了。
一直快折騰到晚上，爐子的改造終於搞完了。
風箱風力有限，而且目前只能靠工人手拉，但空氣預熱帶來的效果明顯，看反射爐里的火焰就知道這次溫度升上來了。
「裝坩堝吧，裝兩個。」
整個熔煉的過程，說起來很簡單，除去前面升溫的過程，先是高溫熔煉兩小時、接著保溫精煉半小時（過程中分數次撇去『浮沫』），然後取出坩堝、倒出鋼水澆築成鋼錠就可以了。
然而在缺乏設備的情況下，判斷溫度只能依靠經驗……好在時間王選可以掐的很準，除了「系統時間」外，他還有一塊機械錶。
鐵水暗紅色，那就是一千三百度左右，橙紅色一千四百度，亮白色就超過一千五百度了。
「時間到了，取一個坩堝出來，澆成鋼錠……還有，澆一根細鐵條。」
熔煉時間到了，王選指揮工匠從爐子裡夾出一隻坩堝，另一隻坩堝則繼續精煉。
又過了五十分鐘之後，他讓人取出第二隻坩堝。
這時候時間已經來到了深夜，作坊里依然燈火通明，第一隻坩堝取出之後，還留在這裡的鐵匠議論聲就沒停過……僅憑經驗，他們就能知道得到了一爐子好鋼。
爐子熄火，輪流拉風箱的工匠們都累慘了。
王選道聲辛苦，讓他們在一旁休息，隨後他先拿過來第一根細鐵條，他雙手用力想要將其掰斷，然後……他沒成功。
「老師傅，你掰斷它。」
沒辦法，他將細鐵條遞給一旁的一個鐵匠，對方雙手用力，非常輕鬆的將其一掰兩截。
王選拿回鐵條，他藉助火光觀察斷面。
斷面呈現深灰色絨狀，可以肉眼觀察到金屬的粗晶顆粒，斷口邊緣還有塑型凹陷。
他拿著兩截「鐵條」，相互敲了敲，又感受了下硬度後，說道：
「中碳鋼，沒毛病。」
等第二根細鐵條冷卻下來之後，他再次命人將其掰斷，這次的斷口呈銀白色瓷狀，斷面的金屬顆粒形如細沙，而且整個斷面很平直，掰斷的邊緣沒有任何變形。
「是高碳鋼，今天沒白加班。」
「王監正，成功了嗎？」
「成功了。」
儘管只是復刻實驗，說起來沒什麼原創性，但真成功後，王選也是挺激動的。
這跟在現代生產條件下中燃氣一點、把坩堝墩進去的感覺是不一樣的。
有了高品質鋼材，就會有各種工具，接下來干其他事情就能事半功倍了。
「上官，這是好鋼啊，真好鋼。」
鐵匠們也跟著欣喜，他們高興的挺純粹的。鐵匠看到好鋼，就會自然而然的抒發這樣的情緒。
「只是階段性成果，各位做的非常好，接下來就是擴大生產規模了，為此開採石墨是必須的……高碳鋼不是終點，我有一個夢想，我要在大明生產高速鋼。」
煉鋼的成功給了王選信心，他看著深沉的夜色、忽明忽暗的火光，感覺在大明朝果然大有可為。
「高、高速？什麼是高速鋼？」
眾人自然不明所以。
高碳鋼、超高碳鋼的硬度用來做各種工具是沒問題的，但在使用過程中會有其他問題……例如鑽頭之類，當它高速運轉，摩擦升溫到兩百度以上的話，鋼材就會面臨退火軟化的問題。
為了解決這個問題，高速鋼應運而生。
不過在大明生產高速鋼確實有點痴心妄想，不說別的，裡面得用到鎢，而鎢的熔點都快到四千度了，這是古代無法處理的。
第一代高速鋼可以耐溫到六百度，然而它只存在於想像中。但高速鋼不行，「中速鋼」還是有奔頭的，六百度很誇張，四百度卻是可以嘗試的。
這個時代確實熔煉不了鎢礦，然而鎢依然可以靠「偏門方法」加以利用……就像此前王選使用石墨礦石一樣。
不過這還很遠，可以以後再說。
雖然勞作了一整天很辛苦，但因為最後有了成果，大家都能很高興的各自散去。
王選很想獎勵一下這些工匠，然而他不能，掏私人腰包獎勵朝廷的工匠，意欲何為？這裡面有程序問題。
只能等一切提上正軌之後，再試著用比較正式的方法提高工匠待遇了……不是他聖母，實在是這些工匠過的太慘，讓人於心不忍。
自備乾糧來上班、待遇如同奴隸，確實比較難令人接受。
成果有了，那麼王選接下來面臨的問題就是該怎麼以皇帝能理解的方式展示出來呢？
