第二十六章 铁范

    问道火炮，黄毛鬼子伊格纳缇伍兹就呲呲牙，“殿下，因为刚到上川岛，田泽还没有开始炼铁，所以我就那后花园的材料开铁模造炮了，真是好神奇的铁模啊！造了一门小炮，就是您讲的轻炮，是二点二五口径的，你说的灰铸铁我们也在实验。”

    伊格纳缇伍兹带着朱浩拐进一个很大的院子里，中间有三座高大的凉棚，二个铁血会的年轻家丁正带着一帮铁匠开始清大铁炉，十六世纪用的铸炮铁炉要比一般打铁匠用的铁炉子大很多，一次xìng熔化铁水足够将一门炮浇铸成型，要不然的话就没法铸成合格的火炮。

    所以清理这些大铁炉是一个会铸炮的铁匠必须会做的事情。

    对于这个炮厂朱浩投注了极大的关注，只要在上川岛，朱浩每天必抽一点时间到炮厂了解一下进度，逼得炮厂的厂长伊格纳缇伍兹不敢有丝毫懈怠，带着铁血会的年轻人和铁匠们从早忙到晚。

    炮厂熔铁需要很高的温度，炉温要达到一千五百多度生铁才能熔化，以大明现在的环境技术，达到这样的炉温很不容易，要拿朱浩发明的馏焦炭炼铁，这是冶金史上了不起的事情。

    还有一个有效提高炉温的办法，就是吹暖风进到铁炉，所以在后花园朱浩听了黄毛鬼子伊格纳缇伍兹介绍起熔铁炉的种类时，朱浩想了一下提出来在熔铁炉的进风口之前，建一个空气预热炉或者说是蓄热炉，先把进风口的空气温度加热，进入炉膛的空气温度越高，炉温就会越高。

    听了朱浩的建议之后，这个黄毛鬼子伊格纳缇伍兹有点将信将疑，朱浩说做就做，吩咐铁血会的家丁们又在熔炉前面加盖了一个蓄热炉，蓄热回收的优点炉温更加均匀由于炉温分布均匀，炉温大大改善，专门给通过的风增温，这么一来，一个新式的熔炉就这么建成了。

    大明末年，广东也有比较完整使用颇为先进的瓶型高炉，其炉特大，可抵普通高炉三座，所需要的工匠也较多，尤其需加大鼓风力度，但是只出生铁，没有馏焦炭炉温达不到要求。

    从记载看，这里一个炉场大约有高炉2—3座，投资10，000余银两，用司炉（包括各工种）200余人。场外的采矿、烧炭、打水、运输尚需数百人，但不必是炉场雇工，例如那200头牛、50艘船都可能另有主人。

    算了一笔账：这样规模的炉场，若每天出铁20版，就能赚钱；如出不到10版，就要赔了，若贪多，出“双钩”，损坏炉子，更花不来。这种炉场的主人是谁，劳动条件如何，仍然没有交待。

    不过，从其规模看，不可能是小生产者合伙组织；200余工人，工种不同，也不会是平均分配，朱浩还知道，它的产品是运销佛山，卖给炒铁、铸铁商户。投资大，是为利润而生产，自不待言。

    从明末到清代广东铁业不断发展着，它还是有个资本积累和扩大再生产过程的。象这样的炉场，可以说是具有资本主义性质的工场手工业了。

    朱浩想了一下这个时代的工匠还不太了解煤炭中含有硫，硫会降低铁的品质，但是他们也发现用煤来炼铁，出铁快，但是易发脆，炼完铁的产物主要是铁水（生铁），煤气和炉渣。

    铁矿石经高炉冶炼根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和灰铸铁等几种。生铁性能为坚硬、耐磨、铸造性好，但生铁脆，不能锻压，灰铸铁具有良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。

    伊格纳缇伍兹铁模铸造铁炮的时候，先在模的内表面刷上用细稻壳灰与细砂泥加水和成的涂料，再涂刷极细煤粉调制的第二层涂料，然后箍紧铁模，烘热、装配泥芯，浇入铁水。待凝固后，立即脱去铁模，趁炮身还是红热时，清除毛刺，除净泥芯，得到成品。

    如此一来，使得铸炮工艺变得简单了许多，最重要的是铸炮用的铁范不再是一次xìng使用，可以反复不停的使用，彻底省去了先制造泥范的时间和工序，大大节约了铸炮所花费的时间，同时又因为铁水浇铸进铁炮模之后，受热均匀，炮身中不会再出现有水气造成气眼和气孔的情况，铸成的火炮质量大大提高，基本上确保了不再会出现因为质量问题炸膛的事故。

