第三十二節鋼鐵

第一章韜光養晦第三十二節鋼鐵

北京王恭廠

在談到有關經費的問題時，林洲也是很為難的。小理雖然文味軒是目前自己手裡頭最能掙錢的了，但是遠遠的比不上自己花錢的速度，幾乎到處都是伸手要錢的人似的。從禁衛軍到清查田畝，從京師大學堂到燧發槍的研發，各個都是一個大窟窿，慾壑難填一般。看來應該走多種經營的道路了，否則就是文味軒再能攬錢，也是經不住這麼多的地方要錢的。

「這樣吧，前期的工作就先從工部的預算中支取，等到地址選好以後朕在想辦法來籌措資金！」所謂的一分錢難倒英雄漢，何況是如此龐大的一國之君呢，林洲也是在「錢」字沒有多少的轍了。

「臣自會把這件事情辦好！」趙士禎躬身對林洲行了個禮，什麼都沒有皇帝的承諾最重要，既然皇上已經答應了的事，以後這搬遷新廠的工作就少了一份的麻煩了。

「關鍵是要選個好的地方，朕看了看現在王恭廠的冶鐵爐和鍛制設備，覺得還是有很大的改進的地方的。」說著，林洲就走到一座正在溶化鐵水的大爐子前。

「皇上小心，危險！」趙士禎連忙的走到林洲的面前，攔著他進一步的往前去。

「放心，朕沒事！」林洲一臉的輕鬆，倒是附近陪同的一干官員和工匠們心裡擔憂著，這萬一迸出的鐵水濺到皇上身上，那可就是大大的罪過了，說不得一家老小下輩子都要流放千里了。

林洲知道現在他的身份是比較特殊的，再也不能像後世那樣在現場旁邊給周圍的人做示範了，於是只好乖乖的回到了原地。

「你們看現在這王恭廠的冶鐵爐，都是用人力鼓風機，以人來搖動手柄來轉動鼓風機給冶鐵爐送風，既費時有費力。為什麼不能利用我們祖先已有的智慧呢？所以以後一定要適地制宜，在不能像成祖皇帝那樣不顧客觀情況把偌大的廠子建在這京師繁華之地了。」林洲一想到這王恭廠的歷史就有點怨恨他名義上的先輩來。

旁邊一圈的人，誰也不敢答話，因為皇帝可以數落他的先祖，但是他們不行，否則大不敬的帽子砸下來，不知要有多少的人頭落地了。小理

「組織工匠們研製更大的冶鐵爐，準備好各項的工作才行啊！」林洲是迫切的想要製造出先進的燧發槍來，那可是對付北方游牧民族的利器。

「臣遵旨，不負皇上厚望！」趙士禎知道皇帝是急著要出結果的，在困難也要接著上的。

林洲是來自四百多年後的人，而且是機械專業的高材生，對於這個時代的鋼鐵冶鍊技術還是知道一點的，上學時也多少學過一些鋼鐵冶鍊的歷史，即使是上課時經常的睡覺，但是還是能夠記住一點點的。雖說那些幾百年後的東西也是無法應用在這個時代的，但是一些跟這個時代相近的一些冶鐵技術還是有很大的應用空間的！看著眼前這聳立著的幾座冶鐵高爐，簡直是土的不能再土了，很像後世傳說中大鍊鋼鐵的那種土高爐，不知道這個爐子是用什麼材料建造的。

「不知道這幾個高爐里使用的什麼材料做耐高溫材料的？」林洲仔細的詢問著一旁的幾個看起來干這行有些年頭的工匠，還是想看看能否從中找到一些可以改進的地方，畢竟後世的那些鋼鐵廠也是大多一步步從現在這個階段發展而來的，即使是隔了四百年，總是會有一些技術上相通的地方。不管怎麼說林洲也是機械專業的高材生，多少還是對金屬冶鍊懂的一點的，只不過接近現代的更多一點罷了。

「回皇上話，現在我們所用冶鐵爐子里的襯裡是用的草拌泥、黃粘土及大量的石英砂混合而成，所用石英砂不僅有天然的，而且還有經過加工破碎的，效果非常的好。」這時旁邊一位一直陪同在側的老師傅站了出來答道。

