第25章 炼铁炼硫还炼硝
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时间是世界上一切成就的土壤，时间给空想者痛苦，给创造者幸福。
时间就是等待能力发展的地盘。
而苏宁需求最多的是时间，同时也是最缺少的，这都是不可避免的一个事实。
想要进一步的突破，必须要培养与投放更多的人才，这类似于种地一般，从生根发芽到开花结果，其中一系列的浇水、施肥、除虫等措施，都是不可避免的。
除非苏宁能够借助另两个世界，帮助谋求发展，将这个发展期的时间大大缩短，来实现飞跃。
放眼未来，着手当下。
苏宁还得一步一个脚印，将所有的产业规划、基础建设都处理好。
这就要用到大量的水泥。
而苏宁所要求的水泥，是由75%混掺物和25%生石灰组成的。
75%的混掺物则是粘土、砖块、陶器土器碎片、铁废料或者矿渣构成的。
其制作方法是——
将以上材料备好，洗净、烘干、磨粉。
就能得到最原始的水泥了。
苏宁为了调节水泥的凝固速度，还往里面加了一些熟石膏粉，而这熟石膏粉也有要求，必须得在150摄氏度左右，这样才能生效，以达到凝固慢的效果。
这种水泥制作完备后，只需悉心养护20天，就可以制作出坚实而又耐用的混合水泥产品。
被用来铺路、建造都是上好的选择。
苏宁的工厂也全用水泥改建与扩建，极大的增加了安全性，同时又能够提供遮风挡雨的好地方，整体环境也是提升了不少。
不仅仅是员工宿舍，还有食堂、浴室……等皆是设施完备，整洁划一。
同样也搭建了几间教室，用以教习新知识、新思想。
知识方面倒是压力不大，而思想方面并不是须臾片刻所能扭转的。
目前的师资力量并不雄厚，只有二爷和一些比较资深的工匠能够担任。
同时苏宁也不断买入工厂周围的田地，凭借着陈忠祥与四大家族这等便利，苏宁很容易就将工厂附近纳为己有。
扩建、规划、再扩建……
一切准备就绪，也是时候要向着工业体系迈出第一步。
工业体系的第一步之说，众说纷纭。
有人说是第一步是健全专利保护法，这个苏宁直接否定，这是对个体创意的保护，从而推动个体更努力的发展创造，但这和苏宁没有任何关系，时代的局限性摆在那儿，人们也根本没有时间去进行发展创造。
还有人说是重工业发展，这一点苏宁很是赞同。
而重工业的基础是什么呢？
它的基础就是炼铁、锻铁、成钢。
锻铁的技术在大庆之前，甚至是更早之前就有了，但是太过落后，以至于铜仍旧是主流金属器具。
曾经也有用石炭（煤炭）炼铁的，但炼出的铁质不好，脆且易断。其原因就是石炭内部含有较多的硫，并不适合锻造。
炼铁并不难，苏宁真正需要的并不是铁，而是钢，炼钢是有所难度的。
古代工匠并不知道钢铁冶炼的化学原理，故而在冶炼的过程中，总是充满了神秘色彩，为人熟知的是干将、莫邪铸剑的故事，铸剑还要拿命来献祭，都为其蒙上了一层神秘的色彩。
不过经过宋朝科技爆发以及后续积累与发展，还是出现了诸如块炼渗碳钢、百炼钢、铸铁脱碳钢、炒钢灌钢等炼钢技术。
现在我们知道，生铁、熟铁、钢的主要区别在含碳量上面。
含碳量超过2%叫做生铁，也就是大庆人十分厌恶的恶金。
含碳量低于0.02%的叫熟铁，熟铁的质地很软，塑性好，延展性好，甚至还可以拉丝，强度与硬度自然也跟不上，但容易锻造与焊接。
而介于二者之间，则被称为钢。
钢的硬度并没有铁大，但是韧性上却远远优于铁，韧性是指材料抵御受力后变形的能力。
