第125章 材料重大突破，工業之基已成，紹武十七年，冬！

  第125章 材料重大突破，工業之基已成，紹武十七年，冬！

  紹武十六年，春，格物院，精煉坊。

  空氣中熱浪充斥，扭曲著視線，汩汩煤煙混雜著金屬熔煉的獨特氣味凝而不散。

  精煉坊深處。

  一座經過數次改進的高爐，正發出沉悶的轟鳴，爐膛內火光熾烈。

  趙爍站在距離高爐安全距離外，身上那件素白長袍已沾染了不少煤灰，但他毫不在意。

  十歲的他，身形比三年前挺拔了許多，眉宇間的稚氣此刻已全部消失不見。

  此時，趙爍的目光，緊盯著爐口處流淌出的，閃爍著刺目白光的鋼水。

  「殿下，這一爐，怕是又不行了————」身旁，負責精煉坊的匠作大監王鐵錘聲音沙啞，帶著難以掩飾的疲憊和沮喪。

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  一張臉，被爐火烤得通紅，汗水淌下，衝出一道道泥痕。

  「焦炭的熱力是夠了，燒得比木炭旺得多，可這齣來的鐵水，總是太脆，雜質也多，經不起試金堂的錘打呀————」

  聽著王鐵錘喪氣的話，趙爍沒有出聲，只是皺著眉渡步來到旁邊堆放廢料的區域。

  只見一堆形狀不規則，色澤灰暗，布滿氣孔和裂紋的鐵塊。

  隨手拿起其中一塊，掂了一掂，入手沉重，而後趙爍又用手指彈了彈。

  「嘭嘭。」聲音聽著很是沉悶。

  「試金堂的檢測記錄呢？」趙爍看向王鐵錘，聲音平靜，絲毫沒有急躁。

  「殿下請看————」王鐵錘連忙遞上一本厚厚的，滿是污漬，明顯翻越許多次的冊子。

  王鐵錘遞出冊子，卻有些不好意思的低頭，實在是這冊子太髒了些。

  然而趙爍卻是渾不在意，直接接了過來。

  只見冊子封面寫著《精煉坊冶煉日誌》幾個大字，裡面用清晰的格物快字和紹武數字密密麻麻地記錄著每一次開爐的數據。

  鐵礦石、石灰石、焦炭投料的比例、風箱每個時辰的拉杆次數、觀察的火色和經驗預估的爐子溫度、冶煉時間。

  以及出爐後，試金堂對硬度、韌性、耐磨損度，等成品的各項測試結果。

  毫無例外，各項數據後清一色的寫著「不合格」三個紅色大字！

  趙爍快速翻閱著。

  這三年來，格物院在《算數新篇》和《格物原論》的指導下，已經初步建立了數據記錄和分析的習慣。

  但知道要記錄，和能從記錄中找到規律，卻又是兩回事，尤其是對這些匠人來說。

  目前的記錄，更多是現象的羅列，缺乏有效且具體的關聯分析。

  「問題不止在溫度，」半晌後，趙爍合上日誌，輕嘆了口氣後，目光掃過那座吞吐火焰的高爐，道：「焦炭燃燒更烈，但我們的鼓風跟不上，爐內氧化過重，鐵水吸收了大量雜質。」

  「而且，現有的耐火磚，也承受不住長時間的高溫，剝落下來的碎屑混入鐵水，也是導致雜質多的原因之一。」

  說著，趙燾又指向爐體，某些顏色異常的區域，對王鐵錘開口道：「你看，耐火層已經酥化了。」

  「我們眼下，必須同時解決三個問題，燃料、鼓風和絕佳的耐火材料！」

  聞言，王鐵錘頓時面露難色。

  「殿下，焦炭自然可以從山西運輸更多，鼓風的水車還在改建，加急也可以有。」

  「至於這耐火的材料————」說著，王鐵錘苦澀，道：「就連工部那邊，最好的窯廠，燒出來的磚，也就是這個樣子了。」

  「焦炭的供應讓皇城司去辦，」趙爍沉吟道，「鼓風的問題，不能只等水車。」