「你是？」林洲來了也是有段時間了，但是還沒有認真的了解旁邊陪同的這些人。這個時代的人是不會主動的介紹的，何況還是在皇上面前，所以突然的冒出一個人來介紹情況林洲還是有些納悶，不認識是誰。

「這位是冶鐵廠的王實甫，也是這裡的管頭，在廠子里也是幹了幾十年的老人了，對工藝很是熟悉。」趙士禎不時的插話，把說話之人給皇上介紹著。

「哦，既然是干這行時間長了，王管頭可曾聽說用一種叫做石墨的東西，摻在這耐火磚中可以獲得更高的溫度？」林洲知道這個時代還是沒有發現石墨做耐火材料的，所以有意的透露自己所知無幾的知識。

中國煉鐵始於兩千五百年前的春秋、戰國之交，當時鐵廣泛應用於武器、農具和家庭用具。漢武帝時將煉鐵收歸官營，先後設立了四十九個鐵官。東漢時發明了以水力代替人力鼓風，有力地推動了煉鐵生產的發展。一千四百年前的南北朝時代，在一些冶鐵爐上已開始用煤。使用木製風箱鼓風也比較早。這些事實說明中國古代煉鐵技術的發展在世界上是較早、較快的。後來由於長期的閉關自守，煉鐵技術逐漸落後。

而高爐煉鐵法的歷史大約已有六百年。原始的煉鐵爐是由石堆煉鐵法改造而成的。在土中挖一坑洞，周圍用石塊堆砌，稱為地爐。以木炭為燃料，利用自然風力進行燃燒、加熱和還原鐵礦石，產品為類似塊狀的海綿鐵。隨著人力、畜力和水力鼓風方法的出現，產量提高，渣和鐵也比較容易分離，產品質量有所改進。為適應冶鍊難熔和難還原的礦石，需要增加爐子的高度，於是開始出現豎爐，但其產品仍是「熟鐵球」，而含鐵很高的爐渣則可以熔化成液體。十四世紀中葉，最早的一批冶鍊生鐵的高爐出現了。由於水力鼓風的發展，高爐鼓風量增大，促使高爐爐缸溫度提高，於是爐內海綿鐵可以大量滲碳而熔化，就產生了生鐵。然而由於生鐵不能鍛造，難以利用，當時稱之為「豬鐵」。經過把生鐵和礦石一起裝爐再一次熔煉，便得到熟鐵，同時產量增加，自此形成了煉鐵的二步操作法。二步煉鐵法的出現是鋼鐵冶金史上的一個轉折點，從此逐漸發展成近代鋼鐵冶金工業的工藝流程：第一步礦石在高爐中還原生成生鐵；第二步在精鍊爐中將生鐵中的碳、硅等元素氧化而煉成熟鐵和鋼。進而發展為當前高爐煉鐵——轉爐鍊鋼的二步流程。

十四世紀中葉的英國產業革命大大推動了經濟技術的發展，高爐煉鐵技術也有四項重大改進，為其後高爐逐步大型化和趨於完善奠定了基礎。焦炭的應用：由於煉鐵用木炭要大量破壞森林，人們開始尋求用煤作燃料，但使用原煤在高爐內容易結焦和產生粉末，給冶鍊帶來很大困難，一七五三年英國人吉爾比發明了一種得到焦炭的方法。以焦炭作燃料符合高爐冶鍊要求，從而使生鐵產量大幅度增長。使用蒸汽鼓風機送風：十八世紀中葉英國人和俄國人分別以蒸汽機驅動鼓風機為高爐鼓風，從而促進了十八世紀末高爐生鐵產量的迅速增長，並為高爐大型化創造了條件。預熱鼓風：一八二八年蘇格蘭開始以熱風爐給高爐預熱鼓風，取得明顯效果，推動了蘇格蘭高爐在十年間全部裝備了熱風爐。早期使用的是鑄鐵管換熱式熱風爐，加熱空氣的溫度不超過四百度，一八五七年發明蓄熱式熱風爐后，風溫急劇升高，促使燃料消耗大幅度下降，使高爐冶鍊達到一個嶄新的階段。高爐煤氣的利用和封閉爐頂：一八三二年英國人第一次利用高爐煤氣來加熱鼓風，與此同時出現了封閉式爐頂。這兩項新技術使當時的高爐生產和爐頂構造發生了巨大變化。