思考了一番，王選決定走古人的老路，那就是給皇帝打造一把「神兵利器」。
接下來王選需要石墨礦，尋礦、探礦、開礦這得靠老朱的支持。
否則就算王選搞出坩堝鋼，空有質量沒有產量的話，那也是無用功。
…………
一夜過後，王選補睡到下午，睡醒後他振奮精神，這才來到了作坊。
首先，繼續復刻昨晚的過程，開爐煉鋼……他只有十多個坩堝，因此爐子暫時不用改，先慢慢燒吧。
常公公在南京城挖地三尺也找不到更多石墨，燒完一個坩堝算一個。好吧，今天這位公公真挖地去了——他帶著一部分工匠按王選的要求去修攔水壩了。
這邊爐子燒著，那邊王選找來了作坊里技藝水平最高的一個鐵匠。
「錢師傅，你來，有個工作得靠你完成。」
「上官，您說。」
王選掏出一張圖紙，然後指著上面的圖樣說道：「我需要你按上面的方法打造一把大馬士……額，花紋鋼寶劍。」
錢鐵匠看著圖紙上把一塊塊鐵堆起來又截開的，簡直眼花繚亂，這是在搞什麼，還是折騰？
然而他不敢問為什麼，也不敢不接受。
「上官，我可以試試，只是……」
「放心，我會在一旁告訴你每一步該怎麼做的。」
「那就好，那就好。」
王選口中的大馬士革跟這個時代的大馬士革並不是一回事。
此時的大馬士革刀劍會呈現出花紋，是因為使用了烏茲鋼的緣故，那些花紋是自然產生了金屬紋理。但王選說的現代大馬士革花紋，那確實是為了搞出各種花紋使勁窮折騰出來的。
現代大馬花紋是一種工藝品，它不怎麼追求刀具的性能，是為了花紋而產生花紋的工藝。
「把低碳鋼或者熟鐵，與中碳鋼交替堆疊焊接，焊沒問題，先用鐵汁焊吧……對了，至少應該先錘幾把鋼鋸出來。」
王選倒是覺得鏡面研磨是一種高級審美，中國古代刀劍別搞的花里胡哨，研磨處理後是最順眼、最美觀的，但鏡面研磨並不新鮮。
越複雜、越稀有的工藝，才越顯得越珍貴。
用不同碳含量的鐵料多次堆疊，之後就可以酸浸顯現花紋，那麼問題來了，這樣搞出來的刀具性能怎麼保證？刃口的含碳量怎麼確定？
王選手裡的材料可不是現代各種成品鋼。
總不能中看不中用吧？
答案是錘完了花紋之後中間再夾一片高碳鋼就可以了。
所以搞得這麼複雜，跟直接使用高碳鋼鍛造刀劍有什麼區別？
區別就是這麼搞的刀劍，性能可能還不如直接使用高碳鋼呢。
然而它的花紋又是那麼與眾不同……只有跟別人都不一樣，甚至天下僅此一件，才能體現皇帝的尊貴。
這就是傳說中的不買最好的、只買最貴的。
他把其中的焦炭換回了木炭。
用焦炭代替木炭粉是為了提高滲碳效率，因為焦炭的空隙更大，然而王選並不知道他得到的焦炭的具體來源在哪裡。
眾所周知，國內的煤礦往往品質不高，王選無法確定以這些煤炭生產的焦炭的含硫量，也不知道大明的乾餾工藝中有沒有脫硫的環節。
古人煉製焦炭的歷史很長，但大規模應用於煉鐵則是明朝中後期的事情了。
王選能找到焦炭，但他暫時只準備把這些焦炭填入反射爐當原料，而不是填入坩堝進行滲碳。
還是老老實實先用木炭吧，使用活性炭的話滲碳效率也還可以，平替不存在問題……當然了，這樣做的話生產成本也更高。
螢石取代玻璃做助熔劑，可以將鐵條的熔化溫度降低到一千三百度。
氧化鐵皮可以促進渣鐵分離。
骨灰也必不可少，它能在反應過程中提供持續的脫硫能力。
王選按照特定的比例分層裝料，最後將螢石蓋在表面。
由於王選往坩堝里撒了骨灰，周圍的工匠看他的眼神都有些古怪……開爐煉鋼還需要作法，工匠們初覺得驚奇，但一想又覺得很合理。
這個環節是不是有點像傳說中先秦鑄劍師的以身殉劍？蒙昧時代，開爐煉鐵煉銅，往往會跟巫術聯繫在一起。
畢竟靠「鬼神之力」帶來的偶然性，古人才有概率鑄成神兵利器。
但還真別說，從骨灰對脫硫的貢獻度方面講，以身殉劍居然有一定科學依據。
王選將這些工匠的神態看在眼裡，最後不得不開口說道：「這是牛骨，不是人骨。」
然而身邊的薛闕非但不配合，甚至鬼使神差的問道：「要是用人骨呢？」