  「王監，你挑選幾個得力人手，成立一個鼓風組，專門研究如何改進風箱結構和傳動效率，哪怕是用人力、畜力，也要先實現更穩定，更強勁的送風！」

  「是！」王鐵錘精神一振。

  「至於耐火材料————」趙爍頓了頓，腦中飛速檢索著那些來自後世的信息，暗道：「記得提到過，矽————嗯，是一種名叫二氧化矽的物質，耐高溫性能很好。」

  「還有一種叫鋁礬土的礦石————」想及此處，趙爍看向王鐵錘，道：「這樣，你派人去各處礦山，窯廠收集不同種類的粘土，白石脂、還有那種白色的、

  比較輕的·————」（注1）

  「都拿來，在窯廠旁邊設立一個耐火實驗窯，專門試燒各種配比的耐火磚。」

  「同樣，所有配方，燒制過程和成品耐溫測試，全部都要記錄在案。」

  「是！」王鐵錘立刻領命。

  時間匆匆。

  冬去春來，夏又至。

  時間來到了紹武十六年，夏。

  格物院附近的河流上，一座經過重新設計的水車，已然開始「轟隆隆」地運轉。

  巨大的葉片在水流衝擊下緩緩轉動。

  通過複雜的齒輪和連杆機構，將動力傳遞到精煉坊內，帶動著四個巨大的皮質風箱，以遠比人力強勁的節奏向高爐內持續鼓風。

  數月時間，鼓風組根據趙爍提示的離心力原理，正在嘗試設計一種能夠產生更高風壓的旋轉式鼓風機模型。

  而在窯廠區，耐火實驗窯，已經燒制了上百種不同配方的磚壞。

  負責此事的匠人嚴格按照要求，對每一窯的成品進行編號、記錄。

  之後，用它們砌成小堝形狀，放入特製的高溫爐中，測試其耐受極限。

  失敗是常態，但記錄本上的數據一點點積累著，指向幾個含有特定白石脂，和一種新發現的白色粘土的配方，表現出更好！

  焦炭的供應，有趙諶這個皇帝的點頭，在皇城司的運作之下，開始大量輸送。

  對此，朝中不少名明德派的士大夫，還有督察院的御史，更是不斷上書彈劾。

  至於鄭驤、李綱和李光等高層，面對門下士人的求助，始終是一副不予理睬的態度，不支持，也不反對，聽之任之的模樣。

  雖然鄭驤幾人對格物學的崛起也很是忌憚，但他們依舊遵守當初的約定，不阻止。

  而且上次跟趙諶談過一次，知曉皇帝的態度後，他們自然也會知曉分寸。

  很多事情，他們可以直接跟皇帝談，但絕不能對下面的人表態，更不能親自下場。

  否則，這就壞了規矩了！

  轉眼，夏去秋來，時間來到了紹武十六年，秋天。

  精煉坊的高爐又經歷了一次大修。

  關鍵部位，此時已換上了新燒制出來的，第三種耐火磚。

  強勁的水力鼓風持續送入。

  爐溫達到了一個前所未有的高度！

  「嘩，嘩嘩————」又一爐鋼水出爐了。

  不過這一次，流入模具的鋼水色澤，卻是變得更加純淨，流動性似乎也更好了。

  「成不成就看這一次了！」有匠人緊張的吞了口口水，雙眼緊緊盯著眼前的鋼水。

  「盡放那屁，這次不成，難不成還不煉了？！」有人扭頭呵斥。

  一眾工匠議論紛紛。

  邊上，王鐵錘卻是不言不語。

  跟著幾個小組長官，靜靜等待著，雙眼一眨不眨的盯著鋼水的成色看個不停。

  等待冷卻的時間裡，空氣都凝固了。

  王鐵錘和周圍的匠人們屏息凝神，目光都聚焦在那逐漸由紅轉暗的鋼錠上。

  終於，冷卻結束了。

  王鐵錘更是親自用鐵鉗夾起一塊鋼錠，放到鐵砧上。

  而後，他搶起大錘，用力砸下。

  「鐺！」

