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几天后,刘通与汪国机等人聚会,交流心得探讨学问。刘大人不以机械之学为末流小技,反而推崇工艺,尊重匠人,提高工匠的地位,匠人们把他看成知己。
刘通给他们讲述自己所能回忆的物理、化学知识,传授阿拉伯数字和英文字母。中国古代有科技而无科学,要把发达的科技发展成系统的科学,其中要解决的一个问题就是文字工具问题,有了波斯数字和英文字母,原本学术研究中遇到的文字工具问题得以解决。
对于手工业的生产,刘通仍然提出流水作业和生产的专业化,与工匠们一起改进生产流程,改良生产工具。沈括所主张的“见简即用,见繁即变,不胶一法”被奉为业界经典。
对于铁器、器械的制作,刘通思量已久,兵部任职时间太短,没能继续参与研究军工和开展试验。如今独任一方,可以好好谋划了。
一次,刘通察看完冶铁作坊,与匠人们座谈时说道:“据闻东瀛的倭刀有些名气,但咱们的工匠绝不比他们差,他们什么东西都来中原取经,以后再来,要他们拿东西交换,否则门都没有。咱们的祖先富有聪明才智,古之干将、莫邪、鱼肠诸剑,何等坚韧锋利,今天反而造不出来,诸位可知其中缘故?”
众人有说炉温不够的,有说缺乏材料的,有说工序不当的,有说配方不明的,众说纷纭,而对古人技法的失传又都摇头叹息不止。
刘通说道:“大伙刚才说的都有道理,炉温、材料、工序、配方无不制约冶炼铸造技艺,精品、良器可遇而不可求。这里我想说说炉温和配方。以我的估计,古代名剑之中必定含有特别的金属,一种稀有的金属,这种金属矿极难获得,提炼更难。锰、铬、钼、钛、铅、锌、铜、铁等金属的不同组合,所铸造出来的器物,其强度、硬度和韧性都不相同。”
致于铬、钼、钛长得啥模样,如何提取,刘通也不甚明了,只提示藏在各种金属矿产之中,大家慢慢去摸索。暂时提炼不出没关系,器具里头含有特殊金属就可以了。
刘通接着说道:“大家知道,眼下之所以炼不出精钢,最大的原因在于炉温不够。要想炼出精钢,必须增加炉火的温度,铁的炼制需要1300度,钢的炼制需要1500度。我们可以增加炉高,来提升炉火温度。”
有人问温度如何判别,刘通作出解释:水在零度开始结冰,人体的温度一般在三十七度,沸腾的水是一百度。温度的测量器具古已有之,譬如汞柱温度计就简便易用,其他还有,大家都拿来试试。我们搞生产,一定要温度计,只有做到精密化,才能精益求精,更上层楼。
又有人问:刘大人如何断定炉高和温度?