王選想了想，然後是實事求是的說道：「也行，但效果不如牛骨，而且有社會道德倫理問題。」
說到「人骨」，王選想到了一則大英笑話。滑鐵盧戰役結束多年後，英政府突然想把陣亡將士的遺骨從戰場上挖回來安葬……表彰忠義嘛，放之四海而皆準。
結果到地方一挖，居然什麼都沒挖到。
後來他們一查，發現那些骨頭早就被帶嚶國內的無良商人挖回來製造化肥了……
「那什麼，最好別用人骨，沒有牛骨可以用其他動物骨頭。」
王選心說我這是材料科學，又不是巫術。
這話讓工匠們紛紛點頭，不管古人還是現代人，看來都非常忌諱擺弄人骨骨灰。
調整熟鐵條和木炭的比例、改變熔煉的時間，坩堝煉鋼可以得到高品質刀具鋼、工具鋼、彈簧鋼甚至中碳結構鋼……儘管生產方法是手搓，但正如王選所說，這確實是材料科學。
王選決定先生產一爐中碳鋼和高碳鋼再說。
往反射爐里早已開始升溫，王選讓一個鐵匠把坩堝夾入爐中，隨後熔煉開始。
王選有理論依據、也提前做好了各種現實準備，本以為煉個坩堝鋼會手拿把掐一次性成功，然而真正操作起來還是出現了問題。
「溫度不達標。」
不知道是焦炭的問題還是爐子的問題，總之肉眼看坩堝里鐵水的顏色都知道溫度有問題。
王選稍微想了想，而後立刻給出了改進方案。
「改爐子，開鼓風口，在風箱前面加個空氣預熱室。」
溫度不夠那就升溫，王選立刻要求熄火、改進。
要不說坩堝鋼成本高呢，剛剛的坩堝廢了，裡面的鐵料基本也廢了。
一直快折騰到晚上，爐子的改造終於搞完了。
風箱風力有限，而且目前只能靠工人手拉，但空氣預熱帶來的效果明顯，看反射爐里的火焰就知道這次溫度升上來了。
「裝坩堝吧，裝兩個。」
整個熔煉的過程，說起來很簡單，除去前面升溫的過程，先是高溫熔煉兩小時、接著保溫精煉半小時（過程中分數次撇去『浮沫』），然後取出坩堝、倒出鋼水澆築成鋼錠就可以了。
然而在缺乏設備的情況下，判斷溫度只能依靠經驗……好在時間王選可以掐的很準，除了「系統時間」外，他還有一塊機械錶。
鐵水暗紅色，那就是一千三百度左右，橙紅色一千四百度，亮白色就超過一千五百度了。
「時間到了，取一個坩堝出來，澆成鋼錠……還有，澆一根細鐵條。」
熔煉時間到了，王選指揮工匠從爐子裡夾出一隻坩堝，另一隻坩堝則繼續精煉。
又過了五十分鐘之後，他讓人取出第二隻坩堝。
這時候時間已經來到了深夜，作坊里依然燈火通明，第一隻坩堝取出之後，還留在這裡的鐵匠議論聲就沒停過……僅憑經驗，他們就能知道得到了一爐子好鋼。
爐子熄火，輪流拉風箱的工匠們都累慘了。
王選道聲辛苦，讓他們在一旁休息，隨後他先拿過來第一根細鐵條，他雙手用力想要將其掰斷，然後……他沒成功。
「老師傅，你掰斷它。」
沒辦法，他將細鐵條遞給一旁的一個鐵匠，對方雙手用力，非常輕鬆的將其一掰兩截。
王選拿回鐵條，他藉助火光觀察斷面。
斷面呈現深灰色絨狀，可以肉眼觀察到金屬的粗晶顆粒，斷口邊緣還有塑型凹陷。
他拿著兩截「鐵條」，相互敲了敲，又感受了下硬度後，說道：
「中碳鋼，沒毛病。」
等第二根細鐵條冷卻下來之後，他再次命人將其掰斷，這次的斷口呈銀白色瓷狀，斷面的金屬顆粒形如細沙，而且整個斷面很平直，掰斷的邊緣沒有任何變形。
「是高碳鋼，今天沒白加班。」
「王監正，成功了嗎？」
「成功了。」
儘管只是復刻實驗，說起來沒什麼原創性，但真成功後，王選也是挺激動的。
這跟在現代生產條件下中燃氣一點、把坩堝墩進去的感覺是不一樣的。
有了高品質鋼材，就會有各種工具，接下來干其他事情就能事半功倍了。
「上官，這是好鋼啊，真好鋼。」
鐵匠們也跟著欣喜，他們高興的挺純粹的。鐵匠看到好鋼，就會自然而然的抒發這樣的情緒。
「只是階段性成果，各位做的非常好，接下來就是擴大生產規模了，為此開採石墨是必須的……高碳鋼不是終點，我有一個夢想，我要在大明生產高速鋼。」
