大明铁骨

    焦炭炼铁引发的冶铁业革命在带来铁业繁荣的同时，使英国冶铁业迅速向中西部和南威尔士产煤区集中，并拉动英国煤矿业进一步繁荣。廉价的铸铁和熟铁使新型的动力机械得以大规模生产和应用，并使铁构件在工程建筑领域代替木材而得到广泛应用。不仅如此，价廉质优的熟铁使铁路建设的大发展成为可能。焦炭炼铁的发明引发以钢铁业及相关行业的巨大发展，人类也由此被带入了钢铁时代，英国的工业革命因此得以全面展开。

    可以说，正是达比发明的焦炭炼铁，把英国带入了工业革命之中。对此，本身就是工科大学毕业的朱明忠自然非常清楚，他当然也很清楚，传统的炼铁坚炉，使用焦炭同样也需要经过改进。

    为此在委托炭厂利用的其烧制木的炭的炭窑炼焦的同时，朱明忠仔细研究了一番炼铁坚炉，因为现在并没有时间建设可以提供更高炉温的炼铁高炉，所以只能在坚炉的基础上加以改进，从而令其可以使用焦炭炼铁，这种改进与英国的亚伯拉罕·达比的改进极为相似，无非就是增加坚炉的鼓风量。

    关键还是风箱，要增加鼓风量

    回忆着在铁厂见过活塞式风箱，中国古代活塞式木风箱设计巧妙，构造合理，制作简单，便于维护，反映了很高的技术水平。活塞式风箱发明后，经过宋元时期的推广和应用，到明清时期己完全取代了木扇风箱，成为最主要的鼓风设备，对于古代冶金业的发展起到一巨大的推动作用。活塞式风箱由于实现了双冲程鼓风．是鼓风技术的一次飞跃；因其刚性密封性好能够产生较大的风压风量。较皮囊及木扇式风箱大大提高了工作效率，也极人地促进冶铸效率的提高。中国古代的活塞式风箱，是古代唯一的双作用风箱，至少在威尔金森在19世纪初发明水力鼓风机之前，这种风箱都是最好的。

    想到铁厂中那些风箱，大者的用四五人同时推拉，即便是小的也要用两三人同时推拉。这种人力鼓风的效率自然非常一般。

    再增加一个风箱，应该就能解决鼓风的问题，不过就是太浪费人力了，应该改用水力，用水力推拉

    在这个没有蒸汽机的时代，水力无疑是最便捷的动能，在兵器厂开始使用水力改制铳管之后，对于戴苍便不断的将注意力放在对水力利用的研究上，可即便如此，在看到朱明忠设计的用多个木齿轮传递水力，进而借用水力推动风箱的设计时，仍然被其精细的设计所折服。

    这些齿轮现在只能用木制，等以后可以改用铁制齿轮，水车也可以改用的铁轴，这样使用寿命会更长一些

    现在戴苍已经适应了朱明忠的一些奇思妙想，尽管他在机械方面有着非常高的天份，但是几乎每一次，经略使总能给他带来一些启示，尤其是对水力的应用。

    经略使，既然可以使用水力鼓风，那么这炼熟铁搅炉，也可以使用水力

    对于戴苍的建议，朱明忠当然不会反对，他甚至还会主动的提出一些建议，甚至相比于兵器制造，他更希望戴苍能够把他的精力，应用于机械制造上，而不仅仅只是兵器，毕竟兵器只是器，而机械才是根本。

    而戴苍在机械上面的天赋，在其组建兵器厂时，尤其是在引入水力的过程中，得到了充分的体现，现在的兵器厂兵器打造几乎完全依靠水力，不仅如此，甚至就连兵器厂火药的研磨，也改用了水力。至于制铳铸炮，还会有其它人负责。比如很快就会到清河来的史司一行人，还有徐又铮也可以参与铸炮。想到铸炮，朱明忠自然而然的说道。

    葭湄，现在兵器厂已经开始在清河制造手榴弹，这手榴弹的铁壳是不是还是用铁范铸造？

    铁模铸造，在这个时代并不是什么先进的工艺，毕竟在早在秦汉就已经广泛使用铁范铸造，在民间铸造农具时更是大量使用铁范铸造，铸造手榴弹弹壳时，自然使用了这一工艺，毕竟铁模可以重复使用成千上万次。