  一聲清脆悠長的金屬交擊聲，迴蕩在精煉坊內，不同於之前那些廢料沉悶的聲響。

  鋼錠在重擊下變形，但並未立刻碎裂。

  「成了？！」見此，王鐵錘眼前頓時一亮，而後又卯足勁連續錘擊了十幾下。

  直到鋼錠被鍛打成一塊厚實的鋼壞，表面只有些許細微的裂紋。

  「嘩！」

  看到這一幕，精煉坊內所有匠人頓時譁然，繼而爆發出前所未有的歡呼。

  成了！

  將近一年時間，他們終於成了！

  「快！送試金堂！」王鐵錘顧不上高興，聲音因為激動而有些顫抖道。

  格物院，試金堂。

  這裡與其說是一個堂口，不如說是一個裝備了各種稀奇古怪裝置的工場。

  有利用重物下落測試硬度的撞錘，有反覆彎折金屬條直到其斷裂的夾具。

  新任試金堂主事，是一位原本不得志的工部小吏，名叫李衡，因心思縝密，對數據和數字極其敏感而被趙爍破格提拔。

  此時，李衡指揮著手下，對這塊編號為紹武十六秋，甲柒的鋼壞，進行了一系列嚴格的測試，邊上站著幾名負責記錄的工匠。

  經過硬度測試、韌性測試和耐磨測試之後，一路看過來，最後李衡更是又做了一次重複測試，之後更是親自記錄下每一項數據。

  而後與之前的記錄進行對比。

  最後，他拿起一根淬火後的鋼錐，用力在鋼坯表面劃下。

  「呲！」一道清晰而深刻的劃痕出現，但鋼錐的尖端，也崩掉了一小塊。

  「記錄！」李衡的聲音儘量保持平靜，但手卻是不自覺的輕顫，「編號，紹武十六秋，甲柒號，綜合評定————」

  「為良！」

  良！這是試金堂設立以來，第一次有材料獲得如此接近合格的評價！

  從「申柒號」出爐開始，消息就一直在趙爍處傳遞著，直到李衡測評結果出來，他臉上始終都沒有表現出過多的欣喜。

  「告訴王鐵錘和李衡，復現這個工藝。」趙爍語氣平靜的放下測評結果，道：「我要的不是一塊僅達到良字評定的鋼，而是可以穩定生產出優質鋼材的流程。」

  「是！」

  時間來到了紹武十七年，冬。

  經過一年多的反覆試驗、調整、優化，精煉坊的冶煉工藝終於趨於穩定。

  新型耐火磚，保證了爐膛的持久高溫，改進後的水力鼓風，也提供了充足而穩定的氧化還原環境，焦炭的使用得到了精確的控制。

  投料比例和冶煉時間也越發精準。

  更重要的是，試金堂的作用，得到了徹底的發揮。每一次失敗的數據，都成為了調整工藝方向的指南針。

  如今的格物院內部，早已習慣了用數據說話，任何大概，可能的表述都會遭到質疑。

  不過這些成功，對於趙爍來說僅僅只是開始，他的腳步不會停下。

  幾乎是精煉坊的冶煉工藝平穩的同時，他的合金實驗，也悄然開始。

  根據《變化考源》中模糊的元素概念，指示李衡嘗試在煉鋼過程中，加入少量不同的礦物粉末，主要是含有錳和鉻的礦石。

  雖然眾人對於《變化考源》中提出的元素從未見過，也不知道具體原理，但經過一次次試驗的成功，他們都相信元素的存在。

  也知道，想要這些元素融入進去，就去把蘊含這些元素的材料加進去。

  隨著格物院冶煉技術的成功，礦石材料的來源，更是被嚴格保密，由皇城司負責搜羅當然，這個時代，幾乎沒有人可以復刻，但皇城司依舊嚴格保密！

  這個過程比改進基礎冶煉更加艱難。

  添加的比例、時機、方式，稍有差池，不僅無法改善性能，反而會毀掉一爐好鋼。

  失敗了一次又一次，記錄本上寫滿了「性能下降」、「脆化」、「雜質超標」的結論。

  直到紹武十七年，年末。