現在能夠唯一提升王恭廠鋼鐵冶鍊水平的事情，也就只有從焦炭、鼓風機、新式高爐等幾個方面來改善和提高了。

林洲很快的就在腦海中回憶起曾經在睡覺時，意識中聽到教授們所講的一些知識，看來還是有些能夠使用的。於是他對王實甫說道：「從明天起由王管頭帶領幾個機靈點的年輕後生到宮中來，朕在文華殿中看到有關的冶鐵的書籍，那可都是孤本，就由你們在那裡學習一下。」

林洲想要親自的教幾個聰明機靈的年輕人，因為他知道在這個時代一樣是渴求人才的。

對於這麼一個天下掉下來的大運頭，王實甫有點懵了，能在皇上的跟前晃悠幾下可是天下無數人的夢想，沒有想到今天自己一句話就有如此的運氣。連忙跪在地上高呼：「草民謝萬歲隆恩，謝萬歲隆恩！」。聲音里透出無限的激動出來。

旁邊的一眾人等卻是滿臉的羨慕之色，要是被皇帝看重日後飛黃騰達還不是信手拈來，只是這好運未降到自己身上。

「起來吧！以後再朕這裡不興三跪九叩的，你們都是冶鐵行業的頂尖人物，該是朕尊重你們才是，日後見了朕可以免了這等的俗禮。」林洲還是看不慣這時代動不動就下跪的禮數，尤其是對待技術人員。他們可都是日後改善軍備，提升社會生產力和推動文明進步的基石，正是由於他們孜孜不倦的追求，才會使得人類由野蠻到文明的轉變，對他們的尊重才是天經地義的事情。

快到午時了，林洲初步的了解這高爐的構造，聽了王實甫和其他技術人員以及工匠們的介紹之後，林洲對於這個時代大明朝在鋼鐵冶鍊上的技術多少也就有了一些的了解，這跟他以前在大學中所學到的知識也是差不多的。

高爐煉鐵已成為一種經濟而有效的煉鐵方法，高爐煉鐵從上邊裝料，下部鼓風，形成爐料下降和煤氣上升的相對運動。燃料產生的高溫煤氣穿過料層上升，把熱量傳給爐料，其中所含一氧化碳同時對氧化鐵起還原作用。這樣燃料的熱能和化學能同時得到比較充分的利用，下層的爐料被逐漸還原以至熔化，上層的爐料便從爐頂徐徐下降，燃料被預熱而能達到更高的燃燒溫度。這確是一種比較合理的冶鍊方法，因而具有強大的生命力而長期流傳，王恭廠里也是這種形態的高爐。其冶鍊水平的發展表現在以下幾個方面：

第一，高爐煉鐵中的築爐技術達到了較高的水平。有的用含三氧化硅較高的黃色或紅色耐火粘土燒成的長方形或弧形的耐火磚砌築。，在不同部位耐火磚所用的材料、厚度、形狀均不相同。有的用直徑零點三到零點五厘米白色石英砂粒並摻有少量的細砂。有的用草拌泥、黃粘土及大量的石英砂混合而成，所用石英砂不僅有天然的，而且還有經過加工破碎的。這些耐火磚耐火強度達到一千四百六到一千九百度之間，這顯然是耐火土中摻入了含有二氧化硅相當高的砂石的結果。這種含二氧化硅相當高的酸性耐火材料，從我國古代高爐所出大都是酸性爐渣來看，是合適的。

第二，高爐煉鐵所用原料大部分已進行了加工。冶鍊工人從長期的實踐經驗中發現，爐料的粒度整齊可以減少對煤氣的阻力。因此，在冶鍊之前，就要對原料進行加工，在桐柏縣張畈村遺址中，曾挖出數以千噸計的礦石粉末，說明當時已十分注意對礦石的加工。

