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原来,李仙这段日子带着玄正和一干四阶高手没日没夜地工作,就是想摸索出用石墨坩埚生产特种刀具钢的行之有效的方法来。
在人类历史上,用石墨黏土坩埚中熔化金属料成为钢水的方法,是由由英国人洪兹曼(B.Huntsman)于1742年首先应用。
具体方法就是将渗碳铁料切成小块置于封闭的黏土坩埚中,在坩埚外面加热,铁料继续吸收石墨中的碳而熔化成为高碳钢水,浇铸成小锭后锻打成所需的形状。
钢在坩埚中熔化时,石墨碳还能起还原剂作用,发生还原反应。
在这个过程中,钢中氧可以去除,各种夹杂物也能从液态钢中上浮去除,所以炼出的钢的质量优于一般的金属材料,可用来制造加工金属材料的工具。
李仙如果想提高己方工业能力,提高军工生产水平,需要有大量机床的支撑。
一般机床也还罢了,真正关键的机床需要材料性能特别优异的特殊钢材料,切削所需的刀具钢更是必不可少的。
本来,李仙可以从欧洲直接进口先进机床,以及生产过程中消耗的刀具等,但他却知道这种关键材料完全依靠进口,以后会后患无穷的,因此自己掌握先进的石墨坩埚生产技术,实现这种刀具钢和特殊钢的生产工艺,是必然的事情的。
然而,如此高尖端的技术,并不是知道石墨坩埚能用来炼钢水就能快速获得的,甚至不是获得相关书籍就能重现的。
李仙通过各种渠道获得大量有关石墨坩埚炼钢的书籍,甚至购得专业的成品石墨坩埚和用来制作坩埚的原材料,又带领自己从佛山招募的铁匠进行多次实验,但也不足以立刻掌握这项技术。
一般的穿越类书籍里,经常出现主角回到古代,然后找到石墨原材料,然后指挥当地铁匠进行生产,很快就能获得大量的优质钢材,这种情况在现实中根本不可能出现,而且这也太小看这样划时代的炼钢技术的实现难度了。
石墨坩埚炼钢技术涉及的技术难度大体上有三种,首先是对炼钢所需燃料进行处理,以获得足够的炉温;其次是拥有足够出色的鼓风设备;最后是制作出可用的石墨坩埚。
从技术难度而言,鼓风设备的难度高于燃料处理技术,石墨坩埚的制作方法又远高于前面两者。
按照李仙的估计,即使自己拥有足够详尽的技术资料,又有大量成品做范本,手头还有大量优秀的工匠,光是仿制能耐高温的石墨坩埚就需要三五年时间,掌握整套炼钢技术的时间就更长了。
在李仙的世界,日本在十九世纪开始探索液态炼钢技术,在有大量炼钢行业教授,又有列强提供的详细资料的情况下,也花了三年以上时间才掌握平炉炼钢技术。
而石墨坩埚炼钢技术,看着比平炉炼钢技术小巧一些,实际难度却有增无减。
正常情况下,李仙要掌握石墨坩埚炼钢技术,就要从南洋引进适合做成冶金焦的煤炭,然后学习用煤炭制作冶金焦的技术;
接着就钻研大型水力鼓风机或蒸汽机鼓风机的制作,又获得完整的炼钢炉设计图,获得复杂难懂的排风设备设计安装技术;
之后又拿着石墨材料玩泥巴,根据技术材料的指示尝试不同石墨矿的材料和耐火黏土、高岭土等,最后在机缘巧合下学会制作能耐高温的石墨坩埚。
这一套下来,幸运的话三五年就能学会,运气不好超过十年都有可能。
还好,李仙本身是掌握着道种的武者,又结识玄正这样的先天高手和大量四阶大宗师级高手,钻研坩埚炼钢技术不需要完全走寻常路线,还有很多捷径可以选择。
李仙选择的方法就是在烧火的时候,让玄正用火系道法提升火焰温度,再让几名土系道法了得的四阶大宗师,用土系真气护住坩埚,免得在高温中崩解开来。
至于本应该最难的石墨坩埚的制作,倒是不难达到,就是用真气投入成品坩埚里,探索其原材料加工方法和物性等。
石墨坩埚其实也不是用泥捏了就能行的,制作过程中塑形后放入特制窑里烧制,成型后上面还有一层釉,坚固而耐用,从这个意义上来讲石墨坩埚其实是一种材料特殊的瓷器。
还好,中国的陶瓷制作技术还是这个时代最先进的,李仙为此特别招募最优秀的陶瓷工人进来,还赐予混沌道种,以提高这些工人的仿制能力,然后让玄正和四阶大宗师们跟着辅助,研究石墨坩埚的制作技术,总算在短时间内就把这难关给攻克了。
所以,李仙这边的石墨坩埚炼钢技术的研发其实是反着来的,就是利用武林高手们的异能利用并不优质的燃料和坩埚生产出钢水,在此过程中掌握煅烧温度、时间、原料配比等关键参数,然后再想本法减少高手们的参与程度,用机器和普通手段实现原本需要高手们才能取得的效果。
也因为这个缘故,李仙才会提出普遍化的概念,就是先让高手们炼制出产品,然后用普通手段再现。
当然,这种方法还有一个巨大的局限,那就是在主世界高手们无法感应和驱动先天元素,没法采用这种方法,只能在福地里进行。
还好,三元观坐拥三元福地,李仙将炼钢研究所放在福地里,就能开始这种炼钢黑科技的研发了。
借助武者们的异能炼制钢水,也不是轻易就能做到的,李仙这边有玄正这样的先天高手坐镇,还有好几位四阶大宗师帮忙,但光是渗碳铁条的配比就要经过好多次实验确认,一直炼过五百炉以上的冶炼,才炼出第一炉钢水,然后又经过多次摸索才生产出第一炉合格的刀具钢来,中间消耗的物资和人力都是天文数字。
有了这种经验,再经过多次尝试,李仙这边还摸索出实际中特殊性能钢材的配方和制作方法,接下来用焦炭、木炭和蒸汽机鼓风机等代替玄正的控温工作,再提高石墨坩埚的耐高温能力,就能实现钢水生产的普遍化,也就是说依靠普通工匠也能生产出各种工具钢来。
有了多种用途的工具钢,李仙就能尝试仿制各种先进机床,接着再用机床生产出蒸汽机提高生产能力,还可以大幅改善当前的军工生产能力,可以自己生产火炮、线膛枪和滑膛枪等,不需要什么都需要靠进口或在战斗中夺取。
今天炼出这一炉钢水,李仙这边就算掌握了一种新的刀具钢配方和生产流程,意义相当重大。