  這一日，精煉坊內依然熱火朝天。

  一爐按照成熟工藝冶煉的鋼水即將出爐，但在最後階段，李衡卻是喊了停。

  凝視著這一爐鋼水，王鐵錘沉默不語。

  面色被火光映得忽明忽暗，自光卻緊緊盯著爐內火焰的色澤和沸騰的鋼水。

  歷經數十爐的失敗，他隱約已經摸到了一些門道。失敗的經歷告訴他，成敗之機，不在礦石多寡，而在火候與爐氣的微妙把握。

  數十次失敗的觀察，告訴他。

  爐內火焰呈現一種亮烈的純白色，且煙氣稀薄時，投入的「無名異」粉末，方能與鐵水交融得更好，煉出的鋼質也更顯純淨。

  反之，若火焰渾濁帶黃，煙氣濃重，則煉出的多半是脆硬不堪的廢料。

  他知道，這就是《變化考源》中提到過的，「氧化還原」的至理。

  他也憑經驗知曉，此乃爐性之關鍵！

  時機將至————心中想著，王鐵錘不敢怠慢，對著身旁之人，低喝道：「投藥！」

  「是！」

  身旁兩名得力助手早已準備妥當。

  他們並非直接將那貴重的暗褐色的「無名異」與亮綠色的「隴西碧石」粉末撒入爐中。

  而是取來預先打制好的數層極薄的熟鐵皮，將兩種礦粉小心混合後嚴密包裹其中。

  之後再用細鐵絲，將其牢牢綑紮，做成一個孩童拳頭大小的「鐵函」。（注2\3\4\5

  ）

  此法是多次失敗後摸索出來的。

  直接投粉，礦粉輕飄，易被爐風吹散，或浮於表面迅速燒損，難以融入鋼水精髓。

  以此鐵函包裹，沉入鋼水深處，薄鐵皮率先熔化，內里礦粉得以在鋼水包裹下緩緩化開，其「藥性」方能浸染均勻。

  助手用長柄鐵鉗牢牢夾住這沉甸甸的「鐵函」，看準鋼水沸騰最烈、火色最純白的那一刻，穩、准、快地將其投入爐心沸騰之處！

  「嗤！」

  一聲輕微的異響，鐵函沒入熾白的鋼水之中，激起一小股翻騰的浪花。

  「攪，快攪！」

  王鐵錘聲音急促的催促起來。

  匠人們聞令，立刻用巨大的熟鐵攪棍，奮力插入鋼水，順著一個方向急速攪動起來。

  棍起棍落，帶起道道灼目的流光，目的是讓那「鐵函」中釋放出的「藥力」也就是礦粉，能均勻遍布於每一滴鋼水之中。

  爐火熊熊，映照著眾人緊張的面龐。

  他們不懂什麼合金原理，只知道，這是在行「點化」之術，欲以異石之「精」，賦予凡鐵以「魂」與「骨」。

  成敗，在此一舉！

  攪拌，靜置，出鋼。

  當鋼水流入模具，冷卻成型後，便被迅速送往試金堂。

  所有的測試流程再次啟動。

  試金堂內。

  所有人的目光都聚焦在那根取自「紹武十七冬，特甲壹」號鋼坯的試條上。

  第一項此時，依舊是韌性與延展。

  這次，依舊是李衡親自執鉗，將那根打磨光滑、寬約兩指的鐵條一端牢牢固定在厚重的鐵砧卡口內，另一端，則由一名壯碩匠人，用特製的彎折鐵鉗緊緊咬住。

  「一折！」李衡沉聲道。

  「喝！」匠人發力。

  鐵條開始被穩穩彎折至兩指撐到最大的角度後，這才鬆開。

  只見貼條「錚」地一聲彈回，形變微乎其微。

  「二折！」

  這次彎折的角度更大，回彈依舊明顯。

  「三折！四折！五折！」李衡命令連續下達。

  尋常的好鐵，至多三四折，便會於彎折處出現細微白痕，預示著斷裂的開始。

  而優質的好鋼，更是能撐到五到六折，但必顯脆性，回彈漸弱。

  然而，眼前這根鐵條，直至彎折超過七次，角度已逼近直角，它依然沒有斷裂！

