第四百七十七章 煤鐵

大明國師 第四百七十七章 煤鐵

當然了，鋼材品質和玻璃品質提升的這個問題也并不容易解決，不是一座礦脈就能攻克的。

在這個時代，冶煉工藝已經很成熟，但是要讓鋼鐵更加結實耐用，依然有不少的難關。

如果沒有姜星火的干預，隨著時間的推移，再過一百多年，來到明朝中后期，華夏傳統灌鋼法即將抵達其技術巔峰，也就是生鐵覆蓋法和生鐵澆淋法（即蘇鋼）將會被發明出來。

但灌鋼法抵達巔峰，也并非是鋼鐵行業走入近代工業的最后一道門檻。

因為想要把鉬等元素像是輕松混合各種藥劑的巫師一樣進行自由搭配，就需要掌握治煉液態鋼水的技術，只有將鋼加熱到液態，才能自由且精確地控制其中的碳與其他元素的比例，百鍛鋼、灌鋼，甚至熟鐵滲碳鋼等都是不可能做到精確調控的。

而冶煉液態鋼水，這就需要轉爐煉鋼法的出現了。

在沒有轉爐煉鋼法之前，想要進行附魔，只能走日本人的那條效率奇低的路子。

為什么日本武士刀雖然質量高，但質量卻并不統一？這就是因為武士刀的鍛造雖然基本都使用了日本獨有的“踏鞴式”低溫煉鋼法，但不僅人工水平不一樣，原材料也不一樣。

從原材料的角度講，日本人用的是他們口中成分較為特殊的如“赤目”、“真砂”等鐵砂，但說白了，就是不同地區的鐵礦里不同的伴生礦，屬于是開盲盒式的概率附魔，能得出什么品質，全看伴生的是鎳、鉻、鉬、鈷里的哪種元素。

“赤目”、“真砂”這些鐵砂，因為其中所含雜質比較多，在華夏這種人口眾多追求軍備武器制式統一的國家，是基本不使用的，因為冶煉起來很麻煩，效率很低，武士刀鋼材的出鋼率是很低的，一般需要2530噸的原材料，才能出1噸武士刀鋼材，沒什么性價比可言。

但從人工水平上來講，由于日本人只有這玩意，也不怕麻煩，反而是盡力去挖掘其潛力，別說，還真挖出來了，那就是可以將不同材料用于不同部位，然后進行折疊鍛打成刀折疊鍛打這個過程，其實就是含碳量變化的過程，但這在古代并非是一個可以量化的工作，因為工匠在此過程中看到不是最終的結果，最后還要淬火才能得到最終結果，所以此前的步驟只能依靠工匠的經驗，故此在日本想要成為合格的鍛刀師，需要長時間的鍛造經驗，基本沒法像大明一樣搞制式裝備。

但不管怎樣，哪怕是用手工的土辦法給火炮炮管打造特殊鋼材，用來部分取代現在的銅炮，這座疑似伴生輝鉬礦，也是很有價值的。

姜星火記憶里，華夏的輝鉬礦似乎主要集中在贛南和東北兩地，南京的湯山里有伴生礦，倒是真的沒什么印象，但既然已經引起了他的注意力，那就要仔細探究一下了。

葉宗行隨即命令礦工將這礦洞挖深，以便大致估算礦坑中的各種礦物的儲量和比例。

在等待的時間里，姜星火也在想，他不知道自己的運氣怎么就突然好了一點，但從不斷傳來的報告來看，他確實撿到寶了，他現在唯一擔心的，是這輝鉬礦會不會只是少量發掘出來的，如果是的話，那么開采價值就不大了。

不過這個問題隨后就證明不用擔心了。

事實上，姜星火不知道的是，輝鉬礦的成因產狀主要是高、中溫熱液成因的，其礦床與酸性巖在成因上有關，后世的礦物學家們認為，具有工業價值的輝鉬礦床大都與地下的熱液體有關，在石英脈或石英化的巖石中分布最廣。

為什么湯山有溫泉？自然是因為地底下還有沒冷掉的巖漿，會不停的冒出熱氣，熱氣很集中再加上有縫隙的含水巖層因為熱變成了高溫的熱水，而且還會伴隨有蒸氣，因此形成了天然溫泉。