如果受到同等打击力，可能铁会碎而钢不会，因为铁更“脆”，这就是为什么建筑物选择用钢筋的原因。
另外炼钢不仅要控制含碳量，还要消除磷，硫等有害元素。
磷会降低钢的韧性和塑性，出现冷脆性，而硫会使钢热脆性变大，换句话来说，就是会使钢变脆，降低品质。
另外还有一些元素可以提升钢的性能，比如说锰元素可以提升钢的坚固性，强度和耐磨性，硅元素可以增加钢的强度。
这些也就非常后期了，现在接触这些还是尚早。就目前而言，只要会搞高炉就可，已经足以大批量生产钢铁。
而炼铁、钢就要有燃料，就算是裸露在地表的泥煤，也不是取之不尽、用之不竭的。
而将其利用到最大化的手段——炼焦。
顾名思义，炼焦就是指炼制焦炭，也被称之为高温干馏。
初期过渡性的土法炼焦并不能作为长久手段，无法回收副产物且焦炭质量略差，后期则需要研发更为先进的炼焦技艺。
将煤炭放在窑炉内，依靠部分煤干馏产生的煤气和部分直接燃烧产生的热量，而批量的生产炼制焦炭。
当然，煤还是最好选择裸露在地表的泥煤，因为它的含硫量低、杂质少，利用价值高，也不愧被称之为黑色的金子，只因它真的很美。
余下的就是高炉炼铁，光是“高”这个字，就可以感觉到它的温度要求十分之高。
而如此高温，锻造出炉壁也是一项困难的活计，是不能用铜的，铜的熔点不会超过1000摄氏度，而铁的熔点也早已经超过这个数字，达到了1538摄氏度。
苏宁则专门打造出用以承受高温的耐火砖，这耐火砖由矾土与粘土制成，可以承受1800度左右的高温。
高炉的整个炉膛近1米高，正下方是进风口，需要用到离心式鼓风机，让氧气进入其中，充分燃烧，以提高冶炼温度。
左右两边分别是炉渣收集装置、生铁铁水收集装置。
除了打造出优质的耐火砖，苏宁还命人打造了许多耐火收集装置，并制造了许许多多的耐火模具。
生铁炼制出来，炼钢手段还不能决定用哪种。是用炒钢、锻钢、还是铸铁脱碳钢，亦或者是块炼法。
这一点上还是实践出真知。
苏宁都让人将所有的炼钢手段都试了试，渗碳炼钢毫无疑问就成了最实用、最好用的炼法。
把生铁与熟铁混合在一起，经由反应，使其碳含量在0.02%—2%之间，就形成了铁合金，也就是钢。
此外，将高温耐火材料打造的耐火桶，放置在接收铁水装置上，吹入氧气使其发生反应，也可以炼成钢。
这是因为炼钢必须氧化，只有氧化才能去除杂质。硫和磷的氧化物在反应条件下确实容易脱离体系，虽然确实会损失一部分铁（被氧化），但相比于能够得手的钢，这都是微不足道的。
钢的用处十分广泛，几乎是一切机械设备与工具生产的原材料。
生铁其实更适用于浇筑一次成型的薄壁铸件，这些铸件更加适合制造武器，尤其是火绳枪、燧发枪和铸铁炮的身管，当然这也是为了降低成本。
最后值得一提的是，还是需要矿石百科全书，来帮助识别矿石，以便使用，不然连基本矿石种类都分不清楚。
矿产种类远比你我想象的要多的多，比如说金属矿石、非金属矿石、宝玉石材料和可燃性有机岩矿产。
其中各项有分类甚广又涉及繁多。
譬如煤属于可燃性有机岩矿产，铁则属于黑色金属矿产，铜则属于有色金属矿产……
在这个时代，百炼武器大概在万钱左右，是不折不扣的奢饰品，按照现当时的物价换算，大概在三十两左右。
而普通士兵的佩刀也才500-700文，他们最高规格的工资，也才一两银子上下，要做上三十年，才足以买下这个宝剑。
这也是一项非常不错的赚钱业务。
优质的铁与钢，不仅可以铸造出削铁如泥的宝物兵器，也是打开热武器大门的一个钥匙。
