第240章 推广新式冶铁技术,提高铁产量(1/2)
朝廷的宽容批复,像冬日里一道难得的暖阳,让林越在北沧州的位置变得更加清晰而稳固。虽无正式官衔,但“实务协理”的名分和宋濂明白无误的支持,让他得以更顺畅地介入州内诸多具体事务。抗蝗的余波渐平,人们的注意力开始转向灾后重建与冬春生产的准备,而一个比蝗灾更为日常、却也更为根本的问题,逐渐浮现在林越眼前——铁。
这年头的铁,太精贵,也太不经用。
秋收过后,北境各乡报损的农具清单陆续汇总到州衙户房。犁头磨损、锄头崩口、镰刀卷刃……数目触目惊心。许多农户,一把铁锄头要用上好几年,磨得只剩薄薄一片也不舍得扔,断了裂了,凑合着绑绑继续用。稍微宽裕些的,想添置件新农具,市面上的铁器价格又让人望而却步。州城里的铁匠铺倒是有几家,叮叮当当从早响到晚,可打出来的物件,好坏全凭老师傅的手艺和心情,价格还不便宜。至于官营的铁冶所?那是专供军器、大型工程和官府用度的,与普通百姓隔着十万八千里。
林越是在巡查城西一处正在修缮沟渠的工地时,对此事有了更直观的感受。几个民夫正在用铁镐刨着冻得硬实的土,叮当声中,一个民夫手里的镐头“咔嚓”一声,竟然从中间断裂了!那民夫看着手里只剩半截木柄和一小段残铁的镐头发愣,黝黑的脸上满是心疼和无奈。工头骂骂咧咧地过来查看,却也只得让那民夫先去一边歇着,等着换工具——可替换的工具,也不多了。
“这铁,脆得很!”工头见林越过来,诉苦道,“看着黑黝黝一块,使不了多大劲就崩了、断了。官坊里流出来的好些铁料也这样,杂质多,不经打。咱们这修渠,最费的就是镐头、铁锹,照这么个坏法,工期都得耽误!”
林越蹲下身,捡起那断成两截的镐头。断口处参差不齐,颜色灰暗,夹杂着一些明显的、颜色略异的杂质颗粒。他用手掂了掂,又敲了敲,声音沉闷。这铁的质量,确实堪忧。以他有限的历史知识,明朝中后期的冶铁技术虽已相当成熟,但受限于矿石品位、燃料(多为木炭或劣质煤)、鼓风技术以及精炼工艺,生铁含杂质多、性能脆硬是普遍问题。熟铁和钢的产量低、成本高,难以普及。
“这样的铁器,市面上卖多少钱一件?”林越问。
工头叹了口气:“就这把镐头,若是新打的,少说也得二百文往上!够买好些粮食了!寻常农户,一年到头也添置不起几件新铁器。所以都省着用,坏了修,修了再坏,实在不能用了,攒着那点废铁,等货郎来收,或者凑一起请铁匠打个新的,还得自己备炭火,工钱另算……”
铁,是生产力的筋骨。农具、工具、乃至日常用的锅铲刀剪,都离不开它。铁器的普及程度和质量,直接关系到耕种效率、手工业水平和百姓生活。北沧州并非不产铁,州境西北的山里就有小型的民间矿坑和土法冶炼炉,但产出有限,质量不稳,且多为地方豪强或特定匠户把持,流通不畅,价格高昂。
一个念头在林越心中逐渐清晰:想要真正改善民生,提高生产效率,推广相对先进、能提高产量和质量的冶铁技术,或许是一条绕不开的路。这比推广深耕、养鸭更复杂,涉及的利益方更多,技术门槛也更高,但一旦做成,影响将更为深远。
他没有贸然行动,而是先花了几天时间,带着铁蛋和两个对工矿有些兴趣的分斋学生,以“核查矿冶以备修缮”为由,请州衙开了份文书,去城外的铁匠铺和更远些的民间小矿坑、土炉转了转。
所见所闻,让他对现状有了更深的了解。铁匠铺的老师傅手艺精湛,但对铁料来源和质量控制无能为力,全凭经验“看火候”、“听声音”,好的铁料打出来的东西自然耐用些,次的铁料就只能将就。而那些散布在山坳里的土法冶炼炉,更是粗放得惊人:就地挖个土坑或垒个简易石炉,将开采的、仅经过粗略破碎和淘洗的铁矿石,与木炭(或本地一种烟大灰多的劣质煤)层层交替填入,点火鼓风。鼓风用的是笨重的木制风箱,需要两三个壮汉轮流拉动,费力而风量不稳。冶炼过程全凭炉工看火焰颜色和经验判断,出炉的生铁砣(俗称“海绵铁”)杂质多,含碳量不均匀,脆硬难加工,需要铁匠反复锻打、渗碳(或脱碳)才能勉强使用,成品率低,费时费力。
