第2428章 预谋百年立纲纪(八)
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但是除了南洋和大明周边这些国家,真正让大明比较担心其实是西洋各国,从技术上来说,他们确实是有能力将从大明这里获取的铁锅重新冶炼,然后加以冶炼,以资军用,他们确实有远远比南洋诸国先进的冶铁技术,也有大量的熟练工匠,从技术上来说,确实是存在这种可能的。
但是赵士祯认为主要存在两个问题,第一就是用铁锅来冶炼熟铁或者是精钢,还是一个老问题,就是从技术上来说没有问题,但是从成本上来说是极为得不偿失的事情,西洋各国的冶炼工业,虽然没有现在大明强,但是好歹也是能够自己生产从生铁到钢材的一系列产品的,他们出于什么目的非要去买大明的铁锅来冶炼,这显然是不和常理的事情。
第二就是从数量上来说,根据石昆玉和袁可立在广东的查察,每年夷船、华船和走私商船出口的铁锅重量不少于300万斤,数量达75万口。这个数量看似很大,但是对于军器制造来说,就很不够看了,首先就是这七十多万口的铁锅,不可能全部到西洋去,即便是高估其中的数字,可能也就一半运抵西洋,也就是一百五十万斤左右。
这个数字看似很大,但是对于军器制造来说,完全不够用,火炮动辄数千斤,而且需要的是熟铁甚至是精钢,从铁锅的生铁冶炼成熟铁,也是有损耗的,这个损耗并不小,一百五十万斤的生铁,在军器生产上是起不了多大作用的,甚至不够大明军器监一月之需,所以赵士祯认为,担心这些铁器的流出影响大明的安全,属实是有些杞人忧天了。
除此之外,从此事中也可以看出西洋人的金属加工技术水平,铁锅在大明只不过是日用之物,但是其技术含量还是有的,如果是铸铁的,铸造过程涉及到多重步骤。尤其是内外两层厚度高度均匀的泥模,如果有一点误差,都将失败。而且在烧制铸铁的时候还要确保铁水质地均匀,不能出现任何砂眼孔隙。
这必须有非常精湛的技术才能够制造成功,任何一个微小差错都将影响到铁锅质量,用两天就碎了。如果是熟铁的,则对于原材料的要求极高,否则无法敲打成型。
同样是在现在,包括倭奴、朝鲜在内的东亚、南洋各地,都无法批量生产制造铁锅,或者是自产的单价过高,完全不划算。以倭人为例,他们能够批量打造出来倭刀,却无法批量制造铁锅。这是因为在倭人现在使用的块炼铁渗碳技术之下,打造铁锅成本非常高,于是就寻求从大明进口铁锅。
西洋的金属冶炼水平当然是比他们要高得多的,但是他们的金属铸造工艺看来确实不怎么样,否则的话,也不必从大明进口铁锅了,由此就可以看出西洋各国在铸炮上的缺陷了,大明现在由于使用了蒸汽机,在小口径的火炮中已经可以使用镗床了,大口径的重炮当然仍旧是使用铸造方式铸成炮坯,然后在精加工。
但是大明的重炮铸造,已经开始使用内模水冷技术,以大幅加快铸炮速度并降低废品率,更重要的是可以大幅提升炮管寿命,对于大明来说是极大了提升了大明炮兵的威力,因为一般铸好的红热炮管在静置时的自然冷却,是由外往内,原因一是炮管外表面面积比内管大,其二是外面空气流通比内部快,这样自然外层比里层冷的快,最终形成层层膨胀的结果,强度降低。但是如果能同时让炮管里层冷却,甚至使之比外层先冷下来,不但可以提升整根炮管的冷却速度,更可以提高炮管性能。
里层冷却固定后,当外层逐渐冷却时,由于热胀冷缩的关系,炮管外层冷却时,就会箍住内层,往里面产生一个向内的应力。这个原理是十分之简单的,但是要实践起来,不但需要理论上的原理支持,更加需要就是大量经验丰富的工匠,原理其实大家都很清楚,水的比热容要比空气大得多,因此水冷比气冷也快的多,要让里层比外层先冷却,那就用水来冷却炮管。
但是,若是真的直接往红热炮管内注水,结果只会让炮管破裂;实际上的方法是,把铸造炮管时,用来作炮管内模的模具换成空心的,中间加上冷却水管道,然后往里面注冷却水就行了。当然这冷却水管道必须要作成可循环样式来保证内膜温度稳定,譬如采用U型管模式从里面开始注水,这样持续循环冷却。唯一的问题是冷却速度,也就是水循环速度是有讲究的。太快冷却的话内管会破裂,必须有适当的速度进行才行。
这就需要大量有着丰富经验的工匠了,而这正是大明最大的优势,军器监有整个大明技艺最高超的工匠,之前朝廷不能善待他们,但是现在朱载坖给予这些工匠高薪,对于他们加以官爵之赏,激发了他们革新技术的能力,使得大明的军器生产有了很大的改观。
以这次的铸炮来说,此法可以大幅降低成本,并使铸造大口径火炮成为可能。原因就在于这种“内模水冷技术”可以大幅降低火炮尤其是大口径火炮铸造时的废品率。而即便是西洋,据大明的商人和锦衣亲军、在尼德兰的军官们奏报:“铸十铳能得二、三铳可用者,便称高手。”
而出现这样的原因其实是很简单的,最重要最根本的就是炮管内外的冷却速度差距问题。而且炮管的口径越大,炮管壁也越厚,炮管内外冷却速度的差距也越明显,由于这冷却速度的差距,许多材质不好,不够均匀的炮管,就会在冷却时因为热胀冷缩而在火炮身管产生裂痕。而身管出现裂痕的炮管,自然就是废品了。
不只如此,由于炮管内外冷却速度的差异,有些裂痕外表上是看不见的,而是在管壁金属内部。所以现在造好的火炮,在出厂之前,均需作第一次试放。就是在炮管内填满火药但不装炮弹,施放一次,以管壁无裂痕者为合格。如果管壁有内伤,这一放就会裂开来,可以立刻淘汰了。
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