刘通笑道:“这是推算,大家去试了就知道对或不对。”转过头来又问汪国机:“咱们的匠人能砌出20丈高的炉子吗?”汪国机思索一会,回答说15丈问题不大,20丈有点难度。
刘通握拳一击:“好,明天开始尝试炼钢。”
刘通少年时到过锅头厂打零工,后来办案又到过钢铁厂,对炼钢的起码要求有所了解。就古代的宝剑问题还特意请教过钢厂的工程师,据说宝剑之中含有一定比率的稀有金属,当时刘通还为古人的智商大为折服。致于比率多少,倒是没留意。
目前没有钢筋混凝土,超过70米的高炉不牢靠,等以后炼出钢材、炼出水泥,再建70米以上的高炉,就好办多了。
回去之后,刘通召集一干匠人商议炼钢之事。
首先是高炉的设计。高炉是古人的发明,名称也是古人所起。主高炉:立椎体,下宽上窄,高50余米合15丈余,烟囱中空5-6米合1丈6-2丈,壁厚1米合3尺。材料:用耐火砖。砖的耐火温度大大超过钢的1500度。
其次是选址。试验高炉应选择品质高的铁矿区,就地取材,要适宜建冷却槽,水源应当充足,旁边要有地方建立仓库,便于运输和储存。
第三是燃料。燃料有二种,一是木炭,二是煤炭。山东多产煤炭,燃料不成问题。
方略既定,众人分头行动。刘通定下一条纪律,所有知悉人员必须严守机密,否则军法从事。试验场所派有军士把守,闲杂人员不得入内。
虽说集中了优秀的工匠,但第一次建超高的冶炼炉也非易事。烟囱内壁、外壁的要求是不同的,内壁以弧形向上缩小,外壁可以直线向上缩小。这些难不倒能工巧匠,古人能够建造跨度极大的拱桥,而高炉早已存在,如今集思广益,加以改进,不一日大功告成。
高炉共有三座,第一座高10丈,第二座高12丈,第三座高15丈。一号炉炼生铁,二号炉炼精铁,三号炉炼钢材。
接下来的事情是入炉点火,试炼钢水。炼制之时,炉底以煤炭、焦炭为燃料,炉顶入料,以铁链垂吊倒入炉中。一号炉倒入铁矿石,二号炉倒入生铁,三号炉倒入精铁。铁水熔炼之后从炉底流出,从而得到不同纯度的钢材。
经过试炼,第一炉的生铁质量已经大大超过从前,经过二炉、三炉再次去除硫、磷等杂质,钢铁的韧性、强度大大增强。致于钢材的去痒问题,目前还没有良方。
试验组召来山东最优秀的冶炼师,大师们经验丰富,又有汪国机等人共同参详研究,在全天候密切关注下,终于出炉第一锅钢水。人人屏住呼吸瞪大了眼睛,就像年青的父母看着头胎孩子的诞生,既紧张焦虑,又充满期待。
等钢水冷却,大师们试了一下钢材,大声欢呼。钢的韧性和硬度远超以往精铁,真的是钢,而不是铁。匠人们奔走相告,手舞足蹈。全体员工大庆一日,比过节还高兴。
首战告捷,给了大家充分的信心。此后匠人们一步步试验不同强度、硬度、柔韧度的钢材以及不同的合金钢。局限于当时的生产力,采矿业水平还不高,钢的产量受到制约,其优质程度和品种也还在有待提高。有了一个良好的开端,以后的事情就顺畅多了。
对于梦溪笔谈,刘通极为重视,他让人把梦溪笔谈译成白话,审阅后刊印成册,取名梦溪新书,每个匠人人手一册。在其控制西北、独撑一方时,予以印刷出版,推向市场,一来可以创收,二来普及科技知识,提高民众的文化素质,可谓一举两得。广大百姓、民间匠人未必能够读懂梦溪笔谈,但一定能够读懂梦溪新书。民间对白话新书非常欢迎,来订货购买的人那是相当多的。后来各地书局也在印制,一起推而广之,使新书的足迹遍及千山万水。
刘通的这一举措无异于原子弹爆炸,古往今来从未有过白话著作面世。刘通这一招行的是险招,为了民族的未来,这个险值得一冒。刘通为天下之先,不久引来保守人士的抨击。
刘通对那些老夫子予以回击:有谁规定只能用文言出书,有谁规定不能写白话。古之圣贤有说过这话吗,律法有禁止吗?这么一本能够让我中华强国的书,为何不让民众知道?不让民众知道此书,不想让中国强大,是何其愚昧。
关于白话和文言的争论持续了好久,有支持的,有反对的。要是以绝对人数论,当然是支持赞成的多,因为平民百姓远远多于士族文人。但以分量而论,又以士族文人更重。北宋人文思想相对活跃,宋朝太祖又曾定下规矩,不以言官获罪,何况梦溪笔谈既不是反书,也不是淫书,而是集北宋各项之大成的科普读物,为先皇所首肯。刘通这个划时代的壮举,并没有给他带来灭顶之灾,而其影响是深远的。
刘通忙于农工诸务,差点延误了一件大事的处理。这件事就是如何消弭梁山隐患。