第25章 炒钢的谎言
从温度上说，炼钢比烧玻璃要容易。炼钢是每个穿越者绕不过去的环节，不妨考虑考虑踏踏实实地炼钢造枪炮。 后世把钢铁按含碳量分成三类： 含碳量小于0.2%的叫做纯铁，熔点是1538°C。纯铁很软，订书机的钉子就是纯铁，用指甲就可以掰弯； 含碳量在0.2%至2.1%的叫做钢，随着碳含量的增加，钢熔点会下降。当含碳量为1%时，熔点降为1470℃；碳含量为2.1%时，熔点为1380℃，所以炼钢的炉子必须能达到最低1380°C。含碳量在这个区间内，钢会产生独特的内部结晶，所以钢性能优异，造枪造炮杀人越货最好不过。 含碳量高于2.1%的叫做铸铁，熔点最高是1375℃，而当含碳量为4.27%或更高时，熔点降为1148℃。铸铁的结晶和钢完全是两回事。铸铁硬而脆，不适合做武器。经常有故事说一家人要分离，老人拿出家里的铸铁锅，一块石头下去就把铸铁打破成几块，然后兄弟几个一人一块，几百年后同一家族就分成了锅沿、锅邦、锅底几个分支——可见铸铁有多脆！ 木炭燃烧的温度，在供氧充分的情况下，只能达到1000℃到1100℃，如果加上特别设计的保温炉子，最高极限就是1200℃。所以木炭炉子不管怎么折腾，炼出来的只能是铸铁。 想升高温度，就必须使用煤炭、燃气等能量密度大的燃料。 遗憾的是，中国的煤含硫量太高，不管是直接炼铁，还是炼成焦再炼铁，都会导致铁中的含硫量增加，造成热脆性——看上去红红软软的铁块，一锤子下去就象玻璃一样碎成渣渣了，根本就是废铁。 煤炭的脱硫技术太复杂，复杂到孙一根本看不懂。所以孙一只能转而求其次，先炼铸铁，再想办法把铸铁变成钢。 传说中，把铸铁变成钢有三种办法：炒钢、灌钢、百炼钢。 炒钢在后世被许多人追捧，比如某文对炒钢的介绍：“炒钢是将生铁加热到1150～1200℃以上时，在熔池中搅拌，使其中所含的碳氧化，氧化完全则成为熟铁或低碳钢；在脱碳不完全时终止炒炼而得到的是中碳钢或高碳钢，然后出炉锻打成器。中国汉代炒钢技术的发明，是炼钢史上的一次革命，比欧洲早1800多年。” 多么伟大的发明！ 只要在1150～1200℃以上的熔池中搅拌就能得到低碳钢、中碳钢、高碳钢！ 叫首钢、宝钢、鞍钢的专家情何以堪！ 无知、无畏且无耻！ 1150～1200℃，你再搅拌也是铸铁！——无知。 追捧“炒钢法”的人公认对炒钢介绍最详细的是明朝的《天工开物》，并有插图为证。 实际上，《天工开物》原文中根本没有“炒钢”的字样！文字描述和插图画的是造“熟铁”！ 追捧“炒钢法”的人的逻辑是：“熟铁都能搅拌出来，搅拌一半当然就是钢。 铁分生熟，是东方特有的分类。《天工开物》记载“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟”，然后详细平实地介绍了“炒熟铁”的办法：在炉口直接凝固得到的铁锭是生铁，用柳木棍搅拌一下、同时撒入干的污泥粉，再凝固的铁锭就是熟铁。 由于不知道从什么时候开始，在后世“熟铁”一词的定义变成了等同于“纯铁”，所以就有含碳量大于2%的铸铁经“搅拌”变成含碳量小于0.2%的纯铁，所以搅拌一半当然就是含碳量在此之间的钢，这种匪夷所思的逻辑。——很无畏。 于是有人就发明了“伟大的古代发明”，然后不容质疑地鼓吹。——非常非常无耻。 事实上，你去查阅任何一本古书，都没有“炒钢”两个字！ 用严格的后世科学的术语来说，古代的“生铁”实际上是“白口铸铁”，这点是没有任何异议的。 “白口铸铁”在熔池内用柳木棍搅拌——混入柳木棍的碳，再撒入泥粉——混入泥巴中的硅，硅有助于碳以石墨的形态存在，形成的“熟铁”其实就是增加了韧性的“石墨铸铁”。 灌钢，又叫团钢，是同炒钢一样的“伟大的古代发明”。其过程是把古代的“生铁”和“熟铁”混在一起，就变成了钢。 ——两种铸铁，你再怎么混和，得到还是高碳的铸铁！虽然古代人称之为“钢”。 北宋，沈括的《梦溪笔谈》中明确指出： “世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之“团钢”，亦谓之“灌钢”。此乃伪钢耳，暂假生铁以为坚，二三炼则生铁自熟，仍是柔铁。