四月的最后一天,城西匠作监里气氛紧张。
院子中央,立着一座两人高的土石建筑,形如巨塔,下方有鼓风装置,上方冒着滚滚浓烟。这就是墨衡按陈嚣图纸建造的“河西一号高炉”,今天第一次正式点火。
墨衡脸上、手上全是煤灰,眼睛却亮得吓人。他指挥着工匠们:“鼓风!再加大!”
四个壮汉推动水轮,通过连杆将风力送入炉膛。炉内火光熊熊,温度持续升高。
陈嚣站在远处,尉迟炽、萧绾绾、灵枢师太等人也来观看。所有人都屏住呼吸,等待结果。
这座高炉与传统的炼铁炉完全不同。传统的炉子小,靠木炭加热,一次只能炼几十斤铁,且温度不够,铁质脆硬。而这座高炉用石炭(煤)作燃料,设计了热风循环系统,理论上一次可炼铁千斤,且温度更高,能炼出更好的铁。
但理论是理论,实践是实践。之前已经炸过两次炉,损失了不少钱粮。这是第三次尝试,再失败,匠作监的经费就要见底了。
“温度够了!”墨衡盯着炉口的火焰颜色,判断道,“投料!”
工匠们用长柄铁锹,将铁矿石、石灰石、石炭按比例投入炉顶的投料口。矿石在高温中熔化,杂质与石灰石结合成炉渣,铁水沉在底部。
这个过程需要时间。众人从清晨等到正午,炉火始终熊熊。墨衡不时爬上梯子,从观察孔查看炉内情况。
“铁水成了!”他突然大喊,“准备出铁!”
工匠们连忙动作。一人用长铁钎捅开出铁口的泥封,另一人用耐火泥修整出铁槽。暗红色的铁水缓缓流出,沿着槽道注入沙模。
铁水温度极高,靠近的人都感觉热浪扑面。但没人后退,所有人都盯着那流动的红色液体,仿佛看着希望。
第一批铁水注满了十个沙模,每个模子可铸五十斤铁锭。待铁水稍冷,工匠们打开沙模,露出乌黑的铁锭。
墨衡用铁钳夹起一块,放到铁砧上,抡锤猛砸。
“铛!铛!铛!”
铁锭被砸扁,但没有碎裂。墨衡又换小锤,仔细敲打边缘,检查质地。
良久,他放下锤子,抹了把脸上的汗,转身走向陈嚣,每一步都像踩着棉花。
“经略使……”他声音发颤,“成了!”
陈嚣快步上前,接过那块铁锭。入手沉重,质地均匀,敲击声音清脆。他抽出腰间佩刀,用力砍在铁锭上——
“锵!”
刀刃崩了个缺口,铁锭只留下一道白痕。
“好铁!”尉迟炽惊呼,“这比咱们现在用的刀铁强多了!”
陈嚣仔细检查铁锭断面,见晶粒细腻,杂质少,确实是上好的生铁。他抬头问墨衡:“这一炉,出了多少?”
“回经略使,初步估算,至少一千二百斤!”墨衡激动得声音都变了,“而且还没炼完,还能再出几百斤!”
一千二百斤!传统炼铁炉要炼二十炉才能达到这个量!
全场沸腾。工匠们欢呼雀跃,他们几个月的辛苦没有白费。
陈嚣也笑了,用力拍拍墨衡的肩膀:“好!墨衡,你立了大功!这座炉,就叫‘河西一号高炉’!所有参与建造者,每人赏钱十贯!墨衡赏百贯!”
“谢经略使!”工匠们齐声道谢。
墨衡却摇头:“经略使,这功劳不是我一人的。图纸是您给的,原理是您讲的,我们只是按图施工。而且……”他迟疑了一下,“这铁虽好,但还不是最好。”
“哦?怎么说?”
“按您之前讲的,铁分生铁、熟铁、钢。生铁脆硬,适合铸造;熟铁柔软,适合锻造;钢则兼具硬度和韧性,是造兵器的最佳材料。”墨衡道,“这座高炉炼出的是生铁,要变成钢,还需进一步加工。”
陈嚣赞许地点头:“说得对。那你知道怎么把生铁变成钢吗?”
