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第二二四章 高炉炼铁、坩埚炼钢(求订阅!)

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    崇祯十年,七月。

    在天津水师清剿渤海诸岛,如火如荼的展开时。天津特区再次进入了崭新的发展阶段。除了港口、交通、市政等等基础设施建设外,刚刚上马了炼铁高炉、坩埚炼钢等等项目。

    “钢铁的重要性无需多言,武器、农具、建筑、造船、机器、器皿……各种各样的用具,皆离不开钢铁。可以说,钢铁既国家!没有足够的钢铁,工农业生产效率将会降低。没有足够的钢铁,便不能武装军队、保家卫国。没有钢铁,我们造船业所需的龙骨、铁锚、铁钉,都不能自给……”肖图白对于工业总是充满热情,特区许多重要的工业项目上马,皆是他推动和影响下启动的。

    而肖图白本人的技术创新思路,对于生产力进步的影响,往往的立竿见影的。而肖图白,对于工匠的社会地位和物质激励,因此,特区的技术工们,也多少存在着肖图白崇拜情绪。

    实际上,肖图白并不是理工专家,但是他调动大量人力物力,搞技术创新和攻关。只要通过体制,将人力物力向工业生产和科技创新等等领域引导,在资金链和政权不崩溃的前提下,是很容易出成果的。

    政权的稳固,主要是物质、经济、民生等等方面。天津特区的存在,如同后世的列强的租界一般,通过不断吸取华北、朝鲜、日本等地的利润,令天津形成了这个年代罕见的工业发达、全民免费教育、社会福利丰厚、零失业的繁荣社会。对比周边地区的贫穷、混乱。净土一般的特区,内政是非常的稳固的。而抵御外敌武力颠覆,特区拥有强大的军队和军工生产体系。所以,政权总体而言,还是非常稳固的。

    这种情况下,特区自然能够给工匠们提供各种资源和条件,让他们搞科技创新。至少,在特区工匠们,往往是高福利、高薪水的代名词。一些创新能力强的工匠,拿到的物质奖励。甚至不逊色于特区的官员们。

    整个特区的社会氛围,能够搞科技创新的工匠,是非常令人尊敬、羡慕的群体。而特区的媒体,也不断的对一些搞出发明成果的工匠,进行宣传造势。其中,不乏“工匠自幼贫穷,但是热爱科学,喜欢琢磨新事物,经常动手搞发明创造。在特区政府的关怀下。终于研究出了世界领先的技术,该项技术填补了特区的技术空白。政府给予两银子奖励,该厂的厂长奖励,一套价值1700两的豪宅、丫鬟数名、马车一辆。终于功成名就,名利双收……”

    这种普通丝工匠,通过科技创新,改变了人生命运,成为了社会上层人物的故事。特区隔三差五就在媒体上宣传,基本上惹得特区的底层人士,对于发明创造、改革工艺技术的热情不断的上升。

    古人与后世的智力差异是不明显的。区别主要存在于知识和技术的积累上。只要当权者重视科技工业发展,给予这个年代的技术人员创造出良好的研究环境,以及制定出良好的激励制度,科技发展的速度,是能够快速提高的。

    文艺复兴一来,欧洲的科技发展日新月异,这里面也是各国当权者重视使然。在整个欧洲陷入了尊重科技人才。重视科技人才的氛围中。后来的工业革命,诞生与欧洲也是情理之中。而后来,欧洲逐渐出现了衰败和颓势,也是因为忘本了。科技创新的潮流美国人推动,而非欧洲人主导,所以才逐渐变成了外强中干。

    此时的大明王朝,由于祖宗积累了大量的技术本钱,靠着吃老本,依然是世界上生产力最发达的国家。但是,从科技创新的角度来看,明朝的科技进步已经日趋缓慢。向大明肌体注入活血的,反倒是西方人传入的一些技术。

    而后来的清朝,比之明朝更愚昧,不但不重视本土的科技创新,用文字狱打压科技创新,还通过闭关锁国,中断西方技术向中国本土输入的过程。多方面因素,造成了后来鸦片战争时期的落后挨打。

