第278章 大明朝钢铁厂，坩埚
过了正月十五，皇帝銮驾来到了佛山。李存明原本早就想来视察佛山冶铁厂和水泥厂了，无奈一拖再拖，如今总算腾出时间来。
宋应星带领着大小官吏以及许多优秀工匠前来迎驾，李存明急忙跳下銮驾，疾步走到宋应星身前，亲自弯腰双手把他搀扶起来。
宋应星脸上皮肤干燥黢黑，手指如同鹤爪，且长满老茧，这是操劳过度的迹象。但他精神奕奕，眸子里光芒闪动，整个人充满了十足的劲头。
这是实干家才有的面貌，迸发着无穷的活力！
李存明打量着宋应星，精神也为之一阵，同时万分感动，情真意切道：“宋爱卿，我们君臣二人在徐州一别，匆匆已有两年有余！朕无时无刻不惦记着你，你还好吧？”
“陛下，臣也日日夜夜思念陛下，真想回到陛下身边聆听教诲。可陛下曾经说过，要让臣给大明朝开创一个钢铁时代，臣片刻不敢忘怀，故而只能兢兢业业克忠职守。”宋应星热泪盈眶。
李存明招招手，叫过来宋应昇，笑道：“你们兄弟俩不过就在咫尺之间，却如同远隔天涯，一直未能见面，朕既感动又惭愧。去吧，你们兄弟俩叙一叙家常，待会儿再陪同朕去视察水泥厂和钢铁厂。”
“多谢陛下！”宋氏两兄弟谢了恩，拉着手走到一旁，亲热地说起话来。
趁此时机，李存明先摆驾去了佛山镇衙门。用过午膳，宋应星已经准备好了，前来请旨道：“陛下，可以出发了。”
“好，走吧，朕真是迫不及待了！”李存明笑道。
先去了水泥厂，看着厂里堆积起来的一袋袋水泥，以及井井有条的生产作坊，李存明非常满意，大加赞赏。
他再次强调道：“宋爱卿，生产水泥污染很大，你一定要注意保护工人们的身体将康。还是那一句话，工人们必须佩戴口罩，水泥厂官员们要确保口罩的供应。”
“臣谨记在心！”宋应星答道。
李存明只花了半个时辰就视察完了水泥厂，他的心思，主要还是放在钢铁生产上，急匆匆赶到钢铁厂。
钢铁工业是一个社会的基础工业，近代世界各国的工业发展史表明，有了钢铁就能够有机器，从而带动整个工业以及国民经济的迅速发展，所以李存明无比重视钢铁厂的建设。
对于大明朝的钢铁生产状况，李存明其实了解的不多，他只知道我国在明代时期，冶铁炼钢的生产发展到了很高的水平，规模之大，产量之多，技术之高，超过我国历史上的任何朝代，并位居世界各国的前列。
至于具体情况如何，则需要宋应星来进行介绍和讲解。故而李存明先去了宋应星在钢铁厂的办公衙署里，一边喝茶，一边听取宋应星的汇报。
宋应星经营佛山钢铁厂已有两年时间，成果斐然，早就想亲自给皇帝进行汇报了，他此时又激动又骄傲，侃侃而谈。
“陛下，我朝开国初期，太祖皇帝有过规定，国家库存铁量少时，急需用铁则在指定的铁矿区开炉冶铁，库存铁量多足够使用时，则停罢官营铁冶，听任百姓在这些矿区自行采炼，国家按照十五分之一的比例征收铁课税。”
“两百多年下来，民间私营冶铁炼钢不断发展壮大，而官府经营则不断减少。就拿佛山镇来说吧，此地在成化、弘治年间发展成为我朝南方冶铁铸造中心，各种冶铸工人在二三万人以上，而官营最大的遵化铁厂人数最多时不过两千五百人。”
“臣来到佛山之后，针对私营铁厂过多的局面，采取一系列措施和政策，收购并整合各种小作坊，形成了如今的大明朝钢铁厂。”