所以說王恭廠的高爐煉鐵在這個時代是最先進的，至少林洲知道歐洲人還有等上六七十年才能有這種水平。可惜的是明朝的閉關鎖國的政策導致技術的停滯不前，等到歐洲人用上焦炭的時候，我們還是延續著百千年來的冶鍊技術。

對於知道鋼鐵及冶金髮展大致方向的林洲來說，王恭廠以後的發展也算是有了參考了。於是在王恭廠用過了簡單的午膳后，邊召集了王恭廠內的頭頭腦腦們一起開會研究相關的技術和改進。

要不怎麼說王恭廠是大明朝鋼鐵冶鍊行業的頂尖翹楚呢！這一通的人員集合才顯示出王恭廠在人才上的優勢來。大大小小的，年老年少的，花白鬍子的來了一大堆，站在王恭廠飯堂中足足有六七十人之多。

什麼司爐、炭工、火工啦，什麼冶排、鼓風、翻砂啦，林林總總的都是各個工序中技術最出眾的人員，林洲掃視了一下，發現這些人大多數的年齡多是在五十歲上下的，也有幾個人像是是二十齣頭的樣子，這讓林洲不禁的想到人才的後繼和培養問題來。要知道明朝時的人均壽命是很低的，像這樣五十歲的人已經相當於後世的六七十歲了，要是等到他們故去，何人才能接替他們呢？這不得不讓林洲來考慮起來。

林洲也知道明朝實行的是匠戶制度，也就是明代沿襲了元代的匠戶制度，將人戶分為民、軍、匠三等。其中匠籍全為手工業者，軍籍中也有不少在各都司衛所管轄的軍器局中服役者，稱為軍匠。從法律地位上說，這些被編入特殊戶籍的工匠和軍匠比一般民戶地位低，他們要世代承襲，且為了便於勾補不許分戶。匠、軍籍若想若想脫離原戶籍極為困難，需經皇帝特旨批准方可，身隸匠、軍籍是不得應試躋於士流的。所以大多的匠人們都是子承父業的，不過自從嘉靖四十一年後開始實行輪班匠一律征銀，政府則以銀僱工。這樣，輪班匠實際名存實亡，身隸匠籍者可自由從事工商業，人身束縛大為削弱。

雖然有了這種輪班匠和以銀僱工，但是匠人的身份地位依然是處於社會的最底層的，所以也就越來越多的人拋棄了手工藝術及科學研究的動力，大家都想著靠些文章清詞來博些名聲。這種輕視實踐的社會現象，最終是導致近代中國在科學技術方面全面的落後於西方的重要因素之一，當西方的科技一日千里的蓬勃發展時，在遙遠而古老的東方，他們卻是只知道吟詩作賦，歌曲舞樂。

看來也是只能一點點的改變了，最少要讓自己身邊的人知道「奇淫弄巧」的好處。林洲讓趙士禎把大家都安排在一間大房子中，召開了在王恭廠歷史中留下了濃重一筆的第一次「大工匠會議」。

在會上林洲詳細的講解自己所知道的一些最接近這個時代的冶金方面的知識，制定了今後鋼鐵冶鍊方面的重點研發和改進的方向，並讓大家暢所欲言的談談每個人對於技術上、工作上、生活上的一些想法和心得，幾乎就是跟後世的懇談會一樣。關鍵的是在這次的會上做出了一項幾乎影響了整個大明今後科學技術發展的重要決定：發明獎勵制。

這個會議註定是要被載入科技史冊上的，在林洲和趙士禎等人的協商下，王恭廠成立了五個科技攻關小組，分別負責焦炭的大規模製備、大型及超大型水力鼓風機、高溫耐火材料、新型高爐構造和礦石篩選。由大明帝國皇帝林洲（即萬曆皇帝）親任組長，負責總體的指導，趙士禎、王實甫、高雲清、孫尚恆、馬林和等人任副組長，主要是負責各個攻關小組的具體的工作，並由趙士禎統一來籌劃安排。林洲從自己緊張的內庫中拿出了十萬兩銀子，撥付王恭廠用來研發新的鋼鐵冶鍊技術和人才獎勵。

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