然而天下莫以为非者，盖未识真钢耳。” 翻译成白话就是： “世上锻铁所称的钢铁，是先把柔铁弯曲盘卷起来，又将生铁陷入其中，然后用泥包裹好加以烧炼，炼好后再加锻打，使柔铁和生铁互相掺杂渗透，这样锻炼出来的钢就称为“团钢”，也叫“灌钢”。这其实是一种假钢，只不过暂时借生铁提高硬度，经过两三次烧炼之后，生铁自然变熟，则得到的还是柔铁。然而天下人都不以为这办法有什么不对，兴许是因为不知道什么是真钢。” “灌钢”的鼓吹者从来不会提这段话。 孙一确信，用这种“灌钢”造枪，绝对会炸膛！ 沈括在文中紧接着描述了真正的钢——百炼钢。 “余出使至磁州锻坊，观炼铁，方识真钢。凡铁之有钢者，如面中有筋，濯尽柔面，则面筋乃见。炼钢亦然，但取精铁，锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也，虽百炼不耗矣。此乃铁之精纯者，其色清明，磨莹之，则黯黯然青且黑，与常铁迥异。亦有炼之至尽而全无钢者，皆系地之所产。” 翻译成白话就是： “我出使到磁州的锻坊看炼铁，才知道什么是真钢。凡是铁里面含有钢的，如同小麦面粉和成的面团里头有面筋，把面团的软面洗干净了，才会见到面筋。炼钢也是这样，只取精铁，锻炼百余火，每次锻打都称重，锻一回轻一回，直到屡次锻打而斤两不减，那就是纯钢了，即使炼上百次也不会再有损耗。这是最精纯的铁，其色看上去清澈有光亮，而磨光之后又显得暗暗的，青而且黑，和普通的铁迥然不同。也有铁炼尽了而全无钢的，这都和铁的产地有关系。” 百炼钢的原料一定要是“精铁”，可惜沈括没有讲明什么才是“精铁”。 西方有一种类似的炼钢法叫“块炼法”。在炉温仅1000℃上下的炉口收集烧红的块状铁疙瘩，反复敲打，一直把铁疙瘩中的杂质和炭含量敲到钢的程度。 从逻辑上推导，沈括的“精铁”就是西方“块炼法”中的铁疙瘩。 为什么要加个“精”呢？ 因为中国的普通铁矿石琉含量比较高，在炉口直接收集的普通铁疙瘩因为热脆性会经不起“百炼”或“块炼”的敲击。 所以要一定精选上好的铁疙瘩才行。 ——总之，炼铁也没有捷径，老老实实地抡大锤才是唯一正途。 ———————— 参考资料（与情节无关，不感兴趣的读者可跳过） 《天工开物》有关“炒钢”、“灌钢”的原文 凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生熟相和，炼成则钢。凡铁炉用盐做造，和泥砌成。其炉多傍山xue为之，或用巨木匡围，朔造盐泥，穷月之力不容造次。盐泥有罅，尽弃全功。凡铁一炉载土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭，南北各从利便。扇炉风箱必用四人、六人带拽。土化成铁之后，从炉腰孔流出。炉孔先用泥塞。每旦昼六时，一时出铁一陀。既出即叉泥塞，鼓风再熔。 凡造生铁为冶铸用者，就此流成长条、圆块，范内取用。 若造熟铁，则生铁流出时相连数尺内，低下数寸筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执持柳木棍排立墙上，先以污潮泥晒干，舂筛细罗如面，一人疾手撒扌艳，众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。其柳棍每炒一次，烧折二三寸，再用则又更之。炒过稍冷之时，或有就塘内斩划成方块者，或有提出挥椎打圆后货者。若济阳诸冶，不知出此也。 凡钢铁炼法，用熟铁打成薄片如指头阔，长寸半许，以铁片束尖紧，生铁安置其上，（广南生铁名堕子生钢者妙甚。）又用破草履盖其上，（粘带泥土者，故不速化。）泥涂其底下。洪炉鼓鞲，火力到时，生钢先化，渗淋熟铁之中，两情投合，取出加锤。再炼再锤，不一而足。俗名团钢，亦曰灌钢者是也。 凡倭夷刀剑有百炼精纯、置日光檐下则满室辉曜者，不用生熟相和炼，又名此钢为下乘云。夷人又有以地溲淬刀剑者，（地溲乃石脑油之类，不产中国。）云钢可切玉，亦末之见也。凡铁内有硬处不可打者名铁核，以香油涂之即散。凡产铁之阴，其阳出慈石，第有数处不尽然也。