但同樣，湯山的地下熱液體，在漫長的時間里，也促進了輝鉬礦的產生。

每個大型的礦場，礦道里都會有大大小小的礦脈分支與礦道交織，如果這個礦洞是新近開鑿的，那么其礦物分布由于分層不均的原因，只靠一個礦洞是沒法完全確定的，充滿了偶然性，但因為沒有被人挖走，是可以通過相鄰的礦洞并列進行挖掘，來確定這片區域的整體礦物分布的。

這個消息傳出去后，雖然眾人不知道這到底是什么，有什么用，但卻讓所有礦工都振奮異常，因為他們知道這對于他們來說，絕對是來大活了。

湯山礦場待遇很不錯，如今有了稀有礦脈，就算看守的森嚴，他們偷不出去沒法變賣，但礦場掙錢多，他們也有了長期的生計，想來努力干活，就足夠他們養活一家老小了。

姜星火雖然心里還有些沒底，但也能理解這群礦工的喜悅，畢竟對他們來說，挖什么都是挖，但若是礦脈珍稀，那他們收入提升的概率也要高一些，或許對達官貴人來說這一絲希望無所謂，但對于這些底層的窮苦老百姓來講，任誰都難免激動。

“葉主事，這次的礦洞，前頭光靠人刨，怕是短時間內探不明白了，你看我們該怎么處理？”

這時候工部有工匠來匯報，葉宗行繼而向姜星火請示。

姜星火沉吟了片刻說：“首先要確定還能不能繼續炸，如果炸藥會有導致礦洞坍塌的危險，那就還是人工刨，其次，看看這條礦脈是否有別的入口更好挖掘，如果有別的入口，那么它距離這個礦洞的位置有多遠，這些情況都需要查清楚，不能貿然去炸。”

葉宗行點了點頭，親自下礦洞去查看情況，看看里面適不適合定向爆破，出來又在外面其他開掘的小礦洞一并看了看，心里算是大約有了譜。

“國師。”葉宗行皺眉思考片刻，“我想我們還是應該嘗試一下。”

姜星火望著他：“你有把握？別為了今天給我看成果冒險，等幾天人工刨也無妨的，若是因此害了礦工性命，那便不值當了。”

葉宗行笑笑說道：“有，而且肯定沒有危險，只要做好周密的準備，我想一定可行。”

如果論定點爆破的經驗，葉宗行肯定是這個世界上經驗最豐富的工程師了，光是在江南，就炸過無數的水壩、河床，在安南還炸過關墻和城墻，而且非常善于總結和反思，可謂是青出于藍而勝于藍因此，雖然葉宗行是自己教出來的，在這件事情上，姜星火還是愿意選擇相信他的判斷，而不是自己的。

“國師，我打算用中深孔爆破.”

葉宗行當即把自己制定的計劃說給了姜星火聽，他的方案非常簡潔，就像是一名戰場經驗豐富的老兵，指揮手下新兵蛋子打仗的套路一樣。

在煤礦開采的過程中，隨著開采深度的不斷延伸，需要不斷的掘進，在掘進的過程中就需要有巷道的支撐，在巷道的挖掘過程中爆破技術是最快、最有效的方法，而這里，跟爆破水壩和城墻不同，中深孔爆破技術是最好用的。

因為中深孔爆破技術在爆破過程中巖石的破碎效果好，減少了爆破飛石，而且石塊的大小基本都符合工程的要求，很少出現超出規格的大石塊，運輸起來不費勁，按照葉宗行的方案，每爆破一次后，都等待一定時間，如果礦洞沒有任何垮塌跡象，那就用大量木框進行固定，然后撤出搬運土石的人手，繼續爆破作業，如此反復總的來說，就是炸藥開路，然后運土，方案非常穩妥，并且安全性很高，就是有點費錢。

而且中深孔爆破還有一個優點，那就是定向推進的效果，比其他方式要好，爆堆集中又具有一定的松散度，炸開的坑洞便于運輸礦石。

當然了，這同樣也意味著，技術細節的要求都比較高，一般人是玩不來的。

姜星火倒也不急著回去，因此聽完之后微微頷首道:“不錯，就按照你說的辦吧，但是，萬一有風吹草動，那么就立即撤回來，不管有什么損失，都比丟了小命強。”

“放心吧國師，不會拿礦工的命開玩笑的，更何況我的手藝您又不是不知道，這個山體結構撐得住連續爆破，而且，咱們的人手也夠用，足夠輪流運送土石。”

葉宗行轉身離去，姜星火忽然叫住了他：“知行。”

“國師？”

“伱是我的弟子.自己也要注意安全。”

“好！”

