第258章 初中化學從未如此通俗易懂

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道純銅差不多是一千零幾十度，再提升一成多爐溫差不多就是一千二了。

李素就忍不住逮著現場一位工匠頭目諮詢：“這位老丈，還未請教高姓大名，這熔爐的溫度，似乎不足以熔融純鐵，你們是怎麼煉出鐵水來的呢？”

工匠頭領先不知所措地看了一眼太守陳實，然後連忙下跪：“右將軍折煞老朽了，不敢稱貴，老朽姓周名炳，右將軍此問著實懂行吶，這生鐵一物，確實不該如此爐溫就能熔化。

不過，根據老朽冶鐵三十年的經驗，生鐵此物愈是雜質繁多，熔為鐵水所需的溫度就會越低。往昔用優質木炭鍊鐵時，爐溫燒到極致，也只是紅熱軟化，並不流動。但用上無煙泥炭，或是帶些硫磺的木炭來煉，出鐵的質地較差，雜質生脆，但鐵水確是更容易出。

老朽年輕時，大約是桓帝朝末年，在雒陽的滎陽爐也幹過些年頭，當時我師傅也是這般教我，後來我又摸索數年，才自己掌握了其中分寸。”

李素聽了，微微點頭，沒想到這個姓周的老鐵匠，還是個“高階人才”呢，是從雒陽周邊的國家頂級工場混過的。

李素就忍不住岔開話題，先問他是怎麼混到蜀地來的，後來才知道是劉焉入蜀的時候，重金挖了一些雒陽的軍工技術人才。

李素心中忍不住吐槽：“看來劉焉這廝，當年剛入蜀時就有不臣之心吶，連朝廷中樞的軍工技術骨幹都挖角，而且還挺有眼光，那麼重視相關產業。”

然後，李素又問了周炳各種混入雜質的燃料鍊鐵出鐵水的難度對比，琢磨了好久，才總算是用前世的化學原理理解了這事兒：

初中化學課本上有一句基本知識點，那就是“純質的金屬熔點最高，合金熔點較低，合金中混入的雜質種類、分量越多，熔點也越低”。

漢末的熔爐沒有一千五百度，煉不了純鐵，就指望摻雜、以犧牲鐵的質量和純度來降低熔化難度。

所以用木炭鍊鐵，讓鐵裡殘留百分之幾的碳、磷、矽之後，熔點就能降低到一千兩百多，差不多就燒成比較稀的糊糊了。如果用無煙煤，無煙煤還會混入少量的硫，進一步可能降低到一千一百五十度。

所以用無煙煤煉出來的鐵質量其實是比木炭的鐵還差的，因為有了更多煤裡的硫雜質，鐵更脆更弱。但好處是產量一下子能提升到二點五倍！

畢竟鐵水越稀薄，還原反應效率就越快、鐵水跟摻進去的還原劑反應速度也越快，礦石氧化鐵裡的氧被奪走地也就越快。糊糊一樣的優質鐵水要兩天半時間反應完一爐，稀薄的像純水一樣的鐵水一天時間就反應完了。

這是以提升到二點五倍的生產速度，來換取產出更劣質的鐵！這也是為什麼一直到唐宋，產量稀少的“閩鐵”才是優質好鐵。浙南地區從春秋末期那些鑄劍大師，到後來福建地區的龍泉寶劍，都是用無硫木炭煉的，那裡沒有煤炭，絕對不沾染煤炭裡的硫元素。

“鬧了半天，宋朝人因為引入煤炭而讓鐵產量暴漲到幾乎三倍，是以犧牲一定的鐵的質量為代價的啊……這可不是好事兒，咱要兼顧質量和產量，用來造兵器的鐵肯定還得除硫，要不就是在反應的最後環節加入別的工序……”

李素心中對這個問題很是警覺，他覺得不可以聽之任之。

想來想去，李素髮現最好的兼顧的解決辦法，還是繼續提升爐溫。

畢竟，鍊鐵的鐵水最後之所以凝固，其實就是一個煤炭等還原劑投入之後、氧化鐵裡的氧元素被還原出來，鐵的純度越來越高、熔點也越來越高，最後超過一千兩百度了，於是在一千兩百度的爐子裡也就凝固了，沒法繼續以液態的高交換比快速反應。

而李素跟周炳瞭解之後，得知目前的“百鍊法”，乃至初具雛形的“炒鋼法”，其實目的就是一個，那就是“在粗鐵不再是鐵水狀態後，依然儘量讓鐵與還原劑的接觸面積和反應面積儘可能大，讓還原反應繼續進行，進一步反應掉裡面的雜質”。

當然周炳的原話當然不是這麼說的，這是李素根據工匠的經驗、結合自己的化學常識腦內翻譯的。

歷史書上說過，唐朝到了“灌鋼法”，鍊鋼的反應效率比炒鋼法更好很多，原因就是液體鐵水反應面積大、滲透率高嘛。

爐溫高就可以讓液態的高效率反應時間持續更久！攪動鐵水還原一個時辰，除雜效果抵得上“液態還原劑淋灌在固態粗鐵上”反應三四個時辰，抵得上“固體細顆粒還原劑撒在固態粗鐵上”反應半天，更抵得上“固體大塊還原劑砸在固態粗鐵上鍛打”好幾天。