網上有一種說法:“灌鋼以生鐵和可鍛鐵作為原料,
灌煉操作在生鐵熔點以上進行,
因此生產率比較高,
渣、鐵分離比較好;人們可以通過控制原料配比和鼓風等操作來控制產品成分,
因此產品品質也比較好。
在西元1740年坩堝液態煉鋼法發明以前,
世界上制鋼工藝基本上屬於固態冶煉和半液態冶煉,
渣、鐵分離比較難。
像灌鋼這樣,
成分比較容易控制,
渣、鐵分離也比較好,
在古代制鋼技術中是十分罕見的。
”這種說法確是事實,
但回避了“碳份不均勻”這個最致命的問題。
其實世界上沒有哪個民族是天生的傻瓜,
歐洲人不是,
他們在17世紀發明了彌散法。
這種煉鋼法同樣是鑄鐵和熟鐵雜合,
具有灌鋼法的一切優點,
而且鐵渣分離更明顯。
有趣的是歐洲人和中國人的思路恰好相反,
中國人把生鐵置入熟鐵中,
而歐洲人則把熟鐵置入鑄鐵中。
但彌散法最終成為曇花一現的煉鋼法,
歐洲人經過比較,
很快走上了表面滲碳工業化的道路。
17世紀初,
大型滲碳窯問世,
在窯內熟鐵棒和木炭交替疊裝,
爐火保持2-7天,
出爐後鍛打減厚。
英國的專利獲得者Elliott和Maysey在1614年詳細講述了這種滲碳法。
看來這種方法是傳統滲碳法和印度坩堝煉鋼法的結合,
成品含碳量較高。
價格是330公斤23英鎊。
16世紀末發展起來的另一種先進煉鋼法就是精煉直接制鋼法。
它跟早期炒鋼法類似,
通過有經驗的工人的控制,
在鑄鐵完全脫碳前停止加熱攪拌。
如果技術熟練,
煉出的鋼重量可達原鑄鐵的70%,
如此高的比例在古代冶鐵歷史上還是空前的。
扯遠了,
回到本題。
灌鋼法的技術要求比表面滲碳鍛打法要低得多,
大概這就是它能夠在中國得到普及的原因。
然而有得必有失。
灌鋼法的普及帶來的惡果就是鍛造技術的萎縮。
中國人同樣不是傻瓜,
他們對灌鋼的品質如何,
是非常清楚的。
沈括所說“二三煉則生鐵自熟,
仍是柔鐵”,
估計是因為鍛工不精,
表面脫碳嚴重(根據早期百煉鋼可以得知中國鍛工可以使表面含碳量下降0.3%,
這還是熟練鍛工的水準);要麼是生鐵比例太小,
又沒有重複灌,
造成鋼件含碳量偏低;再或者鋼件中低碳部分大大多於高碳層。
楊寬對此辯解說:“沈括說灌鋼經過二三煉‘仍是熟鐵’,
其實任何中碳鋼或高碳鋼,
如果用烈火炒煉,
把其中碳份燒掉,
都是要變成低碳鋼的,
不僅灌鋼是如此。
”這個辯解還不如不辯——中國古代冶金確實有很多問題,
但並不意味著中國人是弱智。
煉鋼成功,
任何人都知道下一步應該是加熱鍛打,
然後焊接。
無端端炒它幹什麼?!再說雖然中國古文字確實曖昧不清,
但談到鋼的時候,
“煉”大多是加熱鍛打的意思。
這點歷史學家應該都清楚。
在沈括以後,
南宋曾敏行曾說:“今人才以生熟二鐵雜合為鋼,
何煉之有?”這表明了對重灌輕鍛的煉鋼法的不滿。
明唐順之《武編·前編》卷五“鐵”條中有似乎針對沈括的話寫的語句,
他說有人指出灌鋼使用久了會變脆(或者是鍛打久了會變脆,
古漢文是很難弄明白確切意思的),
這大概是生鐵比例太高的緣故。
如果是鍛久變脆,
則基本上肯定是熱脆,
跟灌鋼技術本身沒什麼關係(古代,
尤其是中國人不大可能因鍛打溫度過高或升溫過久造成鋼材變脆)。
《天工開物》中說日本人很鄙視中國的灌鋼,
作為一個大國,
冶金失敗成這樣子還真是少見。