    不过，尽管铁模铸造的工艺成熟，但作为工科生的朱明忠很清楚，铁模并不适合铸炮，被某些文章吹的神乎其神的铁模铸炮，铁模铸炮最大的好处是铁模无需干燥，也没有水汽，不用担心铸造时出现蜂窝状结构，铸造时只需制作泥制的形芯，不管天气如何可以立即铸造火炮，两三天一门火炮即可制成。

    铁模炮大大提高了铸炮效率，和泥模炮相比提升了火炮质量。但铁模炮的缺陷也十分严重。由于铁模导热快，铸件冷凝快，导致容易得到白口铁。白口铁性脆，无法用机械镗孔，甚至也不能直接在炮身上钻火门。白口铁制的火炮在发射过程中会产生裂纹，反复使用甚至会导致火炮炸裂。

    后世的冶金专家对鸦片战争时期遗留的铁模炮进行金相检测，结果证明其均为白口铸铁。尽管铁模炮虽然性能比大部分本土的泥模炮优秀，但还是远不如同时代英国的沙模铸炮。

    在这种情况下，朱明忠自然不会选择优点多，但缺点更多的铁模铸炮，而是选择了沙模铸炮，对于沙模铸造他并不陌生，不过在砂型的选择上，仍然需要一些试验。

    上次，我让你们试验的砂模铸造，现在进行的怎么样了？

    尽管是一名工科生，但是对于铸造砂的比例，朱明忠差不多都还给了老师，只是大概记得一些比例，所以才会令戴苍在兵器厂中进行试验。

    经略，厂里已经用河砂锯末进行过多次砂范试铸，这砂范虽不及铁范便捷，但胜在模范制做简单，目下已经按经略给出的几个配方，加以试制，效果都很不错，而且清河临近黄河，这黄河河砂制作砂模再合适不过，制模用砂几乎无本当戴苍说着砂模铸造的进展时，朱明忠先是沉思片刻，然后反问道。

    葭湄，既然如此，不知可不可以使用砂模铸造红夷大炮！

    这才是朱明忠令其研究砂模铸的根本原因。

    用砂范铸炮？

    诧异的看着经略使，尽管已经将砂范应用在多种兵器铸造上，甚至觉得其有取代铁范铸造的潜力，但是戴苍还从未曾想过将其用于铸造红夷大炮上，至少在他看来，这铸造红夷大炮本身就应该使用泥范，这种固定的思绪，一直限制着他与这个时代人们的思维，而现在经略使的提醒，让他突然意识到。

    既然可以用铁范铸造手榴弹，而且也可以用砂范，想来自然也能用泥范。那为什么不能翻过来，把过去只能用泥范铸造的红夷大炮改用砂范铁范？

    经略所言极是，这砂范既然可以铸造手榴弹轮轴，自然也可以用来铸炮，而且下官观砂范铸制手榴弹壳体，表面颇为光滑，而且无需像泥范一般需要用数月时间回味以干燥，而在铸造时也无水气之忧，也许现在可以试上一试

    对于戴苍口中讲述的砂范的种种优点，朱明忠自然非常清楚，想到曾了解过的一些铸炮的知识，他又特意补充道。

    葭湄，这铸炮不仅仅只有砂模，我们还可以




第57章 铸炮（第二更，求月票）
    水车带动着齿轮，大齿轮带动小齿轮，如此多重传动之后，生牛皮制成皮带带动着带轴转速极快，而随着带轴的转动，在一台木制的简易车床上，一根长达近七尺的松木在削刀的削旋下被迅速削圆。

    砂模铸造的模型分类可以采用木模，而木模的种类各有不同，各种木材皆可，不过因为木材的区别，模型的寿命也各有不同，如果用寻常的白木，寿命约只有几十次，且易变形，使用松木的话，其寿命应在500 次左右

    其实砂模铸造中所用的木制模型最好的木材是桧木，其使用寿命大约为2000次。之所以称其是最适合制模的木材，是因为其耐湿性强，且材质较轻软，耐韧性强，因此远比松木更适合制模。

    不过桧木远在台湾，在大陆并没有分布，尽管桧木于台湾分布非常广泛，而且大都是高达数十米的巨材，但是这种木材并不适合造船，或者说不适合制造船身，因为其材质轻软，而火炮时代的船身要求用硬木，北美白橡红橡才是最好的造船原料，至于桧木只适合制造甲板，而且还是日本为了替代铀木进口，降低造船成本，才采用台湾桧木作为军舰甲板的主要材料。

