得蔡怀水说的坩埚起码能装十几斤钢铁,这样算下来坩埚炼钢的成本比买苏钢便宜多了。李植点头说道:“没关系,那你就去联系购买这样的坩埚吧,先买一百个来。要是我用你买的坩埚炼钢炼成了,我赏你二十两银子。”
蔡怀水闻言一喜,说道:“东家借我三个家丁四匹马,两辆马车,我带人去德州买黑滑石坩埚。”
蔡怀水当天就出发往德州去了,六天后用马车运了一百个坩埚回来。
李植仔细看了看那坩埚,发现确实是用石墨和粘土做的。
有了坩埚,李植就开始修筑坩埚炼钢的炉子了。这种炉子用耐火砖做成,下面是空的,空腔旁边有个鼓风口,用人力不断鼓风。炉子中间有铁条做成的炉桥。炉桥上面装满焦炭,焦炭中间放置石墨坩埚,炉子上面的炉盖上留着一个孔。这个孔用来观察铁水和搅拌铁水。
这个炉子里,可以放五个坩埚。
焦炭在明末被用于炼钢。李植派人在天津附近找了找,在遵化的官营炼钢厂附近找到了炼焦的作坊,买到了焦炭。
花了三天做好了炉子,李植就开始试验炼钢了。
李植在炉子里堆满了焦炭,在焦炭下面防置木材,把这些木材点燃,逐渐把焦炭烧着了。这时候坩埚不放进炉子,等炉子烧了半个时辰烧热了,才把空坩埚放进去。然后用力鼓风下料,把坩埚烧得火热后,才把预热过的熟铁放进坩埚里。
同时在熟铁里放上一些石灰粉,用来造渣。
关上炉子烧几个小时,等炉子里的坩埚材料石墨渗入铁水内,把铁水变成钢水后,打开炉子勺出浮在钢水上面的炉渣,然后倒出钢水。让钢水在模具里变成钢锭后,便得到了需要的钢材。
李植也不知道到底要烧几个小时才能渗碳完全,就试烧了多次。炼制钢材的时候坩埚反复使用,结果有一个坩埚用到第五次时候裂开了。漏出来的铁水废掉了一整个炉子,好在没有漏在炉子外面伤到李植。
看来这个石墨坩埚只能重复使用三、四次,李植从此把用过三次的坩埚都扔了,不再使用。
最后烧了十几个坩埚的铁水后,李植发现烧两个半小时渗碳就比较合适,烧出来的是钢材。
但第一炉钢水烧出后,效果不好。李植让铁匠用造出来的钢材做了个弹簧。结果那弹簧压了十几次就弹性减弱了,显然这次炼出的钢材不合格。
李植猜测是钢铁中含磷和硫太多了,尤其是含磷过高。磷与铁形成极脆的化合物磷化三铁,在室温下使得钢的塑性和韧性急剧下降。
李植再次试验,这次他等铁水烧化后在坩埚里加入更多石灰石、萤石、河沙和纯碱造渣,然后在炼制过程中不停用铁棒搅动铁水,希望能除去更多硫和磷。
这一坩埚炼出来的钢材质量明显提高,做出的弹簧已经可以媲美苏钢制品了。但是李植依旧不满足,坩埚炼钢造出的产品应该强于苏钢,显然生产工艺还可以改进。(未完待续。)
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