如果是钢铁是坚不可摧的身子骨，那黑火药就是大振雄风的内在胆。
至于黑火药……
其配比是硝70%、硫25%、木炭5%，这是分子比而不是质量比，放入多少就需要慢慢试验、调整。
这就像硝化甘油一样，你知道原材料却不知道其具体配比。
第一，寻找天然硫矿，可以通过它来大量生产硫磺，不过也可以寻找硫磺，但这个就远不及提纯效率高。
硫磺和硫没有区别，硫磺的学名被称作硫。如果说非要有什么差别的话，硫磺中是含有一些杂质的，而硫是纯净的，
硫磺在古代属于一种药品，可以在药铺中买得到，也可以顺道打听打听，这些硫磺是从哪里得来的，就可以轻而易举的得到硫磺，
而冶炼、提纯硫磺的方法，就要将硫矿堆在砖砌的炉子中，并点燃矿石，利用一部分硫燃烧产生的热，使其熔化流出。
其生成率在75%左右。
硫非常活泼，但却能够以天然硫的形式存在，同样也可以以化合物的形式构成各种矿石，硫是矿物的最丰富的组分之一。
最多见的、与苏宁匹配最好的就是硫铁矿制硫，不仅可以炼出大量的铁、同样也可以制取大量的硫。
硫铁矿的主要成分二硫化亚铁是一种化合物，而不是混合物。从选矿原理上来讲，硫铁矿中硫和铁的分离必须经过化学变化才能够实现。
而仅仅只通过煅烧，就可以使硫铁矿产生复杂的化学变化，而变成二氧化硫和四氧化三铁，这样就实现了硫和铁的分选,这一过程实际上也是制硫酸的主要程序。
硫酸对于苏宁的意义也十分重大。
而二氧化硫制备出硫的方法也有很多，其中用途最多、最广的就是强还原剂置换硫，选用钠在二氧化硫气体中加热，来置换出其中的硫，或是将二氧化硫气体通入硫化钠溶液中（克劳修斯法），然后过滤分离后即可得到硫磺。
这是需要一些工业基础的，甚至是需要一些化合物的。
而土法炼磺工艺也并不繁琐，只需要做出炼磺炉即可，它的原理并不复杂。就是两个炉子（土窑）用通风管连接在一起，其中一个燃烧得到炉气，另一个降温冷却炉气。
硫铁矿和煤块分层装入其中，从下方点火口用木柴点燃，最后封上。留一个风眼让其通风。
等到炉内水分蒸发就将炉口封好，炉气进入冷却炉，其中的硫被冷凝在冷却炉。
经过一个周期停炉，从炉底取出炉渣，剩下的就是毛磺，将其熔化沉淀后去除杂质，就是成品硫。
不论是哪一种方法，都可以获取这不可或缺的重要原料。
而木炭，用窑烧法获取即可。
在这儿可不缺木炭，冬日富贵人家中烧火用的且都是木炭。
有了硫，就可以半只脚踏进热兵器时代，并掀开化学工业的一角……
硝可以去药铺寻得。
也可以用厕所旁边陈年老土混合草木灰，取出滤液煮至结晶析出，趁热过滤，待滤液冷却后析出的晶体就是“硝”。
这是最常见的方法，但是要满足大量使用，这恐怕并不好用。
必须人工培育硝土，其出硝率会更高。
人工培育就是把制过硝的土和碎块按10比1的比例与粪便和猪毛混合，然后把混合物堆放在阴干通风的地上，再搭上棚子放置雨水冲刷，保证通风与日晒，让其堆放二十天，其出硝率大大增加。
制取方法有两种，一是一次热水多次冷水循环法，可以得到硝水。二是蒸发结晶，也可以结晶出硝。
硝有了，黑火药也就不远了。
硝石、硫磺、木炭皆已经完备，也就可以制作黑火药。
将三者磨成粉，并加入一定量的水，搅拌混合成糊状的药粉，就能避免爆炸事故的发生。
加入淀粉或蛋清，阴干成型后，再经过破碎可成颗粒状火药。
这样处理便于运输和实验，同时降低事故的风险。
在此基础上，进行反复试验，甚至可以制作出炸药包、手雷之类的爆炸物品了。