  更令人驚異的是，它並非僵硬抵抗，而是在彎折時展現出一種奇異的「綿韌」，仿佛內里有一根無形的筋在拉扯。

  鬆開後，它雖不能完全彈回原狀，且留下了明顯的彎曲痕跡，但通體不見一絲裂紋！

  「嘶，」李衡輕吸了一口氣，忍不住伸出手，指尖拂過那彎折處，觸感依舊堅實緊密，喉頭滾動，發出一聲近乎呻吟的驚嘆，道：「如此百折不撓，竟能曲而不裂！」

  「開始第二項，測試硬度強韌！」

  李衡命人取來一塊經過「退火」處理的同批次鋼壞，將其置於鐵砧之上。

  「哈！」一名赤膊壯漢得到首肯之後，搶起數十斤重的大錘，大喝一聲，奮力砸下！

  「鐺！！！」

  震耳欲聾的巨響發出，不同於以往鍛打熟鐵的沉悶，聲音渾厚悠長。

  帶著一種堅實的質感！

  李衡快速上前查看，只見受擊處，只有一個淺淺的凹坑，邊緣並無碎裂飛濺之象。

  「不錯！」點了點頭後，李衡示意繼續。

  接下來，便是關鍵的淬火了。

  匠人將塊鋼坯加熱至灼紅，迅速浸入冰冷的水中。

  「嗤！」水汽劇烈蒸騰。

  取出後，鋼坯表面呈現一種暗青色的緻密光澤。

  而後，李衡取來檢驗用的標準銼刀，用力在淬火後的鋼坯邊緣銼刮。

  「呲呲呲！」

  只聽「沙沙」作響，火星迸濺，半晌竟只留下極淺的痕跡，銼刀反而磨損了不少。

  李衡又取出以往最好的好鋼淬火後的樣品對比銼刮，之前的鋼雖硬，但銼刀尚能吃力地啃下碎屑。

  而眼前這塊，其堅硬程度難以置信！

  然而，這堅硬的表象下，卻無此前煉製之鋼，那種「寧折不彎」的脆性。李衡將其夾在台鉗上，用鐵錘猛力敲擊一角。

  「鏗！」

  淬火鋼塊應聲斷裂，但斷口並非此前煉製的鋼材那種亮晶晶，呈放射狀的晶粒結構，而是顯得相對細密，顏色偏暗。

  這，也意味它在極致堅硬的同時，保留了相當的韌性，並非一觸即潰。

  最後是耐磨性的測試了。

  匠人啟動藉助水力緩慢旋轉的砂岩磨輪，將鋼試條與一根等重的舊式精鋼試條，同時以同等力度抵在磨輪側邊。

  「呲呲呲！」

  砂輪飛轉，石屑與金屬粉末紛飛，發出刺耳的聲音。

  一刻鐘後，對比結果令人啞然。

  舊式精鋼試條已被磨去明顯一截，而眼前的這根試條，僅邊緣略有磨損，形態大體依舊。

  其耐損耗之程度，遠超尋常！

  李衡放下所有工具，靜立片刻。

  他拿起那根幾乎被彎成半圓狀，卻仍未斷裂的鋼條，凝視片刻後，轉向記錄文書，深吸一口氣後，一字一句地口述，道：「編號，紹武十七冬，特甲壹。」

  「驗，曲折不裂，凡七次而筋不斷。淬火堅剛，銼刃難入，擊之則斷口密實。耐磨耐久，倍於常鋼。綜合評定為，優質！」

  他頓了頓，補充了最關鍵的一句，道：「此鋼，剛柔並濟，已非俗鐵！」

  格物院，理事堂。

  測試結果很快便到了趙爍手上。

  看著眼前這塊表面光滑，質地均勻，泛著暗青色的金屬錠，趙爍用手指輕彈了彈。

  「鐺！」聲音清越悠長。

  旁邊放著試金堂出具的詳細檢測報告。

  每一項數據，都遠遠超越了當前大宋所能生產的任何一種鋼鐵。

  王鐵錘和李衡站在下首，面色依舊激動。

  三年的嘔心瀝血，無數次的失敗，終於結出了碩果。

  「穩定性如何？」趙爍放下鋼錠後，抬頭看向二人，這是他最關心的問題。

  「回殿下，」王鐵錘聲音洪亮，「按照最終確定的特甲壹號」工藝，連續十爐，皆能穩定產出此等品質的紹武鋼！」

  「所有流程和數據，均已記錄歸檔，新來的匠人依照規程操作，亦可復現！」