    等以后去了台湾，先用采伐桧木制模吧，至于造船，还是要用橡木

    在木制帆船时代，白橡以及红橡的优良造船木材，欧洲战舰除了橡木外。其次用的木头是古巴桃心木和印度柚木，橡木除了硬度高的之外做战舰还有个很好的优点。就是木屑少，。当然造船的木料并不是越硬越好，硬度韧性加工性都要达到一个平衡，而橡木恰好完美的达到了这种平衡。所以在钢铁军舰之前，一直被广泛应用于战舰建造，在木制帆船的时代，木材供应甚至制约着海上力量的发展。就像现在，如果朱明忠想要发展海军就必须要解决橡木问题。

    可以用蒙古栎，听说远东地区

    至于蒙古栎则是一种与白橡实际上就是同属木材，在远东滨海地区分布极为广泛，之所以了解这些，是因为在读大学时，一位室友对帆船的爱好，在两人的聊天中使得朱明忠多少了解一些与造船有关的知识，自然的也了解到了木材等方面的知识。

    似乎现在想这些有点太远了，眼前的事情还没有办好

    心里这般自言自语着，朱明忠看着慢慢成型的木制炮身，在炮身慢慢成切削成型之后，再加装木制的炮耳之后，这个模型就会完工，从而可以用作铸造大炮。

    制模时将两个长度超过八尺的砂盒装满铸砂，在工匠将木制的模型装入砂盒后，又将下砂盒翻过来，然后将上木模对正放到下木摸，接着合上砂箱，随后插出了一个个直径至多只有5毫米的排气孔木体。

    在工匠们忙活着的时候，注意到他们是装砂时分别从两堆砂间取砂，于是朱明忠从一旁抓起一把混合砂，然后问道身边的戴苍。

    这些混合砂好像有不一样啊？

    回经略，确实如此。

    尽管砂铸法出自朱明忠之手，但是在兵器厂试验过程中，戴苍却已经根据其特点总结出了一些经验来。

    现在所使用的混合砂是经过多次试验制成的混合砂，86的河砂，10的粘土以及4的水，而这些混合砂又有着其不同，分成两种类型，其内层是用细砂，它的特点是表面质量好，铸件表面光滑，但是细砂的排气性差，所以不能全用细砂，只用内层厚约一寸，而外层则全是粗砂，尽管粗砂表面质量差粗糙，但是其排气性好，因此将其作为外层，两种铸砂混用外粗里细，既兼顾了表面的光洁又保证了的排气性能

    戴苍的回答让朱明忠点头说道。

    葭湄，像这样的铸炮术，我看可以编写成册，这样也好供将以后总结，比如用多少砂，砂的粗细等等

    尽管并不赞同后世一些激进的学者有关中国古代只有技术没有科学的论点，但是朱明忠并不否认，中国古代对于技术总结往往局限于经验，而不是科学的系统性研究，就像制铳一样，众人只知制铳宜用闽铁，而无人去研究为何闽铁最为适用，等等诸如此类的问题，人们往往只局限性以经验作为依据，而不是寻求原因，而这正是技术无法最终演变成科学，进而无法发展成为科学门类的原因之一。

    也正因如此，朱明忠才会在这个时候提出这一要求，甚至更特意强调道，要尽可能使用白话，并且不能使用任何夸张之词。

    断不能像《西法神机中那样铸百得一，即为国手这种夸张的说法，列入书中的每一句话，都必须是有事实作为依据。

    经略所言极是，这铸百得一，即为国手委实太过夸张，虽说泥范铸炮废品颇多，但也不至于如此，以下官于南京铸炮所看，铸十既可得之五六，铸百得一，不过是吹嘘之词

    因为了解经略使的脾气，知道他对像铸百得一，即为国手糜烂十里之类的夸张言语可谓是深恶痛绝，甚至于树杰曾因于军中记录日行千里而被经略使下令着绕城跑了整整一天，以验证其是否能做到日行千里，所以戴苍等人，尽管对于不能于书中发挥个人文采，但谁都不愿触及这个逆鳞，唯恐像于树杰一般非得验证一番不可。

    除非是做诗做词，百业最忌夸张之词，无论各行各业，皆讲究数字精准。就像税赋额收一样，断不能有丝毫偏差

    来到这个时代，与众人的接触之中，朱明忠最深恶痛绝的就是文人的夸张言语，在他看来，正是这种文学上的夸张，断送了中国古代科学，使得后世出现了所谓的古代中国只有技术而无科学的论点，原因正是因为那些古代的科学著作中几乎没有科学的数据，有的只是文人洋洋洒洒的夸张偏实的文字。