煉鋼的成功給了王選信心，他看著深沉的夜色、忽明忽暗的火光，感覺在大明朝果然大有可為。
「高、高速？什麼是高速鋼？」
眾人自然不明所以。
高碳鋼、超高碳鋼的硬度用來做各種工具是沒問題的，但在使用過程中會有其他問題……例如鑽頭之類，當它高速運轉，摩擦升溫到兩百度以上的話，鋼材就會面臨退火軟化的問題。
為了解決這個問題，高速鋼應運而生。
不過在大明生產高速鋼確實有點痴心妄想，不說別的，裡面得用到鎢，而鎢的熔點都快到四千度了，這是古代無法處理的。
第一代高速鋼可以耐溫到六百度，然而它只存在於想像中。但高速鋼不行，「中速鋼」還是有奔頭的，六百度很誇張，四百度卻是可以嘗試的。
這個時代確實熔煉不了鎢礦，然而鎢依然可以靠「偏門方法」加以利用……就像此前王選使用石墨礦石一樣。
不過這還很遠，可以以後再說。
雖然勞作了一整天很辛苦，但因為最後有了成果，大家都能很高興的各自散去。
王選很想獎勵一下這些工匠，然而他不能，掏私人腰包獎勵朝廷的工匠，意欲何為？這裡面有程序問題。
只能等一切提上正軌之後，再試著用比較正式的方法提高工匠待遇了……不是他聖母，實在是這些工匠過的太慘，讓人於心不忍。
自備乾糧來上班、待遇如同奴隸，確實比較難令人接受。
成果有了，那麼王選接下來面臨的問題就是該怎麼以皇帝能理解的方式展示出來呢？
思考了一番，王選決定走古人的老路，那就是給皇帝打造一把「神兵利器」。
接下來王選需要石墨礦，尋礦、探礦、開礦這得靠老朱的支持。
否則就算王選搞出坩堝鋼，空有質量沒有產量的話，那也是無用功。
…………
一夜過後，王選補睡到下午，睡醒後他振奮精神，這才來到了作坊。
首先，繼續復刻昨晚的過程，開爐煉鋼……他只有十多個坩堝，因此爐子暫時不用改，先慢慢燒吧。
常公公在南京城挖地三尺也找不到更多石墨，燒完一個坩堝算一個。好吧，今天這位公公真挖地去了——他帶著一部分工匠按王選的要求去修攔水壩了。
這邊爐子燒著，那邊王選找來了作坊里技藝水平最高的一個鐵匠。
「錢師傅，你來，有個工作得靠你完成。」
「上官，您說。」
王選掏出一張圖紙，然後指著上面的圖樣說道：「我需要你按上面的方法打造一把大馬士……額，花紋鋼寶劍。」
錢鐵匠看著圖紙上把一塊塊鐵堆起來又截開的，簡直眼花繚亂，這是在搞什麼，還是折騰？
然而他不敢問為什麼，也不敢不接受。
「上官，我可以試試，只是……」
「放心，我會在一旁告訴你每一步該怎麼做的。」
「那就好，那就好。」
王選口中的大馬士革跟這個時代的大馬士革並不是一回事。
此時的大馬士革刀劍會呈現出花紋，是因為使用了烏茲鋼的緣故，那些花紋是自然產生了金屬紋理。但王選說的現代大馬士革花紋，那確實是為了搞出各種花紋使勁窮折騰出來的。
現代大馬花紋是一種工藝品，它不怎麼追求刀具的性能，是為了花紋而產生花紋的工藝。
「把低碳鋼或者熟鐵，與中碳鋼交替堆疊焊接，焊沒問題，先用鐵汁焊吧……對了，至少應該先錘幾把鋼鋸出來。」
王選倒是覺得鏡面研磨是一種高級審美，中國古代刀劍別搞的花里胡哨，研磨處理後是最順眼、最美觀的，但鏡面研磨並不新鮮。
越複雜、越稀有的工藝，才越顯得越珍貴。
用不同碳含量的鐵料多次堆疊，之後就可以酸浸顯現花紋，那麼問題來了，這樣搞出來的刀具性能怎麼保證？刃口的含碳量怎麼確定？
王選手裡的材料可不是現代各種成品鋼。
總不能中看不中用吧？
答案是錘完了花紋之後中間再夾一片高碳鋼就可以了。
所以搞得這麼複雜，跟直接使用高碳鋼鍛造刀劍有什麼區別？
區別就是這麼搞的刀劍，性能可能還不如直接使用高碳鋼呢。
然而它的花紋又是那麼與眾不同……只有跟別人都不一樣，甚至天下僅此一件，才能體現皇帝的尊貴。
這就是傳說中的不買最好的、只買最貴的。