  趙爍點了點頭，臉上終於露出了一絲如釋重負的笑容來。

  「好。」趙爍只說了一個字。

  而後，他拿起一塊「紹武鋼」的樣品，走到窗邊。此時窗外，長安城已經籠罩在暮色與細雪之中，萬家燈火初上。

  「精煉坊，產能提升至最大。」

  「試金堂，制定紹武鋼分級標準，甲等優先供應軍器監。」趙爍開始下令，語氣果斷。

  「軍器監？」王鐵錘一愣，道：「殿下，如此寶鋼，先用於造兵器嗎？」

  在他想來，這等神鋼，應該先用於製造格物院那些，此前提出的精密機械模型才對。

  「沒錯。」趙爍轉過身，目光掃過二人，道：「唯有讓軍方，讓父皇，親眼看到紹武鋼帶來的切實改變，我們格物院走的這條路，才能獲得最堅實的支持。」

  「這，這才是最重要的！」

  「記住了，朝中對我們可是非議越來越大了，也該拿出些成績給他們看了。

  ，說著，趙爍頓了頓，繼續道：「而且，只有軍器監的大規模應用，才能進一步暴露出紹武鋼在實際加工，使用中可能存在的問題，反過來促進我們繼續改進。」

  「材料的道路，永無止境。」王鐵錘和李衡恍然，齊聲應道：「屬下明白！」

  紹武十七年末，軍器監。

  第一批用「紹武鋼」打造的新式火統槍管被送到了最嚴苛的老工匠手中進行測試。

  相比於以往容易炸膛，使用壽命短的舊式槍管，這批新槍管在連續射擊上百次後，依然完好無損，內膛磨損極小。

  同樣材料製成的炮管，也展現出了驚人的耐壓性能，可以裝填更多的火藥，賦予鋼珠更遠的射程和更強的威力。

  軍器監的簡報，伴隨著幾件實物，被迅速呈送到了趙諶的御案前，同時也送到了樞密使宗澤和兵部尚書張浚的案頭。

  宗澤撫摸著那冰冷堅硬，泛著幽光的鋼製炮管，良久，對身邊的張浚嘆道：「德遠，以此鋼之利，我大宋軍械，自此煥然一新矣。」

  「此前，火銃也僅僅只限於軍器監內部的試驗使用，且很多將士都不習慣。」

  「稍有不慎，炮管就會炸開，如今有了這等上好鋼材，炮管已然穩定。看來用不了多久，全軍便可配備火銃了。」

  「等到紹武二十二年之後，攻打金國，怕是會更容易，輕易便可橫推了！」

  宗澤的語氣帶著感慨，悵然，道：「只是不知道，那時老夫還尚在否————」

  「二殿下，真乃天賜我大宋之瑰寶，」張浚也是感慨之餘，盯著那鋼件，道：「樞相所言極是。此物於國於軍，功在千秋！格物院，當重賞！」

  他沒有回應宗澤那句尚在否。

  畢竟，這些時日，宗澤病的頻率越來越高了，議政會已經缺席了好幾次。

  甚至，趙諶都親自來看望好多次。

  格物院內，趙爍並沒有沉浸在成功的喜悅中太久。

  他站在理事堂那張巨大的圖紙前，上面繪製著「蒸汽機」的初步結構圖。

  沒錯，這才是他真正的目的！

  他知道，「材料關」的第一道，也是最關鍵的坎，已經邁過去了。

  想要步入工業時代，就必須要有足夠好，足夠強的鋼鐵材料。

  這些都是那份來自後世記憶所說。

  而他在看過工業時代的發展後，也深以為然。

  不過，這僅限于格物院和軍器監內部，小範圍的成功，大批次的剛才煉製，還不行。

  但他管不了這麼多了。

  格物院和軍器監，只是一個開拓者，留下的東西整理成冊，需要後人慢慢發展。

  他能做的，只是把見過的風景記錄下來，讓後人可以直接在這個基礎上去生產。

  如此，大宋才能走的更遠！

  （還有更新耶）