第五十一章 灰口铁炮的铸造(2/2)
这些原料配比好后,接下来就可以进入熔炼的过程。
通过高炉风口火焰的顏色,可以对炉温进行判断。
暗红色表示炉温在一千二百度以下,这就需要加焦炭,加大鼓风。
橘红色火焰,则表明炉温在一千三百度到一千四百度左右了,正常加料就可以。
当火焰顏色变成亮白色后,就表明炉温已经在一千四百五十度以上了,铁水已经在熔化,准备出铁。
出铁时先放炉渣来判断情况,若炉渣呈现黑色玻璃状,则表明脱硫充分,铁水合格。
如果炉渣呈褐色,且易碎,说明脱硫不足,下次配料就要增加石灰石比例。
得到合格的铁水后,接下来就是铸造了,崇禎按照深度探索的建议,摒弃了大明时期广泛使用的泥范铸造法,改用砂型铸造法。
因为砂型铸造法相比於泥范铸造法,所用的周期要短得多,泥范法通常铸造一门炮要一到三个月时间,砂型铸造法却可以缩短到十天半个月左右。
而且砂型铸造法的模具可以反覆使用几十次,泥范法则是一模一炮,用完即废。
再者,砂型铸造法生產出的火炮,內部气孔更少,只有泥范法的三分之一到四分之一,这样一来,砂型铸造法產出的火炮寿命也会更高。
而泥范法为了保证火炮的寿命和安全性,便不得不增加壁厚,这就导致同口径的火炮,泥范法造出的火炮重量要比砂型铸造法造出的火炮重二到三成。
以上也直接关係到铸炮成本,显然砂型铸造法的成本更低。
从这里也可以看出,砂型铸造法占据著明显的优势。
其实,大明也出现了砂型铸造法,《开工开物》中便有记载,但主要用於铸造铁锅、钱幣等小型器物,缺乏铸造火炮所需的大型砂型工艺经验。
但这个经验崇禎通过深度探索已经掌握,他先指导工匠製作出了砂型铸造法需要的各种模具。
在接下来的铸造过程中,要进行慢冷控制,这就需要用煤粉砂型代替普通砂型,就是在砂中加入一成左右的煤粉。
因为煤粉燃烧后会在砂型內形成微小气孔,这样就能保温,以达到慢冷的效果,同时又能排气,以减少铸件內部的气孔。
当铸件在模具中浇铸后,不能立即开箱,需要让砂型在空气中自然冷却一到两天时间,这个是按铸件大小来决定的,此举是为了確保铁水缓慢降温,碳也有足够的时间形成石墨。
如果在这个过程中出现断口呈银白色的白口铁,则將其放入退火窑,用高炉內的余热进行加热,再保温七天左右,让渗碳体的白口铁分解为铁和石墨,再重新转化为断口呈灰色的灰口铁。
开模后,就可以得到一体成型的火炮。
而此时的炮胚还相对粗糙,炮膛不够光滑,表面也会有粘砂、毛刺等各种缺陷,先用鏨子、銼刀、砂轮、铁丝刷等工具进行基础清理。
接著再用崇禎指导工匠製作出的水力、畜力鏜床、钻床进行精加工……
以上內容说起来很繁琐,也显得非常复杂,但其实並不需要现代化的工业设备,以眼下手工业的技术储备,都能够实现,只是失败率和返工率相对高而已。
所以,崇禎带领一眾工匠忙活了快一个月,还只是解决了燃料和原料问题,连相对纯净的白口铁水都没能获得。