    现在挽回这一切都还来得急，就像在混合砂配制，甚至就连捣砂的木锤重量，都被朱明忠要求记录下来，而不是仅仅凭着经验。

    经验，对经验不断的进行总结研究，最终就会形成科学！

    在范箱装满混合砂，工匠们又用木锤将混合砂捣实刮平之后，才分开上下砂箱，随后又分别取出上下木制模型。在完成这一切之后，那引起工匠们又小心翼翼的用生铁铸成的型芯放入盒中。

    经略，这型芯由铁铸成，外压一层半寸厚的细砂

    因为是第一次用砂范铸炮，所以在大多数时候，戴苍徐又铮两人都是于一旁指挥着。指挥着他们安装浇铸口上方固定型芯的十字铁栓以及木制转杆。

    经略，往日所用泥模法，就是先制成一个圆柱形的形芯，再制作一个外范。将型芯外范合体后再进行浇铸，最后再经过齐口打磨钻火门，一门大炮才算制成，其外范和形芯用土制成，缓慢阴干之后，其范坯硬，所以安型芯简单。但现在所用砂范却相对较软，所以需要多个固定型芯的十字转杆，而且每个转杆，都需要与砂箱相连

    固定型芯的十字转杆与透排气木体一样，都是由细柳木制成，在铸造时可以直接烧融于铁水之中，即便是21世纪，往往也是如此固定型芯。对此，朱明忠点点头，然后看着工匠将上将下砂盒用螺栓加以固定之后，然后才小心翼翼的将其吊入于一个巨大的木箱被置深达七尺的土坑之中，木箱顶端的浇铸口正对上方流淌铁水的铁槽。

    经略，若是砂铸之法成功的话，自此之后，我忠义军将再无须考虑泥范铸炮！

    徐又铮的语气显得有些激动，作为炮兵主管的他，一直都苦于军中的火炮不足，但是铸炮的困难，他又未尝不知。

    旧时所用泥模非一月不能干透，若是碰上冬时雨雪阴寒的天气，晴天极少的情况，则非三两月不能干透，若是泥范不曾干透，湿气又会导致炮身出身沙眼，铸炮可谓是极其费时费力，而这砂范法，绝无此种弊端

    其实优点并不仅仅只是如此，曾经于南京监管铸炮的戴苍很清楚，在过去使用泥范铸炮时，会面对的种种问题，当然，这会他并没有说，毕竟要等到火炮铸成之后，这砂范铸炮才算是功成。

    启秉经略，可以开铸了！

    戴苍的话，让朱明忠点头说道。

    开铸吧！

    随着一声叫喊声，那边的铁水从铁炉中流淌出来，火红的铁水沿着铸槽一直流至砂箱顶端的浇铸口之中，那铸孔入不时的升腾着些许热气，甚至就连同砂箱处，同样也是如此

    不过只是片刻功夫，一千两百余斤铁水便浇入砂箱之中，在完成铸造后，朱明忠特意吩咐道。

    等几个钟头，待它自然冷却之后，再打开砂箱！



第58章 行赏（加更，求月票）
    四个砂箱整齐的放置在地上，即便是隔着木板，仍然可以感觉到其散发出来的热量，现在砂箱内炮坯正在缓慢的散发着热量，以自然冷却。

    炮坯的冷却需要多长时间？

    朱明忠并不知道，这会他的脑海中却在思索着另一个问题的。

    虽说使用的是坚炉，但是通过增加风箱增加鼓风量，可以在一定程度上提高炉温，如此一来，铁液的温度就会有所增加，所以生铁液中的硅含量应该也会有所提高，而硅石又是促进石墨化的重要元素。砂模的透气性较好，所以铁液表面不易产生气孔，而热传导系数小，因此铁液有充分的时间从高温逐渐冷却，进而析出石墨，这样形成优质的灰口铸铁。灰口铸铁的韧性要比白口铁好得多，而且石墨化的组织更便于金属切削加工

    朱明忠之所以会考虑这个问题，是因为在兵器厂有一座水力卧式膛床，其实它根本就谈不上算是卧式膛床，只是一个简单水力带动一根钻头的膛床，尽管对于朱明忠来说，他更希望引入简·莫兹利于半个多世纪后发明铸实心铸件，采用卧式钻孔膛床钻出炮膛的实心钻膛技术。