用块炼炉炼铁
把矿石和木炭喂进炉子,鼓上几个小时的风,换来一团发着光的海绵状真铁。
这是整本书的顶峰。每一把刀、每根钉子、每把斧头、每个合页,都从这一个火热的下午开始:石头和木炭从炉顶倒进去,只要你把风一直送下去,一团真正的铁就会在炉底等着你。这团铁叫海绵铁(bloom)——一块像海绵一样多孔、通体发光的铁,里面还混着废渣。
先做好失败的准备。几乎所有人的第一炉都只炼出炉渣(熔化的石头废料)和教训。古代的铁匠也一样失败过。给自己留一季的时间反复试,每次只改一样东西,每一炉都把做了什么记下来。
你需要
- 一座块炼炉,砌好并彻底干透——一根大约 1 米高的黏土烟囱,低处一侧插着一根进风管(行话叫"风嘴",英文 tuyere)。
- 焙烧过、砸碎的矿石,10–20 公斤。 焙烧就是把生矿石丢进露天柴火里烤上一个小时——把水分赶出去,让它变酥。然后砸成豌豆大小的碎粒,大约 1 厘米。
- 木炭,30–60 公斤,敲成核桃大小的块。没错,就要这么多。木炭既是燃料,又是把铁从石头里"解放"出来的那味药。
- 风箱,外加至少两个人。 你们要稳稳地连续鼓风 4–6 个小时,轮流来。
- 长家伙:一根生木捅火棍、一把金属或生木的耙子,还有一把结实的木夹钳,用来夹海绵铁。
- 一把沉重的木槌或石锤,加一块大平石,用来把滚烫的海绵铁挤压成团。
- 几桶水和一片清空的场地——水是用来对付烫伤和跑火的,绝对不能往炉子里倒。
步骤
- 预热。 把炉子装满干柴,点着,让它烧上 1–2 个小时。这一步烘干黏土、焐热炉壁。
- 换成木炭。 只用木炭装到炉顶,开始鼓风。节奏要稳、要匀——找一个能一直保持的节奏,不是冲刺。
- 开始上料。 等炉顶的木炭下沉大约一巴掌深,就加一层料:大约 1 公斤木炭,再来 1 公斤矿石,摊匀。按重量保持这个 1 比 1 的比例,之后每次炉顶沉下一巴掌深就续上一层。
- 稳稳鼓风 3–5 个小时。 风管前那一片应该亮得发黄发白——大约 1,200 °C。要是只泛橙光,就加把劲鼓风,或者检查风管是不是堵了。
- 放渣。 熔化的石头废料会积在炉底,一旦涨到风嘴那儿,就会把风淹掉,这一炉也就完了。等炉子发出咕嘟声、或者风好像被憋住了,就在堵着前拱门的黏土上、靠低的地方捅一个孔——那道门就是你砌在炉底的——让液态炉渣像黑橙色的糖浆一样流到干燥的空地上。人站到侧面去,绝不能站在正对面,身上别穿溅上就甩不掉的东西。流势一慢,就拿一团软黏土把孔重新堵上。炉子什么时候要放,你就什么时候放;堵一次不值几个钱,风嘴一淹,这一天就没了。
- 收尾,取铁。 最后一批矿石下炉后,继续鼓风把料烧落,然后砸开炉子前脸。用夹钳伸进去,把海绵铁拖出来——一块发着光的"海绵",小的像拳头,大的像脑袋。
- 趁热立刻锻实。 趁它还黄亮滚烫,放在平石上锤。把渣挤出去,把这块海绵锤焊成一个实心疙瘩。放回炭火里再烧,再锤,来回好几轮。这个疙瘩,就是你的铁。
小心
- 一氧化碳。 炉子会呼出一种看不见、闻不着的毒气。只能在户外干活,人站上风口,千万别趴在炉顶上吸那股烟气。
- 蒸汽爆炸。 水一碰到熔渣,会猛地炸成蒸汽。水只留给人和草地上的火用,绝不能碰炉子。
- 烫伤和火灾。 海绵铁大约有 1,200 °C——木夹钳一碰就冒烟。开工前把周围 3 米内的干草清干净。
- 全是渣,没有铁? 常见原因:矿太贫(换更富的石头试试)、风太弱(风箱做大点,管子接严点)、上矿太快(配比往木炭那边多倾一点)。
- 一锤就碎? 那是凉过头了。只在亮黄的火色下锤,勤回炉加热。
原理
木炭在缺氧的条件下燃烧,会生成一氧化碳气。这种气会把矿石里的氧夺走——矿石说白了,就是锈进石头里的铁——剩下的就是铁本身。炉温永远不够熔化铁(那需要 1,538 °C);于是被解放出来的铁屑互相粘连,长成一块海绵,而石头熔成渣,流走了。
学会后能解锁: 趁热打铁