一臉黑黢黢的葉宗行咧嘴一笑，露出了一口白牙。

葉宗行把工部的工匠們都召集了起來，這些人都是玩火藥的老手，此時倒也沒什么緊張的。

“還是老規矩，先說注意點，然后分工。”

葉宗行沉穩簡潔地說道：“每個炸藥包之間的距離，還有抵抗線的確定，要看具體的巖石的堅硬程度，這個不消多說，你們都是老手，我要說的是，第一，塞炸藥包的鉆眼不能馬虎，要按標準做，不然起爆效果保證不了；第二，在往炸藥包里裝藥時，要控制好火藥量，而且火藥分布一定要均勻；第三，所有炸藥包都用兩根導爆索，起爆的時候按不同的深度控制好不同的導爆索長短，確保在同時起爆的過程中，分出前后微小的間隙，都明白了嗎？”

“明白！”

工匠們齊齊說道。

葉宗行瞇了瞇眼睛：“既然都這么有信心，那么接下來，我們就按照計劃執行，老李，你們三個負責守住出入口，還有后續運輸土石和木框，老劉，你們五個負責爆破，老孫你和老黃負責監視山體的情況，其他人跟我在爆破等待時間結束后進入礦洞內部勘察情況，盡快弄清楚礦脈里的具體分布，如何？”

“好的。”

“我沒意見！”

“嗯。”葉宗行滿意地點了點頭，“那么現在立刻開始吧。”

眾人紛紛散去，開始忙碌起來。

第一輪起爆很順利，土石的運輸也很方便，因為采用的微差起爆技術雖然比較原始，也沒有什么遙控爆炸，還是靠雙導爆索來進行，但前面起爆的炸藥包能通過應力波疊加，使巖石進一步破碎，為后起爆的炸藥包提供新的自由面.用俗話說就是趟出條路，可以有效減少巖石阻力，而且這種方法也能讓周圍被炸出來的土石有水平方向的移動，在爆炸過程中相互碰撞，使已經產生微小裂隙的巖塊進一步解體破碎，因此土石的松散度就比較好，清理運輸起來方便。

但還是不可避免地出現了不算意外中的意外。

——礦洞里出現了水漬。

湯山本來就附近有溫泉，山體深處的巖層里有水，再正常不過了，但對于需要精準起爆的爆破來說，卻非常要命。

因為水漬，會極大地影響火藥爆破，而且有可能導致負向的連鎖反應。

“走，我去看看。”

葉宗行心頭一沉，但還是鎮定地說道。

礦井里的光線本來就不太好，又因為這段時日連續刮風，導致礦井中更顯昏暗陰冷。

但葉宗行卻絲毫不懼，他戴著細棉布的面罩和手套，背著個包囊，腰間掛著工具，手里拿著一盞燈，邁步踏入了漆黑的礦道。

葉宗行對這片礦脈并未太熟悉，而且這里情況多變，僅憑記憶或常識是無法精確判斷的，所以必須要親自去看看。

葉宗行順著礦道往深處走，一直到了大約幾百步的地方，空氣越發的悶熱起來，他感受到了極度壓抑的環境，礦洞的溫度已經逼近了人體承受的上限，沒有了一開始的陰冷，反而變成了濕熱。

這種感覺，跟泡溫泉差不多，葉宗行的額角冒出了汗珠，但腳步并未停止，仍舊在堅定地向前走著。

這里距離礦洞入口已經非常遠了，礦洞中除了他們一行人之外，再無他人，而且他還聽到了礦洞深處隱約傳來的異響，像是某種蟲鳴，令人聞之尾椎骨都發顫。

礦道的寬度其實并不算窄，但是礦壁很硬，并且非常低矮，到了最后一段路，葉宗行必須緊貼在墻壁上俯身前行才行，否則很容易被碰到頭。

這里的一切都是新鮮的，周圍是用來穩定礦道的木框，通風的豎井還沒打出來，呼吸有些困難，但還有風的流動。

這條礦道很深，一直往前延伸著，葉宗行等人在里面跋涉了好一會兒，才看到了盡頭。

礦道盡頭是一片開闊地，地面上鋪滿了黑色的礦石碎片，而在這里的巖壁上，確實有水漬。

“難辦了”一名工匠的神情有些凝重。

如果積水多，即便現在沒有蒸汽機，也可以人工抽走，慢慢弄就是了，最怕的就是這種有水漬，但又沒積水的情況。

“葉主事，怎么辦？”

