大秦：儿子对比，嬴政酸了 第308节

　　【那个时候铁器铸造的方法是“块炼法”，即在较低的冶炼温度下，将铁矿石固态还原获得铁块。】

　　【这种冶炼方法，一般都是在平地或山麓挖穴为炉，装入高品位的矿石和木炭，点燃之后用鼓风加热。】

　　【接着温度达到一千度左右，矿石中的氧化铁便会还原为金属铁，而脉石成为渣子。】

　　【然后在反复的锻打、加热过程中，同炭火接触，有可能会渗碳变硬，成为块炼钢。】

　　【而通过这种“块炼铁”冶炼成的铁器，由于在锻打前疏松多孔，所以也被称之为海绵铁。】

　　【但是这种铁器的冶炼方式，效率极低，并且质量也不算好。】

　　【所以当时的人们很快便对铁的冶炼方法进行了革新，也就是“生铁冶炼法”。】

　　【而“生铁冶炼法”主要得益于当时鼓风技术的发展，从而解决了炉温低的问题，因而在冶炼铁矿时能产生更接近液态的铁水，从而获得了可以铸造的铁。】

　　【但也正是因为鼓风充分，从而生铁冶炼法的炉内保持气温的能力，不如块炼法的碗式炉等，从而导致脱碳的速度没有超过氧化速度，脱碳不够充分。】

　　【故而，最终成品并非块炼法所取得的熟铁，或者低碳钢，而是含碳量高于百分之二的生铁。】

　　【生铁因其较高的含碳量而具有坚硬、耐磨、铸造性好，但是脆、不能锻压的特点，所以在使用的时候，容易发生崩裂。】

　　【这也是秦国并没有采用铁器作为武器，而是依然选择青铜作为武器的原因。】

　　【不过好处是，通过这种方式能够迅速大批量地生产出生铁。】

　　【所以通过“生铁冶炼法”，秦国快速且大量地生产出了各种铁制农具，从而大大提高了黔首百姓开垦耕种的效率。】

　　【听到相里季的话语，太子扶苏也是神色认真地问道：“季师可否大致说说相关的熟铁铸造方法？”】

　　【如果说是原来的生铁的话，那么太子扶苏并不怎么在意。】

　　【因为生铁脆且易断裂的特点，就注定了生铁无法拿来制作成大规模的武器使用。】

　　【否则在战场上使用生铁制造成的武器去和别人打仗，然后一枪头捅过去的时候，自己生铁铸造成的枪头忽然断裂了的话，那就不仅是搞笑，更是送人头了。】

　　【但是，如果解决了生铁脆且断裂的弊端，使之如同青铜武器一样具备良好的延展性和韧性，不易断裂的特点的话。】

　　【那么生铁，又或者说是熟铁就具备了被拿来制作成大规模的武器使用的可能了。】

　　【而武器军备这种东西，如果管控不好的话，那么是足以影响、威胁到一个国家社稷的稳定的，所以太子扶苏才会这么的上心。】

　　【面对太子扶苏的询问，相里季自然是无不回答：“熟铁的冶炼方式其实很简单，只要不断地翻炒就可以了。”】

　　【听到这话，太子扶苏也是挑了挑眉道：“翻炒？”】

　　【相里季肯定地点了点头，然后又有些尴尬道：“当时在冶炼生铁的时候，有冶炼司的研究人员比较好奇生铁冶炼到最后到底会变成什么。”】

　　【“是会一点、一点被炼没？”】

　　【“还是会不断地浓缩，然后变成某种我们不知道的，又或者是未曾见过的新东西。”】

　　【“于是带着这个好奇，冶炼司的研究人员就一直不断冶炼一炉生铁。”】

