是,教宗!
鼓風機——即冶金工藝中必不可少的部件,肩負著為高溫熔煉充足氧氣的重要任務。
在鼓風機被發明之前,歐洲人會將鍛冶爐建造在風速較快的山脈和河岸邊,借助自然風熔鑄鐵、銅、錫、金等金屬。
據曆史記載,北歐維京海盜的村落擁有完善的鐵匠鋪,已經出現全套的基本鍛造工具,包括冶煉爐、鍛錘、磨砂輪、淬火池等。
機械力鼓風機於11世紀前後出現,隨後以相對緩慢的速度擴散至全歐,到十三世紀基本完成普及。鼓風機以兩種形式為主流——人力(畜力)鼓風機和水力鼓風機。前者主要應用於河流流速緩慢的南歐國家,後者則流行於擁有塞納河、萊茵河和多瑙河的中西歐國家。
鋼鐵是工業的心臟,這一點也沒開玩笑。冶金工藝的天花板決定著工業發展與技術進步的上限,沒有鋼鐵,一切便無從談起。
1325年,由於鍛鐵工藝進步,德意誌地區第一次出現了曆史可載的槍械製造。大約14世紀中葉,隨著鑄鐵澆鑄技術被首次應用於鍛造工藝,歐洲人鍛造出了世界上的第一門鑄鐵大炮。到了十五世紀早期,更有人將青銅炮與鑄鐵炮合二為一,首次製造出青銅鑄鐵加農炮,連帶著導致一門新行業的誕生——“鑄鐵師”。
機械技術的進步同樣帶動了冶金的發展,在巴伐利亞地區,幾乎就在鑄鐵技術出現的同時,德意誌工匠發明了水力驅動的機械鍛錘,自重約一千千克,可以以每分鐘100到200次的速率捶打鐵胚,極大提升了鍛造效率。
十五世紀還出現了深刻影響後世的雜質篩選技術,憑借精密的機械設備,冶金師將篩選粗雜質的任務完全自動化了。
除鼓風機之外,冶金技術的第一重要器具自然非冶煉爐莫屬。
“豎爐冶金”是發明自羅馬時期,一直延續到16世紀的曆史悠久的熔爐設計理念。但隨著鐵,尤其是鋼的需求供不應求,人們為增加產能而將豎爐的高度不斷拔高,並改用適用這種新設計的水力鼓風機,進而導致“高爐煉鋼”理念的誕生。
在16世紀之前,歐洲的主流冶金爐是土法吹煉爐(stuckofen),這種爐子起源於奧地利的施蒂利亞,是中世紀冶金的集大成之作。土法吹煉爐最高可達14英尺,不僅擁有雙風箱設計使其可以同時冶煉生鐵與熟鐵,並且增加了排出礦料廢渣的開口保證冶金質量。
最主要的是,土法吹煉爐改善了以往豎爐最大的痛點——產量。
根據一張後世對比表格的記載,流行於十五世紀西歐的加泰羅尼亞豎爐的煉鐵產量約為每次150千克,產出率30。更落後的塊煉爐更是慘不忍睹,70千克的單次產鐵,125的產鐵率,消耗最多的燃料產出最少的鐵,極大拖了經濟發展的後腿。
與之相比,施蒂利亞的土法吹煉爐擁有最低300千克,最高可達900千克的驚人產量,產出率也有不低的39,每個熔爐年產鐵4050噸,遠超任何以往的舊式豎爐,且已經擁有了高爐煉鐵的雛形。
在江天河的皇家工場攪入維也納之前,維也納已經有了冶煉工場38座,生鐵廠12座,熟鐵吹煉爐4座,鋼鐵冶煉爐18座,全部采用多瑙河的水力,是神聖羅馬帝國的鋼鐵行業發展最迅猛的地域之一。
弗雷德裡克對奧地利的“征服”為維也納帶來了更先進的施蒂利亞技術,經過皇家這三年的投資建設,江天河名下的皇家冶金工場建立起了8座新式吹煉爐,產量較老式吹煉爐提升了兩倍以上。
事實證明,權力與資本果然是人類曆史上最強大的聯合,擁有皇家信譽背書,政府全線開綠燈以及源源不斷的資金池,連江天河這樣從前毫無經商經驗的雛鳥都能在維也納打下半壁江山,懟得那些有錢沒勢的資深商人嗷嗷直叫。
但她並沒有止步於此,畢竟她沒有忘記自己建立冶金廠的初衷。
江天河緊張地等待著麵前這座“49年製三號鍛爐”的第一爐生鐵。
這已經不是她的第一次實驗,距離三座成型高爐搭建落成已有半年,這半年,她每日和幾名資深鐵匠守在爐旁,絞儘腦汁地嘗試新的冶金法,卻都以失敗收場。
僅僅實驗浪費的鋼鐵,已經足夠她在維也納城內建上十幾棟帶花園的獨棟彆墅。科研是件燒錢的工作,試圖研發超越時代的技術更是如此。若非羅貝爾長期以權謀私,把軍方武器訂單白送給她的工場,加上皇帝本人依然在追加投資,單憑她的商業手段隻怕早就被昂貴的科研工作拖破產了。
不久後,隨著一股快要把空氣燒灼的熱氣迸發而出,一爐鐵水如約出爐。
和那些隻能熔煉出軟生鐵的同行不同,江天河掌握了將鐵熔化為鐵水的技術。
她的父親曾經無意中提及過工作中的小知識,冶金工廠提高爐溫的方法大致有三種最簡單鼓風機吹氧,添加合金提溫劑以及調整底吹氣量。
奧地利的熔爐沒有調整底吹氣的組件,鼓風機吹氧雖然可以力大磚飛但終有局限,因此留給江天河的選擇隻剩下一個,提溫合金。
最簡單的提溫劑便是矽碳合金,恰巧的是,江天河悲哀的知識儲備中竟然真有一條可以用來製粗矽的化學方程式。粗矽的提溫能力遠不如矽鐵合金,但讓軟鐵熔化成鐵水也算勉強夠用。
但問題又出現了,二氧化矽,也即石英礦,它和碳反應的溫度需要1400度以上——現有的反應釜根本無法承受。
於是問題延伸出新的問題——奧地利沒有任何一座已知的耐熱黏土礦,江天河連上哪找塊耐火磚都成問題,更彆提大規模煉鋼了。
直到奧地利占領摩拉維亞,她的苦惱才終於得到解決——摩拉維亞的首府布爾諾擁有德意誌最大的黏土礦區,其中恰好有耐熱性能極佳的黃黏土。