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第008章 火上浇油（第3页）

沈括虽然政治上有污点，但科学上贡献很大，这里就比较清楚的说明了宋代灌钢的一般工序。

虽然沈括记载的是宋代灌钢技术，但据李曜所知，后世大部分的铁坊也都是这么做的，包括淘宝上那些卖龙泉宝剑的铁坊，这样做的似乎也有不少。

具体就是把熟铁条卷成螺旋状，然后把生铁片塞入螺旋之间的空隙中。

然后用泥封住炉灶，或者是封住铁团本身，开始燃烧加温，直到200摄氏度以上，生铁熔化，由于泥封，生铁不会因氧化脱碳，而是变成铁水流入熟铁之间，然后冷却取出铁团锻打，就宣告炼制成功。

而代州李家的李记铁坊所采用的办法跟这个法子倒是略有不同，主要是在前面几道工序有区别。

李记铁坊是将熟铁锻成细条，然后盘成一团（形状大概类似蚊香），然后把生铁片置于熟铁“蚊香”

之上，后面的工序则都一样。

这两种办法听起来都是不错的办法，技术简单，成本低廉，而炼出来的是钢。

然而李曜很清楚，有两个问题不能忽视：第一、铁水本身，不是好的渗碳剂。

除了中国的灌钢和欧洲曾短暂尝试的弥散法之外，古今都没有采用生熟铁杂合炼钢法的，尤其现代炼钢业无一采用这种方法，这就很能证明问题了。

铁水是一种粘稠的液体，这种特性使碳分和其它杂质较多的留在它的内部（不要忘记灌钢时铁团已经被泥封起来了，氧化现象是比较少的）而较少扩散出去。

通俗一点说，就是让铁水熔化渗入熟铁，使它渗碳，这就好像把白糖洒在白饭上面，然后放入锅里蒸，却指望它从内到外变得一样甜那么困难（相信这个生活经验诸君都有）。

所以绝大多数情况下，只能使碳分渗入熟铁较浅部位，而冷却后的铁水，成为钢中的高碳部分。

也就是说，灌钢的特点就是含碳量不均匀；第二，更简单的问题在于地球重力。

那铁水熔化后，会向下流，冷却后造成钢坯下部含碳量较高而上部含碳量较低——好吧，其实仍是含碳量不均匀。

那么解决这个问题的方法有没有？有。

就是重复这一过程。

早期灌钢耗费工时较多，就跟反复灌有关。

然而，灌成钢团之后，它的塑性会变得很差，比如按照沈括所说的，把熟铁锻成细条，卷曲起来，这还是说铁，如果要是对钢进行操作，还要困难得多，甚至于不可行。

而只灌一次的钢，显然是因为碳分不均匀的问题而达不到标准。

虽然问题不少，但时下唐朝统一的灌钢法就是这么解决含碳量不均的问题的，李记铁坊也不例外。

但是李曜因为他祖父的笔记，还知道两种改良改进灌钢法的办法。

这两种办法，历史上是在明朝出现的。

一种是方以智《物理小识》卷七《金石类》所说：“灌钢以熟片加生铁，用破草鞋盖之，泥涂其下，火力熔渗，取锻再三。”

这里主要强调要多次灌、锻。

也可以出明代炼钢炉并不封闭炉口，这样便于氧气进入而提高温度。

需要封闭的只是铁团本身。

而李曜曾经熟读的《天工开物》，在卷十四《五金》中介绍了进步的灌法：“凡钢铁炼法，用熟铁打成薄片，如指头阔，长寸半许，以铁片束包尖紧，生铁安置其土上（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。

洪炉鼓鞴，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。”

（本段以上括号内是宋应星本人的注释）

这种技术的重点有三：其一、熟铁片不再打细，因为比较疏松的熟铁有助于碳分渗入；其二、明确生铁置于熟铁之上，这样可以比较好的利用重力使铁水渗入熟铁之间；其三、仍强调要多次灌、锻。

因为产品不再需要打细卷曲，所以可以多次重复灌钢。

这种技术当然也不是完美的，其中的问题是：第一，一厘米多厚的熟铁片，来是没有经过多次锻打的，这样的话，铁片会比较疏松，好处是对渗碳有利，坏处是铁中杂质仍然没有除尽，这就需要对炼成的钢认真锻打，于是对操作者的体力和经验的要求较高；第二，长5厘米，厚一厘米的铁片，基本上是不可能渗碳完全的，更何况那渗碳剂乃是铁水；第三，铁片钳紧熟铁，究竟要“紧”