    明朝外来技术的引进,还是在持续的,事实上,明朝中期以后,西方技术的输入,对于大明的技术发展,已经起到了积极影响。

    当然了,光靠着引进外来技术,而不重视本土技术创新,在未来技术竞争中,还是会落后挨打。所以,肖图白既重视引进西方的科技、知识,更重视鼓励本土人才的自古创新,激活中华民族的科技创新动力。

    12亿人口的明朝,是欧洲人口的2倍多。存在如此庞大的人口数量,匠户们灵光一闪的创新,加起来也是可怕的数据。对于科技创新领域而言,人口数量也是一种巨大的优势。

    如果庞大的人口优势被充分利用起来,科技创新的效率显然是非常恐怖的!哪怕是整个大明12亿人口,平均十万人一年产生一项创新,那么一年之内大明就能够获得1000多项新的科技成果。

    可惜的是,这个年代科技创新根本没有受到重视,既不能给与创新者社会地位,也不能给与丰厚的金钱奖励。如此一来,大明本土除了一些与西方人合作的天文、数学、火炮制造项目,还在与时俱进的发展。大多数技术的发展,已经靠着吃祖宗老本和喝西方技术的汤来维持进步了。

    中国古代的祖宗们,积累的技术本钱很雄厚。使得明朝的钢铁冶炼的工艺,还是处于世界领先地位。尤其是高炉炼铁,在明朝已经很普遍,一些大型铁厂利用高炉炼铁,一炉子一次性即可炼铁五六千斤。崇祯年间。大明全国一年能够冶铁20万吨,比整个世界其他地区的钢铁产量加起来还要多一倍。

    20万吨的钢铁产量,看似很不的数据。但是,大明全国的耕地都用铁犁,平均2人需要一把铁犁,便需要6000万把铁犁的需求。一把铁犁15公斤,光是铁犁这一项,一年就需要60万吨钢铁。

    而大明一年能够实现高炉炼铁20万吨,就连让全国的农民家家户户都用上铁犁都不能做到。

    事实上,整个大明用上铁犁的农户只有三分之一。绝大多数的农户,还在用木犁、石犁等等工具在耕作。这里面,一方面是因为铁犁价格贵,另外一方面是钢铁产量低让很多农户用不上铁犁。如果铁产量规模大增,不但能够满足农户的用铁需求,而且还能通过规模生产,降低铁的售价。

    铁产量远远不够,钢产量就更悲催了!

    崇祯年间全国一年的钢产量也不到5000吨。并且,钢和铁之间的差价是20倍!而在后世。钢和铁之间的差价是很微不足道的。因为,在后世钢厂制造出来的钢铁成本差异不大。一般情况下都直接炼成钢。

    而在17世纪,钢和铁之间,地位的天差地远。冶铁容易,炼钢则需要耗费比冶炼十倍以上的人力物力。

    明朝炼钢主要是——灌钢、百炼钢等等工艺。这两种炼钢技术,在南北朝时期已经出现,一直到明朝还在使用。

    “灌钢法”的工艺主要是把熟铁条盘成盘,生铁块塞到中间,然后泥封起来入炉烧炼,出来后砸掉泥封。从工艺本身而言。“灌钢法”是一大创举。但是,实际上“灌钢法”制造出来的钢杂质较多,钢质量不甚理想。

    杂质少的炼钢技术是“百炼钢”,宋朝《梦溪笔谈》关于“百炼钢”的记载予出使至磁州,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。”

    这里面,讲述铁匠通过不断的锻打,将铁中杂质给去除,制造“百炼钢”的过程。这个过程,不但耗费了大量人力物力,而且效率也低的令人发指。更令人发指是的“百炼钢”这种低碳钢,被迷信为“真钢”,甚至上升了铁匠们信仰的程度,严重影响了中国古代钢铁工艺的发展。