葉宗行想了想他之前在江南濕潤地區遇到的這種問題，但還是有些不敢確定，于是說道：“先鉆孔。”

幾人頂著高溫高濕，在巖壁上鉆出了塞炸藥包的鉆眼，葉宗行用自己手指試了試，隨后又用隨身攜帶的，綁著棉紗的竹竿試了試。

“還行，能弄干凈。”

葉宗行沉吟片刻，聲音透過面罩，嗡里嗡氣地說道：“用棉紗桿子給里面弄干凈，然后拆分炸藥包，藥量不變，但是鉆深孔，拆成兩個包，兩個包之間用細砂堵塞。”

堵塞段用細砂堵塞，跟野外自制過濾水裝置的原理差不多，是因為這玩意能起到簡易濾水器的作用，可以將堵塞段的水擠出，又增加了填塞段的密度。

“立即進行鉆孔和裝藥、填塞工作。”

隨后，第二輪起爆順利完成，如此循環往復，經過了四輪起爆，終于可以確定了湯山煤礦里，確實含有數量不少的伴生輝鉬礦，而不是偶發性的小規模礦。

在輝鉑礦被爆破挖掘的時候，其他人都離得遠遠的，只有姜星火蹲在礦坑邊不遠處，拿著放大鏡仔細地看著那一堆堆運出來的礦物質。

工業革命，重工業部門里，最重要的就是煤鐵兩個部門，如今算是在他親手的打造下，開始向著全新的方向前行了。

“確實是挖到了一座輝鉬礦啊，真是意外之喜。”

姜星火雖然不知道具體有多少噸，但大概估摸著，數量在進入初步工業化的時期，肯定是夠用了。

事實上，這些都是在后世被發現的，但由于時代不同了，在以前還算是稀缺資源，年產量十幾噸、幾十噸的輝鉬礦，侵略者都會大力掠奪，但在后世被發現的時候，已經有其他規模更大的礦替代了，所以這座小伴生礦，并不為人所知。

當然，現在這些都屬于姜星火了。

提升鋼材性能，還需要一系列的配套技術，但輝鉬礦這玩意兒，不止是用來鑄造鋼鐵，用來給玻璃制造提升質量，是現在就可以用的。

而且，在姜星火看來，如果不用在玻璃制造上，輝鉬礦也完全可以當作一種稀缺的金屬資源，以后專門用于兵器材料的升級改造，繼而對其他國家形成技術無法復刻的技術代差。

因為鉬的熔點很高，在自然界單質中名列第六，被稱作難熔金屬，以現在世界各國的冶金水平，只能通過日本的那種鍛打方式來間接使用，想要直接熔化，是沒有那個爐溫的，大明也做不到。

而在后世，鉬被稱為“鋼中第一金”，鉬在鋼鐵工業中的應用中始終占據最主要的位置，這玩意實在是太強悍了，鉬作為鋼的合金化元素，可以提高鋼的強度，特別是高溫強度和韌性，提高鋼在酸堿溶液和液態金屬中的抗蝕性，提高鋼的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐熱性，在冶金領域，它的重要性遠勝于其他金屬，可以說是制作鋼材的最佳選擇。

只能說，如果什么時候大明能夠完全利用鎳、鉻、鉬、鈷這些金屬，也就足夠把其他國家當原始人打了，因為對于其他國家來說，還停留在無法熔化鋼鐵的技術水平，能夠把其他高熔點元素融入鋼鐵，制成戰爭武器的大明，那簡直就是.天外科技。

湯山一行，姜星火收獲頗豐。

緊接著，他就馬不停蹄地繼續去視察工部下屬的冶鐵場和工部兵器局開辟的鑄炮所。

隨著工業革命里輕工業部門的規模增長和產品大規模出口的實現，現在姜星火開始更加重視重工業部門的改進了，煤鐵不分家，看完煤，自然要看看鐵。

而“鹽鐵專營”這四個字，不是白叫的。

實際上，冶鐵業的規模雖然不如制鹽業那么大，但管理模式，基本上是一模一樣的，按老朱的規矩，這都是國家專營，有專門的人作為鐵匠承擔相應的生產任務，并且子孫傳承世襲。

那么鐵是國家專營，民間會不會無法出現像是食鹽一樣的情況，官營的冶鐵業無法滿足百姓正常的使用需求呢？

答案可能比較出乎意料，不會，而且大大富余。

大明全國的官營冶鐵場，現在每年的鐵產量換算成噸的話，大概是八九千噸的產量水平，哪怕是最高的年份，也沒超過一萬噸這個門檻，但就是如此，還用不完的用呢，到了洪武中后期的時候，每年鐵產量都會積壓，最多的時候積壓大概小兩萬噸，也就是兩年多的全國鐵產量富余了.為了使用掉這些富余的鐵產量，老朱下詔官營冶鐵場停止冶鐵，停了足足八年之久，然后又開始煉，結果短短兩年，又積壓了小兩萬噸。

