何晏拿着那张抄满评论的纸回到工坊时,张伯正蹲在反射炉前面,用铁钩拨弄炉膛里的焦炭。陆衡之站在他旁边,手里攥着纸笔,在记录炉温变化。反射炉是昨天刚建好的,长方形的炉体,长六尺、宽四尺、高四尺,拱顶内衬耐火砖,厚六寸。炉底向出钢口方向倾斜了一寸半,铁水可以自然流出。燃烧室与炉膛之间用火墙隔开,火焰从炉顶反射到铁水表面,不会直接冲刷铁水,减少了氧化。炉侧开了两个鼓风口,用陶管连接着水力风箱,风声呼呼的,吹得炉膛里的焦炭烧得发白。
何晏走过去,把纸递给陆衡之:“这是炒钢法,西汉就有了。关键在于搅拌,不是温度。”陆衡之接过去,看了一遍,抬起头,眼睛亮了:“何公子,你是说……昨天那一炉出的钢,是因为搅拌的力度和时间不一样?”何晏说对。炒钢法的原理是让铁水中的碳与空气中的氧结合,碳含量降低到一定程度就成了钢。搅拌的力度、时间、频率,决定了碳被烧掉多少。烧少了还是生铁,烧多了就成了熟铁,烧得恰到好处才是钢。陆衡之听得倒懂不懂,攥着那张纸,手指在纸边弹了一下,说我们试试。何晏说试试。
第一次试验,用普通生铁,按照炒熟铁的方法来,但减少搅拌次数。张伯亲自掌钳,把生铁块放进炉膛里。炉温升得很快,不到半个时辰,生铁就熔化了,铁水在炉底积聚,红通通的,亮得刺眼。张伯用铁钩撇了两次渣,灰白色的渣从铁水表面被刮走,露出把铁杆伸进铁水里,开始搅拌。他搅得很快,铁杆在铁水里转动,发出咕嘟咕嘟的声音,铁水表面不停地冒泡,渣从底下浮上来,一层一层地堆。搅拌是个力气活,再加上炉前温度很高,张伯很快就累得浑身湿透,马三儿和几个年轻人换着班轮流搅,何晏在旁边数着搅拌的次数。过了大概两刻钟,何晏数到一千五百多下的时候,张伯停了。他把铁杆抽出来,铁杆前端烧得通红,上面沾着薄薄一层铁渣。铁水表面还在冒泡,但比刚才少多了。张伯说差不多了,出钢。铁水从出钢口流出来,流进铁水包里,滋滋地响。浇进模子里,冷却后打开,钢锭表面灰黑,敲了敲,声音发闷。张伯切开断面,断面是灰白色的,粗糙,没有钢的细密纹理,跟熟铁一模一样。何晏蹲下来看,说这是熟铁,碳烧过了头。陆衡之说那再试,减少搅拌次数。
第二次试验,张伯等人还是轮班搅拌,但只搅了一千两百下就停了。铁水表面还在剧烈沸腾,火焰依然长而有力,他把铁杆抽出来的时候,铁杆上沾着的铁渣明显少了。出钢,冷却,切开。断面不是灰白色,也不是银灰色,是一种说不清的灰褐色,既有生铁的亮晶晶的颗粒,又有熟铁粗糙的纹理。张伯用小锤敲了一下,“噗”的一声,不是闷,也不是脆,像敲在一块半干的泥巴上。他掰下一块,用力一折,断了,断面上有的地方亮晶晶的,有的地方灰扑扑的,不均匀。张伯说这东西不行,生不生熟不熟的,打刀刀卷刃,打锄头锄头裂。何晏看了看天色,太阳已经落山了,暮色从窗棂里透进来,工坊里的光线暗了下来。他说今天先到这儿,明天再来。
第二天一早,何晏到工坊的时候,张伯已经在调整反射炉了。他把炉膛里的焦炭加高了一层,说今天的炉温要比昨天高,这样烧得快,可以缩短搅拌时间。陆衡之站在旁边,手里拿着纸笔,等着记录。第三次试验,生铁熔化后,张伯开始搅拌。这回他依然是搅拌一千两百下。铁水表面还在沸腾,但火焰比昨天短了一些,从“长而有力”变成了“中等长度”。出钢,冷却,切开。断面是银灰色的,细密,但颜色发暗,不像苏钢那样亮。张伯用小锤敲了一下,“当”的一声,脆的,但余音短。他试了试硬度,说比苏钢软,但比熟铁硬得多。何晏说这是钢,但品质不如昨天那一次。陆衡之在本子上记了一笔:“炉温升高,搅拌次数减少,出钢。品质中等。”
第四次试验,何晏说这次控制炉温,通过观察火色来判断。张伯蹲在炉膛前面,盯着铁水表面的颜色。铁水烧到白亮开始沸腾的时候,他开始搅拌。这回他搅得慢,每搅几下就看一眼铁水的状态。陆衡之在旁边数,搅到第八百下的时候,铁水表面的沸腾状况变得最是剧烈,气泡密密麻麻地往上冒,铁水像是开了锅。张伯继续搅,又搅了一百多下。沸腾开始减弱,气泡变少,铁水表面的火焰从“长而有力”变成了“短而无力”,像是在喘气。马三儿接过铁杆又搅了几十下,铁水开始变稠,铁杆在铁水里转动的阻力明显增大,像是搅进了浆糊里。张伯立刻叫马三儿把铁杆抽出来,喊了一声“出钢”。