　　【“但是冶炼了好几天，都没有看到生铁被冶炼消失了多少。”】

　　【“于是冶炼司的研究人员就尝试通过一直不断地搅动它，希望通过这种方式能够加快生铁的冶炼速度。”】

　　【“但是又持续不断地冶炼了好几天，却依然没看到那炉生铁有什么特别大的变化。”】

　　【“于是冶炼司的研究人员便放弃了继续冶炼下去的想法，然后按照往常的方式将之铸造成曲辕犁。”】

　　【“但是在这炉生铁铸造成型的过程中，冶炼司的研究人员却是发现了这一炉生铁所铸造成的铁器似乎与以往的铁器有些不同。”】

　　【“然后在经过多次测试之后，冶炼司的研究人员发现这一炉生铁所铸造成的铁器，不仅具有良好的延展性和韧性，还不易断裂。”】

　　【“这与以往那些生铁所铸造成的铁器，可以说是完全不同。”】

　　【“因为器具的铸造，各个流程都是有相关的工匠留名记录的。”】

　　【“所以根据这些记录溯源，我们很快便确定了那些具有良好的延展性和韧性，还不易断裂的铁器，是出自于那炉用来试验的生铁。”】

　　【“然后我们又再重复了一遍之前那炉生铁的冶炼情况，发现通过原来那炉生铁的冶炼方式，的确能够冶炼出新的具有良好的延展性和韧性，还不易断裂的铁器。”】

　　【“接着我们又通过多次的对比、排除，最终确定了导致冶炼出新的具有良好的延展性和韧性，还不易断裂的铁器的原因。”】

　　【“那就是在生铁的冶炼过程中，不断的搅拌生铁这个举动，使得原来的生铁发生了一些目前我们还无法准确解释，但是可以肯定确实发生了的变化。”】

　　【“正是这种变化，使得原来脆且容易断裂的生铁，具备了良好的延展性和韧性且不容易断裂。”】

　　【“之后因为此前各种水力大纺车、水力大转轮等利用水力器具的启发，我们也是想到利用沛河的水力来进行重复搅动冶炼的生铁这个操作，从而减少人力的使用。”】

　　【“最后，这个冶炼生铁成熟铁的过程，便被我们称之为水力炒钢法。”】

　　【“然后也是同样得益于可以利用水力来完成反复搅动这个步骤，从而节省人力的方法，我们也是进一步想到了可以利用水力来进行反复锻造、锻压的方法。”】

　　【“最后通过水力炒钢法和水力锻造法，工部三司能够在最短的时间内，用最少的人力，源源不断地批量铸造出各种耕种、纺织、灌溉的器具。”】

　　【在过去四年，工部三司铸造出来的各种耕种、纺织、灌溉器具，全部累加起来不下于千万件！】

　　【数量这么庞大的器具，如果单单靠工部三司的工匠全人力制作的话，那么就算将工部三司的工匠数量再翻上十倍也不一定能够生产制造的出来。】

　　【但是利用水力的话，那就容易很多了。】

　　【毕竟水力是可以一天十二个时辰，日夜不断地搅动、捶打、锻造、锻压的。】

　　【再加上秦国工匠统一了标准的流水线式的生产制作方式，所以秦国才能够在这么短的时间内生产制造出那么多的耕种、纺织、灌溉器具。】。

第三百一十九章：想要设计全自动钢铁冶炼生产流水线的墨家与公输家【求订阅，求全订】

　　“水力炒钢法？”

　　“水力锻造法？”