李存明点头道：“冶铁炼钢是关系到国运民生的大问题，朝廷必须牢牢抓在手中，你的思路和做法没有错。只是要防止钢铁厂里出现官僚主义，妨碍生产发展。对了，我朝现目前炼钢技术如何？”
宋应星道：“臣吸收了民间的炼钢技术，使用的是瓶炉，通常情况一日夜可出铁三千六百斤，最高可日产生铁六千余斤。同时使用活塞式鼓风机，还有生熟铁串联冶炼工艺，极大提高了生产效率。”
李存明惊叹道：“你是说我大明朝已经有活塞式鼓风机了？”
要知道，欧洲发明活塞推动和压缩空气的鼓风器，已是18世纪后期的事。
了不起啊，我国古人的智慧真是了不起！
宋应星反而微微一笑，仿佛这是不值一提的小事，继续道：“除此之外，臣正在大力推广煤炭冶铁技术。经过臣的研究，得出了一些规律，凡炉中炽铁用炭，煤炭居十分之七，木炭居十分之三。”
“前些日子，方以智给臣寄来了他的《物理小识》一书，里面有一则记载，‘凡铁炉用盐和泥造成，出炉未炒为生铁……熔流时又作方塘留之，洒干泥灰而持柳棍疾搅，则熟矣’。臣把这种方法称为炒钢法，这种冶铁技术减少了炒炼熟铁时再熔化的过程，缩短了炒炼熟铁的时间，大大降低炼钢成本。”
宋应星提到的炒铁炉，实际上就是欧洲人在18世纪下半叶发明的搅炼炉。差别在于，欧洲的搅炼炉，通常使用熟铁棒或者钢棒搅炼，以烧去生铁中的碳，最后得到低碳熟铁。而中国使用柳木棍搅拌，搅拌的同时也会逐渐烧去柳木棍，这可以往生铁中混入碳，或者说减低生铁去碳的速度。
藉由这个步骤，熟练的炒铁手比较容易控制成份，可以直接炒出含碳量低于生铁，却高于熟铁的钢来，甚至有机会炒出中碳钢与高碳钢，此即称为炒钢。
令人扼腕叹息的是，欧洲的搅炼炉发明的晚，但是百余年间持续发展，而中国的技术自清朝以后，几百年内不但没有多少发展，反而大幅度倒退。
李存明听了宋应星的一番讲解，大为心动，再也坐不住了，起身去看工人们冶铁炼钢。
厂里热气蒸腾，烟雾缭绕。李存明仔仔细细走遍每一个角落，算是把大明朝生产钢铁的工艺流水线过了一遍，他突然提出一个问题道：“宋爱卿，我们能冶炼出液态钢水吗？”
厂里噪音很大，非常嘈杂，宋应星问道：“陛下，您说什么？”
李存明招招手，带着众人重又回到衙署，道：“朕想知道，我们的钢铁厂能够冶炼出液态钢水吗？”
“不行，这个难度太大，臣试验过无数次了，无法找到附和条件的高温耐火砖。”宋应星无奈道。
看来大明朝的钢铁冶炼技术虽然已经达到了当时的世界最尖端水平，但还差临门一脚，还没有达到能够把钢融化成钢水的程度。
冶炼液态钢水，太重要太关键了。因为只有将钢加热到液态，才能自由且精确地控制其中的碳与其他元素的比例，也才能够混合其他合金造出合金钢，并且用铸造或者卷轧的方式快速生产钢材。
18世纪中叶，欧洲出现了坩埚炼钢法，从而在中国技术停滞不前甚至逐渐倒退的情况下，第一次获得了钢铁生产技术上的优势。
想到欧洲的坩埚炼钢法，李存明兴奋地搓着手，道：“我们可以用坩埚冶炼钢水，对，就用坩埚！”
不料宋应星大皱眉头道：“陛下，坩埚并不能冶炼出钢水……”
“嗯，你说什么？难道你知道坩埚炼钢法？”