铁水流出来,浇进模子里。冷却后打开,钢锭表面银灰发亮,比第三次的亮得多。张伯用小锤敲了一下,“当当当”三声,一声比一声脆,余音在工坊里回荡。他把钢锭切开,断面银灰均匀,细密紧致,跟昨天意外出的那炉钢一模一样。他蹲下来,用手指摸了摸断面,站起来说少东家,成了。
何晏把钢锭拿起来,在手里掂了掂。沉甸甸的,压手。表面光滑,棱角分明,在灯光下泛着青光。他看了看断面,又用小锤敲了敲,听了听声音。他说张伯,您记住这个火色和手感。以后就按这个标准来。张伯点点头,说记住了。铁水表面沸腾的时候开始搅动,搅到一千零五十下,铁水开始变稠,铁杆阻力变大,就出钢。何晏说对。他又补充了三个控制点——看沸腾:铁水剧烈沸腾,气泡密密麻麻往上冒,这是碳在剧烈燃烧,继续搅拌;看火色:铁水表面的火焰从长而有力变成短而无力,这是碳快烧完了;看粘度:沸腾减弱,铁水开始变稠,铁杆阻力增大,立即出钢。陆衡之把这三条工工整整地抄在本子上,说何公子,这个法子,以后谁都能学会。何晏说那就好。
张伯蹲下来,用手摸了摸断面,又拿起那块钢对着炉火看了看,说少东家,这东西比铁硬,比苏钢软,可产量大、成本低,做农具正好。何晏点了点头,说苏钢做刃口,炒钢做刀身,两样拼在一起,就是好刀。张伯愣了一下,说少东家,您是说……把两块钢拼成一块?何晏说对。苏钢硬,做刀刃;炒钢韧,做刀背。两样锻打在一起,刀刃不卷,刀背不断。张伯沉默了,看着手里那块炒钢,像是在想什么。过了好一会儿,他说少东家,老朽打了一辈子铁,头一回听说这种法子。何晏说以后还会有更多新法子。
何晏想了想,把张伯、马三儿和几个熟练工叫到炉前。他让人从料堆里拿来一块生铁、一块熟铁、一块刚炼出来的炒钢,并排摆在铁砧上。几个人站成一排,张伯手里还攥着铁钩,马三儿手指头上还缠着布条,几个熟练工围在旁边,眼睛都盯着那三块铁。
何晏指着那三块金属,说:“你们看这三块,都是铁,可脾气完全不一样。生铁硬,但是脆,一砸就裂。”他拿起一块生铁,用锤子轻轻一敲,“当”的一声,裂了一条缝。“熟铁韧,砸不裂,但是太软,做刀卷刃。”他拿起熟铁,用锤子砸了一下,锤头弹回来,铁块只是凹进去一块。“钢呢,硬而不脆,韧而不软。”他拿起炒钢,用锤子砸了一下,“当”的一声,钢块纹丝不动,锤头弹得更高。
张伯点了点头。这些他们天天摸,当然知道,但从来没人像这样摆在一起比过。
何晏拿起那块生铁,在手里掂了掂,说:“生铁里面,除了铁,还掺了一样东西——碳。碳太多了,铁就变硬变脆。”他又拿起熟铁:“熟铁里面的碳,烧得差不多了,所以它软,好锻打。”最后他拿起炒钢:“钢里面的碳,不多不少,恰到好处。咱们干的活,说白了就是把碳加进熟铁里,或者从生铁里烧掉多余的碳。”
张伯问:“东家,你说的这个‘碳’,跟咱们烧的炭是同一个东西?”
何晏说同一个东西,只是形状不一样。碳是木炭、煤炭里都有的,只是平时看不见。他想了想,拿起一根烧焦的木棍,在地上写了一个“碳”字,一笔一划地写,写完了用木棍指着那个字。他说:“你们想想,铁水里碳多了,流得稀,浇出来的是生铁。要是碳少了,铁水变稠,搅不动了,出来的是熟铁。咱们淋铁的时候,生铁液淋到熟铁上,生铁液里面的碳就往熟铁里钻,熟铁就变成了钢。”
陆衡之插嘴:“那炒铁炉里呢?”
何晏说:“炒铁炉是反过来。生铁熔化了,你用铁杆搅,空气里有一种东西叫‘氧气’,钻进铁水里,把碳烧掉。碳烧得越多,铁就越软。烧到差不多的时候停手,出来就是钢。再烧下去,碳全烧光了,出来就是熟铁。所以炒钢的关键不是力气,是时机——碳剩得刚刚好的时候,马上停。”
他话音刚落,门口传来一个声音:“何守备,你说的那个‘氧气’,到底是什么?”