秦國目前的冶鐵技術,主要是坩堝冶鐵法。
所謂的坩堝冶鐵法,便是先修築一個小爐,然後用木炭將鐵礦石還原成普通的鐵水。
不過,由於熔煉爐溫度低,鼓風能力一般,熔煉後的鐵在熔煉爐中的滯留時間很短,所以熔煉後的鐵水都是沒有液化的、像海綿一樣的固體塊狀。
而且隻能一次一次的煉,不能實現連續生產,產量很低。
可以說,限製秦國冶鐵能力的關鍵,便是生產鐵時,無法進行連續生產。
不過這個問題並不是無法解決,可以通過加高熔煉爐的高度和大小,來增加冶鐵量。
而相比於冶鐵量不足這個問題,還有另外一個問題,也困擾著冶鐵。
那便是溫度。
想要從鐵礦石當中,冶煉出鐵水來,首先需要的是足夠的溫度。
鐵的熔點在一千五百多度,而目前,秦國冶鐵主要使用的木炭和木頭,而木炭冶鐵可以產生的溫度,最高隻有一千度。
正是因為溫度不夠,才造成冶煉的鐵水會出現海綿狀一樣的情況。
想要讓鐵礦石充分融化,就需要增加冶鐵時的溫度。
而想要增加冶鐵的溫度,說起來其實也不是很難,那就是使用煤炭作為燃料,來進行冶鐵。
和木頭以及木炭不同,煤炭冶鐵最大的好處,便是溫度。
有木炭冶鐵,在高爐當中,溫度最多隻能達到一千度,距離鐵的熔點還有五百多度,儘管在長時間的燃燒下也可以將鐵從鐵礦當中融化,可是,溫度畢竟差那麼多,融化出來的鐵水也無法充足滿足要求。
用木炭冶煉出的鐵,如果想要進行使用,還需要經過多次鍛打才可以。
而使用煤炭作為燃料的話,在高爐當中,煤炭可以產生的溫度最高可以達到近三千度。
使用煤炭冶鐵,可以將鐵礦充分的化為鐵水。
當然,用煤炭冶鐵也有壞處,那便是,煤炭當中,普遍存在大量的硫,在使用煤炭作為冶鐵燃料的情況下,煤炭當中的硫,會不可避免的進入冶煉的鐵當中。
而鐵當中含有的硫如果太多,對於鐵是有很大影響的。
硫元素在鐵鑄件中會形成fes的化合物,這種化合物在冷卻時會凝固成為固態並大量排列在鑄件的孔隙處,導致鑄件內部形成孔洞、氣孔等缺陷,嚴重影響鑄件質量。
硫化鐵是鑄鐵中的一類夾雜物,多位於鑄件內部,容易成為鑄件中裂紋的起始點。
同時,硫應力腐蝕和熱脆性也容易導致鑄件出現裂紋,降低使用壽命。
所以,想要用煤炭冶鐵,最好事先去除煤炭當中的硫,而想要去除煤炭當中的硫,也不是非常困難。
最簡單的方法,便是在煤炭使用之前,先把煤炭浸泡在強堿水當中,讓煤炭當中的硫,被堿性物質溶解。
這樣雖然無法徹底去除煤炭當中的硫,但是,卻可以大大減少煤炭當中硫元素的含量。
這樣,煤炭冶鐵便可以冶煉出合格的鐵水了。
另外,用煤炭冶鐵還有一個好處,那便是燃料充足。