“启禀陛下，我国早已有坩埚了。这样的炼铁法，称为方炉，不过炼的是铁而不是钢。方炉可化铁，但是却没有办法化钢。”
宋应星说着，拿出自己的著作《天工开物》来，翻到相关记载，他还配了插图。
李存明看了几眼，霎时间就明白了怎么回事。原来大明朝的坩埚，都是开放式的炼铁炉，虽然有人力与畜力鼓风，但是光用眼睛看就知道它们的热效率不高，没有办法有效聚热与留热。
“如果把方炉改造成密闭的坩埚，在外面加热，是不是可以产生高温冶炼出钢水来？”李存明给宋应星指点思路。
宋应星沉思半晌，点头道：“似乎可行，可这就需要高温耐火砖了。世上有什么材料，可以制造出如此耐烧的坩埚呢？”
宋应星不愧是大明朝一流的学者和科学家，他瞬间就看出了最关键的问题。
坩埚炼钢的关键在于那个坩埚，而坩埚的关键又在于耐火材料，或者说高温耐火砖。铁料含碳量越高，则熔点越低，而钢的含碳量比生铁低的多，起码要达到1600c，钢料才会融化成钢水。
李存明笑道：“石墨！”
“石墨，石墨不就是煤炭吗？”宋应星再次皱眉，自汉朝以来，人们把煤炭也叫作石墨。
“不，朕说的石墨与煤炭相类似，但又不是煤炭。该怎么解释呢？”李存明捋着胡须，突然看见站在一旁昏昏欲睡的陈圆圆，便笑道，“喏，石墨就在陈圆圆身上！”
人们看向陈圆圆，陈圆圆瞪大眼睛睡意全无道：“胡说，我身上哪里来的石墨？”
李存明指着陈圆圆的眉毛道：“宋爱卿，石墨便是画眉石！”
提起画眉石，宋应星恍然大悟了：“臣明白啦，陛下所说的石墨，其实就是软矸。此物黑而软，触之染手，可用于书写，也可以用来画眉。”
“既然知道了石墨是什么东西，你就着手研制坩埚吧，在石墨里掺杂上一定比例的黏土，效果更好。”李存明道。
宋应星带领着大小官吏以及许多优秀工匠前来迎驾，李存明急忙跳下銮驾，疾步走到宋应星身前，亲自弯腰双手把他搀扶起来。
宋应星脸上皮肤干燥黢黑，手指如同鹤爪，且长满老茧，这是操劳过度的迹象。但他精神奕奕，眸子里光芒闪动，整个人充满了十足的劲头。
这是实干家才有的面貌，迸发着无穷的活力！
李存明打量着宋应星，精神也为之一阵，同时万分感动，情真意切道：“宋爱卿，我们君臣二人在徐州一别，匆匆已有两年有余！朕无时无刻不惦记着你，你还好吧？”
“陛下，臣也日日夜夜思念陛下，真想回到陛下身边聆听教诲。可陛下曾经说过，要让臣给大明朝开创一个钢铁时代，臣片刻不敢忘怀，故而只能兢兢业业克忠职守。”宋应星热泪盈眶。
李存明招招手，叫过来宋应昇，笑道：“你们兄弟俩不过就在咫尺之间，却如同远隔天涯，一直未能见面，朕既感动又惭愧。去吧，你们兄弟俩叙一叙家常，待会儿再陪同朕去视察水泥厂和钢铁厂。”
“多谢陛下！”宋氏两兄弟谢了恩，拉着手走到一旁，亲热地说起话来。
趁此时机，李存明先摆驾去了佛山镇衙门。用过午膳，宋应星已经准备好了，前来请旨道：“陛下，可以出发了。”
“好，走吧，朕真是迫不及待了！”李存明笑道。
先去了水泥厂，看着厂里堆积起来的一袋袋水泥，以及井井有条的生产作坊，李存明非常满意，大加赞赏。
他再次强调道：“宋爱卿，生产水泥污染很大，你一定要注意保护工人们的身体将康。还是那一句话，工人们必须佩戴口罩，水泥厂官员们要确保口罩的供应。”
