四十七 炼钢很困难

    不提荷兰的战局，在德意志地区，因为法国提前赞助新教联盟。所以，新教联盟有钱雇佣到了足够的军队，没有如原本历史一般快速败退。

    在德意志中部地区，有了足够军队的新教联盟，挡住了蒂利伯爵率领的帝国军队的步伐，也陷入了胶着之中。但总体来说，帝国军队携大胜之威，士气高昂，而新教联盟军队，则苦苦支撑，仅能勉强自保。

    阿方索明知这和原本历史不符，却暂时没啥心思干预。为啥呢？因为眼下他自己陷入了烦恼。为啥？虽说弄出了水泥，但在搞炼钢时，阿方索却傻眼了……

    身为一个穿越者，尼玛不炼钢，绝对是给广大穿越者丢脸。炼钢都不懂，你也好意思穿越？

    阿方索是懂炼钢的，起码在很多穿越小说里读过原理。转炉和电炉没条件；平炉虽然懂大概原理，但需要专业人才帮忙研究；但起码，阿方索知道，最简单的坩埚炼钢法的。

    英国人洪兹曼在1742年发明的坩埚炼钢法，需要器材简单，cao作手法简单，绝对是居家旅行、穿越重生的必备知识。

    其原理非常简单——就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，发生以下还原反应：

    C FeO=CO Fe

    2C SiO2=2CO Si

    钢中氧可以去除，各种夹杂物也能从液态钢中上浮去除，所以钢(工具钢)的质量优于当时的各种金属材料，可用来制造加工金属材料的工具。坩埚法是人类历史上第一种生产液态钢的方法。但是生产量很小，单位耗煤量很大，成本很高。

    不过管他呢，现在首先要解决的，是有或无的问题，而不是成本问题。

    此外，在炼钢中，阿方索还加入了生石灰（CaO），以及少量的高纯度铁矿石（作为氧化剂），用于去除钢水里可能含有的硫和磷。其原理是：

    铁水中的氧化钙（生石灰）、硫和碳发生氧化还原反应，生成硫化钙、铁和一氧化碳气体；而磷和氧化铁（铁矿石）又生成铁和五氧化二磷，而五氧化二磷又被氧化钙（生石灰）发生反应，生成一种矿渣并浮到铁水表面。同样，因为密度问题，硫化钙也浮在铁水表面；铜也被氧化还原成氧化铜，浮在铁水表面。硅则被氧化成二氧化硅，更是一种固体矿渣，浮出铁水表面。

    实际上，去除硫和磷这一步，可以在炼铁高炉里进行。而在含石墨的坩埚里去除硫和磷的话，氧化钙没问题，但作为氧化剂的铁矿石，可能会和石墨（碳）优先发生还原反应，不一定能去除干净磷。

    因此，阿方索做了改进，坩埚里不放置石墨先，先用氧化钙和铁矿石去除干净硫和磷，接着再放入石墨，去除钢水中的氧。当然，可以稍微控制下石墨量。放的量大，就是高碳钢，放得少，就是中、低碳钢。

    高碳钢有高碳钢的好处，比如强度高，更坚硬，可以制造刀剑和铠甲。但是，中低碳钢也有他们的用处——那就是制造枪炮管。

    阿方索记得，后世****著名的“56半”半自动步枪，枪管就是用的50号钢。所谓的50号钢，就是含碳量0.5%，属于中碳钢。高碳钢太强硬，“刚过易折”，并不太适合作为枪管和炮管。而中碳钢的50号钢，既有硬度和强度，也有一定韧性和张力，适合作为枪管。因为，火药爆发时，单位面积的压强是很大的。所以，枪管急需要一定的硬度和强度对抗火药的爆破性力量，也不能太硬碰硬，要有一定的韧性。所以，枪管一般都是中碳钢。后世的枪管，也就是在中碳钢里加些其他稀有金属，提高综合性能。

    而火炮因为管壁厚，强度不成问题，而可以多考虑韧性，因此可以使用含碳量再低些的钢，比如20号钢。而17世纪的火炮，完全可以用含碳量更低的熟铁来锻造。因为，目前火炮使用的是爆炸力不是很强的黑#火药，而不是高强度现代火药。所以，用熟铁都足够了。当然，用低碳钢更好点，因为强度更高些，

    阿方索兴冲冲地“调用”出脑海里钢铁知识，想组织在撒丁岛大规模炼钢的。但是，现实给了他沉重的一击……

    理想很美好，现实很残酷……

    阿方索在组织炼钢时，发现两种重要的基本资源，他都很缺乏——一是铁矿石；二是煤炭。

    撒丁岛只有一些褐煤，用来当燃料还勉勉强强，但用来炼钢？只能呵呵了……

    别说撒丁岛了，就是整个意大利，也没有丰富的铁矿石和煤炭。甚至，整个南欧地区，都缺少铁矿石和煤炭。西班牙虽然有煤有铁，但储量有限。而且，西班牙出产的铁，因为自身矿种原因，含硫量和含磷量较高。因此，西班牙的枪炮，在钢材质量上不如英国制造的，比较容易炸膛。也因此，欧洲人都知道，这个时代，英国出产的火炮质量是最好的。

    为什么后世英国率先崛起？除了它良好的海上地理位置，其国内煤炭和铁矿储量很丰富也是重要的原因。

    意大利和西班牙，本就是缺煤缺铁的国家，在19世纪的工业化进程中，被甩在了后面，这是很正常的。

    要知道，英国煤铁丰富，德国也有鲁尔区极为丰富的煤炭。法国有规模巨大的洛林铁矿（目前还在西班牙帝国手里），煤炭也不少。所以，上述三个国家在工业革命中领跑，尤其是英国和德国，西班牙和意大利只能跟在后面吃灰……

    缺煤缺铁，搞毛的炼钢啊！阿方索有些心灰意冷……

    炼铁高炉计划被他直接撕毁了，缺煤缺铁矿，焦炭更不用谈，所以，高炉炼铁还是算了吧。

    也只能进口生铁，然后再用坩埚精炼成高碳钢或中低碳钢了。只不过，这样的话，成本太高了。要知道，坩埚炼钢法因为产量小，成本本来就高。而进口价格昂贵的英国生铁的话，成本就更高了。但这也是没有办法的事，谁叫撒丁岛缺煤缺铁呢。岛上的褐煤矿，只能当燃料烧。而岛上的铁矿，不但储量小，而且品位低，炼铁也不是很划算。

    因此，阿方索不得不决定——以后就从英国进口铁和煤炭，然后在撒丁岛用坩埚炼钢法小规模出钢。

    不管怎么说，用中低碳钢制造枪管和炮管，肯定比熟铁做的强。而因为阿方索在炼钢时加入了去除硫和磷的工艺，使得撒丁岛出产的枪管和炮管，更加的不容易炸膛，安全性就提高了很多。

    只不过，撒丁岛和整个南欧地区缺煤缺铁的残酷现实，粉碎了阿方索大规模发展炼钢工业的幻想。眼下，也只有从英国进口铁和煤炭了，白白让英国佬赚去很多钱……