第160章 电炉炼钢(1/2)

铁器时代是任何文明的发展都绕不过去的坎。为此，孙一特地让王尔牛召集耒耜厅的博士们研讨这个问题。

二十多人聚集在大楸树下的树荫里，围成一个大圈子。不少人胸前都佩戴着锡制的太极阴阳鱼徽章，那是有了铁木官方博士功名的标志。

一个显眼的例外是小石榴，她别说博士，就连口语中的把式称呼都没有，小丫头自己也不知道一哥喊自己来目的是什么。

孙一简单介绍了一下背景：

铁木要想有喷水推进的筏子，最好有铁制的螺丝钉；

要想有铁制的螺丝钉，就得有优质的铁，甚至是钢。

要想有优质铁，又牵扯出两个必要条件：一是优质的铁矿原料，二是能够温度到达1500度的炼铁炉。

中国的铁矿品质普遍低下，为了解决原料问题，孙一提出绕道走：把普通铸铁大规模地电解，得到电解纯铁。

众位博士不约而同地看了小石榴一眼。

小石榴照顾的电解铁规模目前就是一只瓦罐，孙一的目标是成百上千的瓦罐。

电解铁的技术关键是电解溶液，目前铁木采用混合镪水同铁反应就可以得到硫酸铁和氯化铁电解液，而且作废的铁罐电池中的废液正好是就是电解铁的电解液。

理论上电解铁溶液不会随电解过程消耗。在电解罐子中，电解液中的铁离子在电压的作用下不断析出成为纯铁的同时，铁电极会不断地被腐蚀补充电解液中的铁离子。

这个方案唯一的缺点就是需要大量的电力，制造出来的纯铁将十分昂贵。但终归解决了优质原料的有无问题。

电解得到的纯铁是铁粉或小铁片的形状，要把纯铁颗粒变成铁块有两个办法，一是把纯铁加热到1100到1200度左右，在纯铁变红变软时锻打，二是老老实实地把温度升高到纯铁的熔点，即1500度，纯铁融化成铁水在冷却为铁块。

孙一选择第二种方案。

第一种方案纯铁加热到变红变软时锻打，仍然难以保证纯铁不在加热过程中混入木炭或煤炭中的硫磷等矿物质，锻打过程中的纯铁火星子损耗铁木也承担不起。

第二种方案把温度升高到1500度，目前明朝的燃料中，除了把煤炭炼成焦炭别无它法。而铁木目前连煤炭都没有，而且煤炭中的硫磷杂质同样会减低电解纯铁的品质，所以孙一决定不采用明朝的燃料。

孙一的方案是采用电！

电弧的温度可以达到3600摄氏度，纯铁的熔点不过才1500度，铁木的电弧点焊就是利用了这个原理瞬间融化铁和铜。

孙一的方案很简单，以纯铁颗粒为一个电极，以其它材料为另一个电极，当两种电极靠近时产生电弧融化纯铁，整个过程十分干净，不会引入新的杂质。

问题是这么高的温度，用什么来盛纯铁颗粒？

由于纯铁融化吸热，整个过程的温度被固定在1500度。这就好比用炉火融化冰，只要冰没有化完，冰水混合物的温度都会被钳制在冰的熔点，即0度。

金子在1000c被烧化，石头在1100c变成石灰，瓷的融化温度在1500c到1600c之间，这些材料都不行。

纯净的砂子，即二氧化硅，熔点是2300c，石墨的熔点是3600c，只有拿这两种材料作成耐高温的石墨坩埚。

众人的目光齐刷刷地看向几位烧陶的窑把式。

一位窑把式开了口：“石墨这东西倒不难找。刚学会写字的娃娃们拿石墨练字，穷人家的婆姨用石墨画眉毛。除此之外石墨再没有其它用途，煤窑里挖出石墨都是堆在一边。要是到出石墨的地方，不给钱要多少拉多少，煤窑掌柜的还得给咱道谢。咱们可以试着把石墨研成粉和砂子混在一起做成罐子的形状再放到烧陶的窑里烧成形。”

石墨坩埚的一个好处是它的基本成分是碳，在纯铁融化成铁水的过程中会渗入一部分碳，控制纯铁水中的碳含量，可以直接得到钢。

孙一的石墨坩埚电炉方案缺点也是很明显的，一是规模不可能做的很大，二是会消耗大量的电。

为了解决电力的瓶颈