“臣谨记在心！”宋应星答道。
李存明只花了半个时辰就视察完了水泥厂，他的心思，主要还是放在钢铁生产上，急匆匆赶到钢铁厂。
钢铁工业是一个社会的基础工业，近代世界各国的工业发展史表明，有了钢铁就能够有机器，从而带动整个工业以及国民经济的迅速发展，所以李存明无比重视钢铁厂的建设。
对于大明朝的钢铁生产状况，李存明其实了解的不多，他只知道我国在明代时期，冶铁炼钢的生产发展到了很高的水平，规模之大，产量之多，技术之高，超过我国历史上的任何朝代，并位居世界各国的前列。
至于具体情况如何，则需要宋应星来进行介绍和讲解。故而李存明先去了宋应星在钢铁厂的办公衙署里，一边喝茶，一边听取宋应星的汇报。
宋应星经营佛山钢铁厂已有两年时间，成果斐然，早就想亲自给皇帝进行汇报了，他此时又激动又骄傲，侃侃而谈。
“陛下，我朝开国初期，太祖皇帝有过规定，国家库存铁量少时，急需用铁则在指定的铁矿区开炉冶铁，库存铁量多足够使用时，则停罢官营铁冶，听任百姓在这些矿区自行采炼，国家按照十五分之一的比例征收铁课税。”
“两百多年下来，民间私营冶铁炼钢不断发展壮大，而官府经营则不断减少。就拿佛山镇来说吧，此地在成化、弘治年间发展成为我朝南方冶铁铸造中心，各种冶铸工人在二三万人以上，而官营最大的遵化铁厂人数最多时不过两千五百人。”
“臣来到佛山之后，针对私营铁厂过多的局面，采取一系列措施和政策，收购并整合各种小作坊，形成了如今的大明朝钢铁厂。”
李存明点头道：“冶铁炼钢是关系到国运民生的大问题，朝廷必须牢牢抓在手中，你的思路和做法没有错。只是要防止钢铁厂里出现官僚主义，妨碍生产发展。对了，我朝现目前炼钢技术如何？”
宋应星道：“臣吸收了民间的炼钢技术，使用的是瓶炉，通常情况一日夜可出铁三千六百斤，最高可日产生铁六千余斤。同时使用活塞式鼓风机，还有生熟铁串联冶炼工艺，极大提高了生产效率。”
李存明惊叹道：“你是说我大明朝已经有活塞式鼓风机了？”
要知道，欧洲发明活塞推动和压缩空气的鼓风器，已是18世纪后期的事。
了不起啊，我国古人的智慧真是了不起！
宋应星反而微微一笑，仿佛这是不值一提的小事，继续道：“除此之外，臣正在大力推广煤炭冶铁技术。经过臣的研究，得出了一些规律，凡炉中炽铁用炭，煤炭居十分之七，木炭居十分之三。”
“前些日子，方以智给臣寄来了他的《物理小识》一书，里面有一则记载，‘凡铁炉用盐和泥造成，出炉未炒为生铁……熔流时又作方塘留之，洒干泥灰而持柳棍疾搅，则熟矣’。臣把这种方法称为炒钢法，这种冶铁技术减少了炒炼熟铁时再熔化的过程，缩短了炒炼熟铁的时间，大大降低炼钢成本。”
宋应星提到的炒铁炉，实际上就是欧洲人在18世纪下半叶发明的搅炼炉。差别在于，欧洲的搅炼炉，通常使用熟铁棒或者钢棒搅炼，以烧去生铁中的碳，最后得到低碳熟铁。而中国使用柳木棍搅拌，搅拌的同时也会逐渐烧去柳木棍，这可以往生铁中混入碳，或者说减低生铁去碳的速度。
藉由这个步骤，熟练的炒铁手比较容易控制成份，可以直接炒出含碳量低于生铁，却高于熟铁的钢来，甚至有机会炒出中碳钢与高碳钢，此即称为炒钢。