“师傅,为啥不用更好的炭?或者把矿石砸得更碎些,多淘洗几遍?”林越问一个满脸煤灰的老炉工。
老炉工用脏兮兮的袖子抹了把汗,瓮声瓮气道:“好炭?那得是青冈木烧的炭,贵哩!山里木头现在也不让随便砍了。这煤便宜,凑合用呗。矿石?砸碎不要力气?多淘洗?那得费多少水、多少工夫?出铁慢,东家(指矿主)不答应。反正打出来的铁,能卖出去就行。”
另一位老铁匠则抱怨:“送来啥料,咱就打啥。有时候送来一炉铁,里面疙瘩(指未充分反应的矿石或杂质块)多得吓人,一锤子下去就裂,还得扣咱工钱!要是能有那种又韧又硬、杂质少的‘好钢’料,咱也能打出更锋利好用的家什,可那玩意儿,听说只有官府的大炉子,或者南边一些地方才有,贵得没边儿!”
现状清楚了:矿石预处理粗糙,燃料低劣,鼓风技术落后,缺乏有效的精炼和成分配比控制,导致生铁质量差,熟铁和钢产量极低,整个产业链停留在低水平、高成本、低质量的状态。
回到分斋,林越将自己关在屋里,对着搜罗来的几块不同质量的生铁熟铁样品,以及凭记忆和有限资料勾勒出的土法炼铁流程图,陷入了长久的沉思。他并非冶金专家,但基本的原理是懂的。要提高铁产量和质量,无非从几个方面入手:改进鼓风设备,提高炉温;优化燃料,尝试用焦炭(或改良的煤)代替部分木炭和劣质煤;改善矿石预处理;引入或改良精炼工艺,如炒钢法、灌钢法等,以更有效地控制铁中的碳含量和其他杂质。
但这一切,都不能脱离当下的实际。搞高炉?不现实。搞现代炼钢?更是天方夜谭。他需要的是在这个时代技术基础上,能够被理解和接受的、切实可行的改良。
几天后,林越带着一份初步的《试论本州冶铁之弊及改良数则》的条陈,求见了宋濂。
宋濂仔细看完条陈,眉头微蹙:“提高铁产,改良铁质,此事关乎农工,自是紧要。然则,开矿冶铁,历来牵涉甚广。矿脉多在深山,开采不易,且有与民争地、破坏风水之虑。民间土炉,多为豪右或匠户把持,各有传承,惰性极强,未必愿意改动祖传之法。官营铁所,自有章法,轻易变动,恐生事端。且这改良所需投入——改进鼓风、试制新燃料、培训工匠——钱粮从何而出?”
宋濂的顾虑非常实际。每一句都点在了要害上。
“大人所虑极是。”林越早有准备,“学生亦知此事艰难。故不敢言全州推广,只求先行试点。可选一处管理相对规范、东家较为开明、且矿石品质尚可的民间小矿或合营炉场,由州衙出面协调,学生带人入驻指导,尝试进行改良。所需初步费用,或可由州衙拨付少量专款,或由该炉场先行垫付,待见到实效、产出优质铁料获利后,再行补偿或分成。如此,州衙风险可控,炉场亦有盼头。”
他顿了顿,继续道:“至于工匠惰性,学生以为,重赏之下,必有勇夫。若改良成功,产出之铁质量提升、产量增加,售价亦可提高,利润自然增长。届时,可将部分新增利润,奖励给参与改良、出力的工匠和炉工。眼见为实,利之所在,人心自趋。”
“先以点带面,见效后再图推广……”宋濂沉吟着,手指无意识地在案几上划动,“你所提这些改良之法——这‘活塞式双动风箱’以省人力、增风量;这‘焦炭’炼制之法;还有这‘炒钢’、‘灌钢’之精炼术……确有见地,但毕竟纸上谈兵,未曾实践。万一投入钱粮人力,却无成效,甚或引发事故,如何是好?”
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