第四十九章 工坊

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来到位于外城河边的工科学院，傅晓鞍看见的是沿河修建的种种水力机械。而像工坊超过像书院的工科学院内部，学生和工匠正各司其职。

目前的水力机械主要应用在冶金上，蓄水池的使用，让水流速度得到控制，进而可以调节水能转化来的机械能的力度。

而品质更好的西夏矿石冶炼出得铸铁，配合炒钢法冶炼出得熟铁，放入密封的火炉中再次冶炼，这便是最初的灌钢法，而在后世之梦中，这被称为“渗碳”。

实际上中国的进入铁器时代非常晚，远逊色于同时代的地中海文明。究其原因便还是这矿石问题，傅晓鞍也曾就此问题同铁匠们探讨过。

中国的矿石含铁量低，这就意味着在炉温不够高的情况下，生产出来的铁皆是含碳量极高的生铁，也就是所谓的铸铁。

而使用这种脆而硬的铸铁是无法锻打的，只能铸造，而铸造出来的农具使用起来都极易损坏，更别提用其打造武器了。这也是为何战国时期，已经开始列装铁器的六国军队却在武器上敌不过使用青铜器的秦国部队的原因。

而同时期的地中海文明，因为铁矿石含铁量高，不需要高温就能得出熟铁，所以已经步入铁器时代，这也是为何罗马兵团使用的是短而厚的短剑。因为熟铁质地软，做成长剑性能极差。

而到了汉朝，由块炼法改进而来的百锻钢的出现使得中国古代跨入铁钢混合使用时代。简单来说，炉温升高，冶炼出含碳量较低的海绵铁，经过锻打，可以得出熟铁。

因为在锻打过程中，需要不停加热冷却的海绵铁，而古代炼炉使用的又是木炭，所以在这锻打，回炉，再锻打的过程中，无意间完成了渗碳和排杂的任务，使得含碳量极低的熟铁变成了低碳钢。

铁矿石的问题延缓了古代中国进入铁器时代的脚步，但却使得聪明的中国人率先踏入钢的使用时期。

到了南北朝，炒钢法的出现，更是奠定这个基础。炒钢法冶炼出的便是熟铁和低碳钢，只是原料变了。由铁矿石冶炼出的海绵铁变成了杂质更少的生铁，利用铁矿粉和空气中的氧气去除生铁中含量过高的碳，变成熟铁或低碳钢。

而再进一步的灌钢法，则是因为煤的使用让熟铁产量大大提高，将含碳量低的熟铁和含碳量高的生铁作为原料，按比例搭配好，再次冶炼，两者互相融合，得出了含碳量适中的钢，因为是生铁和熟铁“宿”在一起，所以被称为“宿铁”。

在北宋，灌钢法又得到了进一步改进，生铁熟铁的配置比更加合理，也就得出品质更好的钢。

虽然汉族人民通过自己的智慧，改变了中国因铁矿石原因导致的铁器不堪大用的原因，甚至进一步进入钢的时代。

但终究是因为矿石问题，中国锻造技术一直是热锻，对于冷锻技术基础为零。这也是为何在钢铁产量暴增的宋朝，却是西夏剑得以称雄的原因。

冷锻，顾名思义，是在室温下对铁料进行的锻造。而冷锻的最大作用便是强化金属，使得钢铁性能再次加强。

宋朝虽然自西夏得到了冷锻技术，但因为原材料问题，锻造出来的武器，甲胄远比不上西夏打造的产品。