令人扼腕叹息的是，欧洲的搅炼炉发明的晚，但是百余年间持续发展，而中国的技术自清朝以后，几百年内不但没有多少发展，反而大幅度倒退。
李存明听了宋应星的一番讲解，大为心动，再也坐不住了，起身去看工人们冶铁炼钢。
厂里热气蒸腾，烟雾缭绕。李存明仔仔细细走遍每一个角落，算是把大明朝生产钢铁的工艺流水线过了一遍，他突然提出一个问题道：“宋爱卿，我们能冶炼出液态钢水吗？”
厂里噪音很大，非常嘈杂，宋应星问道：“陛下，您说什么？”
李存明招招手，带着众人重又回到衙署，道：“朕想知道，我们的钢铁厂能够冶炼出液态钢水吗？”
“不行，这个难度太大，臣试验过无数次了，无法找到附和条件的高温耐火砖。”宋应星无奈道。
看来大明朝的钢铁冶炼技术虽然已经达到了当时的世界最尖端水平，但还差临门一脚，还没有达到能够把钢融化成钢水的程度。
冶炼液态钢水，太重要太关键了。因为只有将钢加热到液态，才能自由且精确地控制其中的碳与其他元素的比例，也才能够混合其他合金造出合金钢，并且用铸造或者卷轧的方式快速生产钢材。
18世纪中叶，欧洲出现了坩埚炼钢法，从而在中国技术停滞不前甚至逐渐倒退的情况下，第一次获得了钢铁生产技术上的优势。
想到欧洲的坩埚炼钢法，李存明兴奋地搓着手，道：“我们可以用坩埚冶炼钢水，对，就用坩埚！”
不料宋应星大皱眉头道：“陛下，坩埚并不能冶炼出钢水……”
“嗯，你说什么？难道你知道坩埚炼钢法？”
“启禀陛下，我国早已有坩埚了。这样的炼铁法，称为方炉，不过炼的是铁而不是钢。方炉可化铁，但是却没有办法化钢。”
宋应星说着，拿出自己的著作《天工开物》来，翻到相关记载，他还配了插图。
李存明看了几眼，霎时间就明白了怎么回事。原来大明朝的坩埚，都是开放式的炼铁炉，虽然有人力与畜力鼓风，但是光用眼睛看就知道它们的热效率不高，没有办法有效聚热与留热。
“如果把方炉改造成密闭的坩埚，在外面加热，是不是可以产生高温冶炼出钢水来？”李存明给宋应星指点思路。
宋应星沉思半晌，点头道：“似乎可行，可这就需要高温耐火砖了。世上有什么材料，可以制造出如此耐烧的坩埚呢？”
宋应星不愧是大明朝一流的学者和科学家，他瞬间就看出了最关键的问题。
坩埚炼钢的关键在于那个坩埚，而坩埚的关键又在于耐火材料，或者说高温耐火砖。铁料含碳量越高，则熔点越低，而钢的含碳量比生铁低的多，起码要达到1600c，钢料才会融化成钢水。
李存明笑道：“石墨！”
“石墨，石墨不就是煤炭吗？”宋应星再次皱眉，自汉朝以来，人们把煤炭也叫作石墨。
“不，朕说的石墨与煤炭相类似，但又不是煤炭。该怎么解释呢？”李存明捋着胡须，突然看见站在一旁昏昏欲睡的陈圆圆，便笑道，“喏，石墨就在陈圆圆身上！”
人们看向陈圆圆，陈圆圆瞪大眼睛睡意全无道：“胡说，我身上哪里来的石墨？”
李存明指着陈圆圆的眉毛道：“宋爱卿，石墨便是画眉石！”
提起画眉石，宋应星恍然大悟了：“臣明白啦，陛下所说的石墨，其实就是软矸。此物黑而软，触之染手，可用于书写，也可以用来画眉。”
“既然知道了石墨是什么东西，你就着手研制坩埚吧，在石墨里掺杂上一定比例的黏土，效果更好。”李存明道。