    肖图白需要的是——杂质少、质量高,并且还能够批量生产的炼钢工艺。

    其实也就是肖图白令人将“坩埚炼钢法”提前攻关研究出来。历史上,“坩埚法”是英国人洪兹曼于1742年发明,“坩埚炼钢法”是人类历史上,首个能够批量生产工具钢的创新改革。后世一直到“电炉炼钢”出现了,才取代了“坩埚炼钢法”的地位。

    “坩埚炼钢法”这种技术不外乎是将渗碳铁料切成小块置于封闭的黏土坩埚中,在坩埚外面加热,铁料继续吸收石墨中的碳而熔化成为高碳钢水,浇铸成小锭后锻打成所需的形状。钢在坩埚中熔化时,石墨碳还能起还原剂作用,发生了还原反应,各种杂质也在此过程中上浮去除。

    这种“坩埚法”之所以能够轻易练出钢,原因也是铁水与燃料被隔开了,避免了燃料中大量的杂质渗透到铁水中。炼钢过程中,钢水很多杂质上浮,可以用铁棒之类的工具,及时将杂质给捞走。因此,“坩埚法”能练出杂质少的高碳钢。

    “坩埚法”对于17世纪,应该是一种非常理想的炼钢工艺,既解决了钢的质量问题,也能够解决钢的产量问题。

    在质量上,“坩埚法”可以直接练出高碳钢,性能超过“百炼钢”。在产量上,“坩埚法”也不逊色“灌钢法”。

    而且,“坩埚法”炼出来的高碳钢,用以打造兵器的话,属于农业时代的神兵利器。一直到工业革命爆发后,钢合金技术越来越发达,才能够制造出更锋利和坚固的武器。

    高炉炼铁、坩埚炼钢技术上的问题解决后,便由国资委投资了30万两,成立一家名叫做“天津钢铁集团公司”的钢铁联合体。这座钢铁公司坐落于咸水沽,拥有1200多名钢铁工匠,修建一座日产25吨铁水的炼铁高炉,以及100多个炼钢坩埚炉形成一天之内可以炼钢05吨的产能。

    高炉炼铁,采用大明王朝非常成熟的技术,并不具备创新含量,也不能赚取暴利。但是,“坩埚炼钢”就厉害了,可以通过设定坩埚的形状,直接生产工具钢、兵器的毛坯,之后稍微令工匠深加工一番,就能够批量生产的钢制的工具和兵器。

    简单说,“坩埚炼钢”既是产量大,又是利润极其丰厚的项目。单论以此法制造冷武器而言,就是一块利润极其丰厚的市场。

    明朝时期从日本大量进口的倭刀,采用的既是百炼钢工艺。日本一名职业的刀匠,打造一把质量合格的倭刀少则两三个月,多则数年才能被打造出来。按照半年一把倭刀低效率计算,一名日本刀匠一年仅能生产2把钢刀。

    德川幕府统一日本后,日本逐步进入刀枪入库、马放南山的时代,很多武士阶级已经失业、落魄。由于日本的武器消费市场的萎缩,为武士们打造兵器的刀匠们,也混是非常凄惨。在日本当地,一把普通的钢刀仅1两银子,一把名师打造的刀也才10多两一把。

    出口大明则不同了,普通的倭刀能卖到10多两银子,一些精品甚至卖到几百两银子一把。日本的十万名刀匠,很多人都是依赖大明的需求,才勉强养家糊口。

    而“坩埚法”就比较变态了,一个炉子一次性制造10把钢刀毛坯,平均一天练出一炉毛坯高碳钢武器。这些高碳钢武器,稍微加工一番,既是比倭刀更锋利结实的神兵利器。

    一个“坩埚法”一年生产100次,可以获得1000把高碳钢刀。假设专门配5名工匠,将毛坯进行加工成合格武器。也就是平均一名工匠,一年能够打造出200把兵器!

    “坩埚法”产出武器,效率是他们的100倍,武器的质量比他们耗费心血打造的更高。而价格?呵呵,批发价1两银子卖5把,也能大获其利。零售价一把卖5两,也注定是抢手货。

    简单说,“坩埚法”出现后,至少能令日本的职业刀匠们无以为生,加速破产……而倭刀光是在大明的市场份额,一年就超过50万两规模。

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