這回老朱沒法了，直接下詔官營冶鐵場都停止冶鐵，民間如果有需求，就自己煉去，但國家要征收15的冶鐵稅。

之所以會出現這種情況，就是因為民間沒什么用鐵需求，基本都是打農具、菜刀、鐵鍋之類的，這些東西根本不需要用好鐵，只需要用白口鐵糊弄一下就行了。

現在大明官營冶鐵場的主要的鋼鐵需求，其實都是軍方提供的，包括刀槍、甲胄、箭頭、火銃這些。

工部的冶鐵場里。

巨大的煉鐵爐已經被點燃了，溫度很高，幾十號漢子打著赤膊圍著爐子轉悠，忙碌得熱火朝天的。

“快了！”

“再堅持一下就可以了，你們看！已經快成功了！”

伴隨著各種歡呼聲，爐子的里面開始出現黑紅色的雜質。

這就是煉出來的廢渣。

姜星火等人是悄悄的進來的，并沒有打斷這些工匠。

他觀察了片刻，大約就看出門道了，這應該是坩堝煉鋼法的變種，但問題是鋼的熔煉溫度是1500度以上，生鐵1200度以上，小坩堝耐火，可產量不行，起碼要達到1600度，鋼才能融化成鋼水，這種大爐子是做不到的。

“這是方爐，煉的是鐵水。”

旁邊工部的隨行官員解釋道。

果然，是鐵水，而不是鋼水，說明溫度達不到1600度。

這種開放式的煉鐵爐，雖然有人力與畜力鼓風，但是光用眼睛看就知道熱效率不高，沒有辦法有效聚熱與留熱。

之所以需要轉爐煉鋼法，是因為液態鋼（鋼水）的關鍵是爐溫要高，事實上，在古代的東西方，是都沒有液態煉鋼的，要制造鋼材，只能通過熟鐵滲碳的笨辦法獲得，一直要到19世紀中葉，隨著平爐發明才有液態煉鋼，才能開始快速高效地大規模制造鋼材。

因此，這些人是在冶煉熟鐵。

別看熟鐵是“鐵”而不是“鋼”就小瞧這種技術，實際上，熟鐵的熔點不僅遠超生鐵，甚至比鋼還要高，所以古代無論東西方就像是無法獲得液態鋼一樣，同樣無法通過液態冶煉直接獲得熟鐵。

現在這些工匠要獲得熟鐵，除了通過鐵礦石初步還原成的海綿鐵反復鍛打制得，有點類似于日本制造鋼刀的這種生產效率極低的辦法，就是通過這種方爐冶煉得到生鐵，再通過熱處理脫碳，成為可鍛鑄鐵，對可鍛鑄鐵鍛打進一步去渣脫碳，獲得熟鐵。

有了熟鐵，才有鋼材。

因為熟鐵蛻變成鋼材，就只需要滲碳了。

只是，當這些雜質燒干凈之后，一股濃重刺鼻的焦臭味道就飄了出來。

“廢了？失敗了？”

“怎么會這樣？怎么會這樣啊？”

圍觀者一片哀嚎，不少人捶胸頓足，懊惱不已。

新的嘗試是要付出代價的，這一批生鐵的成本價值不菲，如今卻變成了廢渣，這損失，讓他們難以接受。

“哈哈哈哈！這是廢銅爛鐵啊！廢銅爛鐵！安南人都是傻子嗎？”

旁邊突然傳來一陣不屑嘲諷聲，姜星火跟著伸頭望去，發現在里面有一個穿著破舊棉襖、頭戴氈帽，身上臟兮兮，臉色蠟黃的老師傅站在遠處，神態輕蔑地看著他們。

而在冶鐵的方爐邊上的工部的綠袍小官，也面色不虞地扭過頭來，非是旁人，正是被扔到這里工作的前安南國左相國、衛王胡元澄。

不得不說，小胡這人雖然歲數不小了，但真是干一行愛一行。

讓他來管冶鐵場，他還不坐在值房里喝茶，而是親自研究起了改進冶鐵技術。