    铁模的特点是一模多铸，成本低、工时少，“用一工之费而收数百工之利”，“用匠之省无算”;减少表面清理，碹铣内膛的工作量;铸型不含水分，少生气孔，用后收藏，维修方便，如果战时紧迫，能很快投产以应急需。

    大明的火炮铸造废品率如此之高的原因，最重要最根本的就是炮管内外的冷却速度差距问题，还有用煤来炼铁。

    而且炮管的口径越大，炮管壁也越厚，炮管内外冷却速度的差距也越明显，由于这冷却速度的差距，许多材质不好，不够均匀的炮管，就会在冷却时因为热胀冷缩而在火炮身管产生裂痕。而身管出现裂痕的炮管，自然就是废品了。

    不只如此，由于炮管内外冷却速度的差异，有些裂痕外表上是看不见的，而是在管壁金属内部。所以当时造好的火炮，均需作第一次试放。就是在炮管内填满火药但不装炮弹，释放一次，以管壁无裂痕者为合格。如果管壁有内伤，这一放就会裂开来，可以立刻淘汰了。

    在朱浩看来，炉温大大改善，专门给通过的风增温，热鼓风技术也靠谱了，空气温度越高，炉温就会越高，炼出高含硅量的灰口铁应该不是什么难题。伊格纳缇伍兹和朱浩等人带着牛绍牌黑色护目镜，仔细的看着铁水被小心翼翼的倾泻进模具之中。

    如今黑色护目镜这个东西在铁血会家丁已经成为风行之物。最早是谭猴子，发现此物对于防止阳光刺目的效果极佳，便死乞白赖的从牛绍的玻璃作坊要走了十几副，分给了铁血会的年轻家丁。

    铁水倾泻进模具，被高炉经过一千四百多度的高温锻炼，可爱的灰铸铁变成了液态，液态的球铁被倾倒在加设了注水管道的空心铁模中，伴随着熔液的注入，一旁的工匠开始缓缓的向铁模内的注水管道加水。

    这里交代一句，生铁有两种：一种为炼钢生铁（白口铁），断口为白色，脆而硬，流动性加工性不好主要用于炼钢。另一种为：铸造生铁（即楼主所说的灰铁），其多口灰暗，由于流动性较好，常用于铸造行业，有时也称＂灰铸铁＂。

    铁模内的冷却管道冷水正缓缓的流过，很快，冷水变成了温水，温水变成了开水，火炮的后尾开槽处，开水咕嘟咕嘟的冒着热气。

    大家都知道，水的比热容要比空气大得多，因此水冷比气冷也快的多，要让里层比外层先冷却，那就用水来冷却炮管。当然，若是真的直接往红热炮管内注水，结果只会让炮管破裂。

    实际上的方法是，把铸造炮管时，用来作炮管内模的模具换成空心的，中间加上冷却水管道，然后往里面注冷却水就行了。当然这冷却水管道必须要作成可循环样式来保证内膜温度稳定，譬如采用U型管模式从里面开始注水，这样持续循环冷却。

    唯一的问题是冷却速度，也就是水循环速度是有讲究的。太快冷却的话内管会破裂，必须有适当的速度进行才行。《火攻挈要》中记载，由于当时铸造的品质尚不十分稳定，即使是在欧洲，“铸十铳能得二、三铳可用者，便称高手”。废品率高达70～80％以上。这样火炮的成本自然很高。

    要想把铸造的火炮完整的生产出来，就要消除铸造的火炮在凝固过程中因冷却不均匀而产生的铸造应力，防止铸造的火炮产生变形和裂纹。

    铁血会的年轻人将铸造的火炮冷却到500~600℃在加热，保温一段时间后，随炉缓冷至150~200℃以下出炉空冷，有时把铸件在自然环境下放置很长一段时间，使铸件内应力得到松弛，这种方法叫"自然时效"，铸造的火炮可以采用此法来消除铸造应力。

    朱浩也知道，青铜的熔点低延展性好容易加工，而且在这个时代低碳钢技术还不过关，用钢铁铸造的火炮并不能胜任越来越大的膛压，而当时的钢基本和铸铁一样很脆。

    铸铁极易生锈尤其在盐分高湿度大的舰船上青铜铸造的火炮不仅硬度高韧性好而且还很耐腐蚀，所以想要铸成一门合格的大炮，这个时代绝不是一件容易的事情，这事儿急都急不来，朱浩看着这样的进度，今天是不可能的了。