了,这就是灌钢法。宋应星在他所著的《天工开物》一书中,详细地记述了当时的灌钢工艺。
“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,生铁安置其上,又用破草履盖其上,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。”
宋应星这段话的意思是说:炼钢的方法,是先把熟铁打成像手指头那样宽,一寸半左右长的薄片,然后用熟铁片束包扎紧,再将生铁放在扎紧的熟铁片上面。随后,盖上破草鞋(要用沾有泥土的,这样才不致于立即被烧毁),另外,在铁片底下还要涂上泥浆。当这一切都做完之后,把它放进洪炉里,用劲鼓风,达到需要的温度时,生铁便先熔化成铁液,渗淋到下面的熟铁中,两者便互相融合了。这时,就可取出锤打。经过再炼再锤,反复多次,这样锤炼出来的钢,俗称团钢,也叫灌钢。
耿瑞贡献出来的炼钢法则是灌钢的高级阶段“苏钢”冶炼法。把生铁与熟铁放在一块冶炼,等到生铁熔化,铁汁欲流时,则将生铁水擦入熟铁中,灌钢就炼成了。工业局根据耿瑞的方法融合了后世的经验,加以了改进。先把没有经过锻打的料铁放到炉内,鼓风加热。两分钟后,用火钳钳住生铁的一端斜放在炉口内,继续鼓风,使炉内温度不断升高。当炉温升到1300c左右的时候,斜搁在炉口内的生铁的一端开始熔化,开始不断地滴铁水,这时,便用大铁钳钳住生铁在炉外的一端,左右移动,使铁水均匀地淋到熟铁上。同时,不停地翻动熟铁,使熟铁各部分都能均匀地吸收铁水。淋完两次后,便把熟铁夹到铁砧上锻打。去除杂质,就得到了需要的钢坯。
钢是有了,但是炮怎么办。利用现在的钢坯可以直接采用钻膛法制造燧发枪,可无法制造大炮,因为没有那么大的钢坯和锻压机,又一个瓶颈产生了。正当所有的人都在为大炮而犯愁的时候,穿越者当中出了一个毛遂自荐者。此人名叫张信,穿越前是一拖船船主,此人最大的特点就是能喝酒善游泳。据说他在原先那个时代,人送绰号浪里白板。并且此人对火炮的爱好堪比沈大兴打造刀剑,以前就曾接受过民兵的高射炮训练。
张信给军械组的建议是采用罗德曼铸炮法铸造铁炮。
该铸造法是在1860年美国南北战争时期,由美联邦陆军少校托马斯·罗德曼发明。
一般铸好的红热炮管在静置时的自然冷却,是由外往内,原因一是炮管外表面面积比内管大,其二是外面空气流通比内部快,这样自然外层比里层冷的快,最终形成层层膨胀的结果,强度降低。但是如果能同时让炮管里层冷却,甚至使之比外层先冷下来,不但可以提升整根炮管的冷却速度,更可以提高炮管性能。
罗德曼的发明,是把铸造炮管时,用来作炮管内模的模具换成空心的,中间加上冷却水管道,然后往里面注冷却水就行了。当然这冷却水管道必须要作成可循环样式来保证内膜温度稳定,譬如采用u型管模式从里面开始注水,这样持续循环冷却。
唯一的问题是冷却速度,也就是水循环速度是有讲究的。太快冷却的话内管会破裂,必须有适当的速度进行才行。罗德曼从1844年提出理论到实验论证出科学合理的技术参数用了10年时间。此法可以大幅降低成本,并使铸造大口径火炮成为可能。原因就在于这种“内模水冷技术”可以大幅降低火炮尤其是大口径火炮铸造时的废品率。
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