　　天幕下的相里季等墨家门人子弟与公输钧等公输家门人子弟，看到这一幕时，皆是眼前一亮。

　　他们之前还在奇怪，天幕上的“工部”是怎么在那么短的时间内，生产制造出那么多的耕种、纺织、灌溉等~等器具的。

　　因为在正常情况下，一件器具的铸造是需要耗费大量的时间与-人手、精力的。

　　比如说，器具铸造的第一步：碎料！

　　在找到铁矿石之后，需要工匠力士先将铁矿石进行初步的加工，也就是粉碎成细小的碎石颗粒。

　　否则将如拳头，甚至是如脑袋那么大的铁矿石丢进去高炉里面冶炼的话，那么工匠恐怕冶炼到死都不一定能够将之彻底融化开来。

　　而单单是这一步，就已经颇不容易了。

　　毕竟铁矿石也带了个“铁”字，自身材质也是颇为坚硬，不反复花个大功夫进行砸、锤的话，很难将之粉碎到可以丢进高炉里面冶炼的程度。

　　在粉碎好冶炼的原材料之后，第二步：冶炼！

　　将如同碎石颗粒一般的铁矿石原材料，丢到冶炼高炉里面去进行冶炼。

　　这个冶炼过程，短则需要耗费数个时辰，长则甚至需要耗费数天时间才可以完成。

　　而在这个冶炼过程中，给冶炼高炉进行鼓风的工作是一刻不能停歇。

　　不然没有了鼓风进行加热的话，高炉内部的温度不一定能够达到融化铁矿石的程度，所以就需要有多组工匠、仆役轮流不断地进行鼓风工作。

　　同时还需要有另外一批工匠、仆役随时盯着高炉内的木炭的消耗情况，需要在高炉内部的木炭消耗的差不多的时候，便及时添加新的木炭进去燃烧。

　　一直到高炉内的铁矿石原材料被彻底冶炼成铁水为止。

　　当然，如果不是冶炼生铁，而是想要冶炼成熟铁的话。

　　那么在冶炼成铁水之后，第三步：反复搅动！

　　在对冶炼出来的铁水继续进行加温、保温，然后不断反复搅动铁水。

　　通过反复搅动这个举动，使得原本是生铁的铁水渐渐转变成熟铁的铁水。

　　在生铁铁水变成熟铁铁水之后，第四步：铸造！

　　将熔化的铁水迅速倒入到模具中，待到铁水冷却之后，便会形成所需器具的形状。

　　如果是生铁的话，那么到了这一步便算是初步结束了。

　　因为生铁是只能够铸造，而不能够锻造的。

　　说的直白点，就是只能够一次定型，不能够在定型之后再去反复敲打、锻压，否则生铁质地坚硬而脆，很容易因为敲打、锻压而断裂。

　　当然，如果熟铁的话，那么便可以继续进行下一步，也就是第五步：淬火！

　　将铸造好的铁件重新加热至红热的状态，然后迅速浸入到冷却介质中，如水或油，通过这种方式改变其组织和性能?，从而进一步提高它的硬度和韧性。

　　淬火结束之后，第六步：?磨制！

　　使用砂轮或其他磨具对铁铸件进行打磨，以达到所需的表面光洁度和精度?。

　　这么三到五、六个流程下去，一件铁器方才算是铸造完成。

　　而通过这几个步骤便可想而知，如果想要大规模、成批量、快速地生产制造出各种铁制器具，有多么的麻烦，以及又需要多少的工匠人手。

　　而按照天幕上展示出来的工匠人手来说，应当是不足以完成得了过去四年上千万件大大小小的铁器铸造的。

　　但是如果不是完全依靠人力，而是依靠水力的话，那么情况就完全不同了。

　　因为铁器的铸造，其实是有很多重复性的机械运动的。

　　像粉碎铁矿石原材料这个步骤，如果将其中人力负责的砸、锤这个动作做一个简化的话。

　　那么这其实就是一把大锤子对放在地面上的铁矿石原材料，不断重复地进行上下锤、砸这个机械运动而已。

　　那么是否可以通过某种装置来取代人力，从而驱动这么一把大锤子对放在地面上的铁矿石原材料，进行重复的上下锤、砸这个机械运动呢？

　　答案是可以的！

　　甚至天幕上的“工部研究人员”就给予了他们答案。

　　那就是建造一个水力大转轮，不过这个大转轮并不是为了向上提水，而是为了利用水力的冲刷，带动大转轮的转动。

　　然后再通过齿轮、叶轮、链条等一系列相关的传动装置，使得负责粉碎铁矿石原材料的大锤子，不断重复进行上下锤、砸这个机械运动。

　　如此一来，只要水力不断，那么这个大锤子就会一直对铁矿石等原材料，重复进行上下锤、砸这个机械运动。

　　届时，杂役仅仅只需要将那些未被砸、锤粉碎的铁矿石原材料丢到大锤子的下方，然后运走已经被大锤子砸、锤粉碎的铁矿石原材料即可。

　　可以说是大大节省了铁器铸造在碎料这一步步骤所需要的人工与精力。

　　然后，需要不断对冶炼高炉进行鼓风这个工作，其实也是一个循环往复的机械运动。

　　同样也是可以通过建造一个水力大转轮，然后再通过齿轮、叶轮、链条等一系列相关的传动装置，使得鼓风机不断向冶炼高炉内部鼓风的。

　　如此一来，同样只要水力不断，那么这个水力传动鼓风机便会一天十二个时辰不停地向冶炼高炉内部鼓风。

　　还有后面将生铁铁水不断搅动、翻滚、冶炼成熟铁铁水的这一步步骤，也是一个循环往复的机械运动。