“您提过‘炒钢法’和‘灌钢法’。”墨衡如数家珍,“炒钢法是将生铁加热成半液态,不断搅拌,让空气中的氧与碳反应,降低含碳量,变成熟铁或钢。灌钢法是将生铁和熟铁一起加热,让生铁中的碳渗入熟铁,得到钢。”
“理论上都对。”陈嚣道,“但具体怎么做,温度怎么控制,时间怎么把握,需要你一次次试验。墨衡,我再拨给你五千两银子,你专门研究炼钢。我要你在半年内,炼出能造好刀好甲的钢。”
墨衡郑重抱拳:“属下必尽全力!”
高炉成功的消息很快传开。凉州能日产千斤铁,这意味着什么?意味着农具可以大规模制造,兵器可以更新换代,器械可以不断改良。
陈嚣趁热打铁,将匠作曹正式升格为“匠作监”,下设四坊:
铁器坊,负责炼铁、炼钢、打造兵器农具,由墨衡兼管。
木器坊,负责制作家具、车辆、器械,由一个老木匠主管。
营造坊,负责修建房屋、城墙、水利,由尉迟炽推荐的一个老工匠主管。
纺织坊,负责纺线织布,目前还在研究阶段,由灵枢师太推荐的一个织女主管。
四坊共有工匠五百余人,学徒三百余人,是凉州最大的“工厂”。陈嚣定下规矩:工匠按手艺分九等,等越高工钱越高;有发明创造者,重赏;所产器物,优先供应军需和垦荒,剩余可对外销售。
他还提出了一个概念:“标准化生产”。
“比如横刀,”陈嚣拿着一把新打的刀说,“长度、重量、厚度、弧度,都要统一标准。这样战场上刀坏了,可以随时更换;工匠制作时,也有规可循。”
墨衡立刻领会:“就像秦朝的‘物勒工名’?”
“类似,但更精细。”陈嚣画出草图,“我们要制定《河西工器标准》,从农具到兵器,从尺寸到材质,全部规范。这样做的好处是:质量可控,效率提升,成本降低。”
这个想法太超前,工匠们一时难以理解。但墨衡却如获至宝,他隐约感觉到,这背后有一套完整的学问。
五月,匠作监全面运转。铁器坊里,高炉日夜不息,生铁源源不断产出。一部分直接铸造成农具——新式的曲辕犁、耧车、镰刀,比旧式轻便耐用,很快被垦荒的农民抢购一空。
另一部分生铁用于炒钢试验。墨衡带着几个铁匠,建了一座小炒炉,不断尝试温度、时间、搅拌方式。失败了无数次,铁水要么炒过头变成了熟铁,要么炒不够还是生铁,难得找到那个平衡点。
但墨衡不气馁。他记得陈嚣说过:“格物之道,就是试错。失败不是坏事,是告诉你这条路走不通。试得多了,总有一条路能通。”
到五月底,炒钢法终于有了突破。一次偶然的温度控制,得到了一炉介于生铁和熟铁之间的材料——质地坚韧,可锻可铸。
墨衡用它打了一把短刀,测试时,能轻易砍断旧刀,自身只卷刃不崩口。
“这是钢!”他激动得手在发抖。
虽然还不完美,含碳量不均匀,但确实是钢。有了这个开端,继续改进只是时间问题。
陈嚣看到那把短刀时,欣慰地笑了。他仿佛看到了未来:凉州的军队装备着钢刀钢甲,农民用着钢制农具,工匠用着钢制工具……
工业革命的种子,已经在这个边陲小城悄悄萌芽。
而墨衡,这个曾经被家族视为“不务正业”的年轻匠人,在这里找到了自己的天地。他每天泡在匠作监,研究技术,改进工艺,乐在其中。
有时夜深人静,他会想起陈嚣对他说的话:“匠人,是立国之本。你做的每一点改进,都会让凉州更强。”
这句话,成了他的信念。
凉州的未来,不仅在于田亩、人口、军队,更在于这些看似不起眼的技术进步。
一点一滴,汇聚成河。
河西的路,越走越宽了。