254铁厂
在船厂看着那艘奶牛号收尾的工程时,除却探讨设计思路外,倒是有一件事让林夕有些啼笑皆非。
那便是林夕考察隶属于船厂时意外发现了作坊的工匠,把分给他们的酒集中起来交给其小贩进行贩卖。
而这些小贩从船厂在凉城这里收购海盐,粮食,还有布匹,酒类等贩卖到山内的农户当中居然有三倍的利润。
说句实话林夕并不反对酿酒。毕竟有消费才有动力,但是粮城的酿酒是被控制的。
毕竟粮食粮城本身不产粮食,粮食也有外部运来的所以不可能用人吃的粮食去酿酒的。
林夕用蔗渣酿酒之后这些工匠才有酒喝,没想到他们居然把分配给蔗渣酒收集起来卖了出去。
林夕对这些工匠的行动有些不解,于是便问了他们,他们说本身原来这些工匠就是没有酒喝的,所以也习惯了。
他们多喝一口,少喝一口,没什么,但是这些酒交到小贩手里,不但可以得到山里的皮毛,还能得到财务比自己喝两口酒要强多了。
可以说林夕是被固有印象给欺骗了,林夕询问过小贩。他说起这些酒水是卖给山里的那些巫医之后的时候,林夕又顿时释然了。
这个时代的医疗不是很发达,何况住在山里的那些土人。他们的医疗条件更差,而酒却是一种非常好的药品,可以消毒驱寒,甚至可以治疗一些风湿疾病。
而且不光是山里的那些人需要美酒,就是海上的海员和商船也需要大量的酒水。
可以说越是远洋的商船上面水酒储备越重要。他们甚至比淡水和食物储备一点样不能缺少,同等的重要。
船上的淡水资源补充也非常及时,会出现水质污染的问题。
那玩意儿喝了轻则拉肚子,重则脱水引起腹泻然后导致更严重的并发症,船上又缺医少药的,基本宣告死亡。
在动辄几个月甚至一两年的航行,船上的淡水很大概率会因为长时间存储而变质。
这个时代的海船上,基本都会配备一桶又一桶的廉价酒水。在饮用淡水时加入一定量的酒水用来杀菌,而且还可以部分取代淡水。
你就别说海船上,连带着现在的欧洲城市,譬如伦敦啊、巴黎由于没有合理的排水系统,大量的粪便以及污水都是明渠排放。
这导致地下水污染严重贵族们要想不喝掺了屎的水的话,只能选择酒水来补充水分。
大贵族们肯定是喝上好的葡萄酒。中产阶级就会选择类似白兰地、杜松子酒这种蒸馏酒。而普通的平民阶层只能选择喝劣质啤酒了。
所以后世欧洲全民饮酒,这根本就不是他们爱好喝酒,根本是他们的上百年的生活习惯。
而此时远洋贸易的海船上这一点更加严重,各种中低度数的朗姆酒、啤酒几乎取代了淡水的地位。
朗姆酒听着好像很高大上。其实就是用制糖剩下的糖浆,加水稀释,然后用酵母酿造而成,就地取材了属于是保持产品的多样化才行。
而且林夕的思路突然有些豁然开朗起来。特别是在不产葡萄的尼德兰、德意志、英吉利等国水手们大部分时候,他们把啤酒装在木桶里,在航行时用它作为饮用水,以代替昂贵的葡萄酒。
千万不要觉得酿酒没什么。在西方社会中,私酿酒水直到21世纪在很多国家都是非法的。
此时的酒水是具有货币属性却是毋庸置疑的。在现在这个年代,酒这玩意儿根本不愁卖。
至于说林夕是看上了这一行当的利益吗,也不尽然。林夕真正看上的,是这玩意儿能够拓宽林家的结算渠道。
本身南洋商行现在在做的就是悄悄咪咪的攒储备金。很多西夷商船靠港买的就是瓷器,生丝和茶叶这老三样的商品就走了。
商品单一化的缺点就是竞争相当激烈普遍利润下降。虽然林家虽然也产生丝,但毕竟不是自己的主业。
有什么比给这些商船提供酒水更简单的发财东西。毕竟在金山挖矿时,真正发财的是那些卖衣服、粮食和工具的商人。
米酒这个东西在大明也不是什么便宜的物品,因为它是要消耗粮食的。
可现在林夕知道了,打开马尼拉市场的最佳商品是什么?酒啊!而且林夕还有一个杀手锏,那就是酒精蒸馏器。
要知道林夕在林家收回来的那些荒山,旱地中种了大量的马铃薯和红薯。这些收获的土豆和地瓜给林夕供应大量制作酒精的淀粉原料。
用这两样东西酿酒。其酒精的出产量可比大米要大的多,尤其是马铃薯那东西几乎完全都是淀粉。将它和红薯掺和起来蒸熟,拌上酒曲发酵后蒸馏出来的酒水,大量供应。
地瓜烧这玩意在白酒盛行的东方,它本身就是鄙视链最底端的存在本身的味道也不是十分好,但是蔗渣酒倒是给了林夕灵感。
毕竟,以林夕的性格,打算干这一行,就要大规模的生产销售的话,光靠自然发酵肯定产量低下。
林夕瞬间想到了勾兑酒,作为曾经长时间大量的喝这种勾兑酒的受害者来说口味还是很好。
反正西夷喝的朗姆酒这玩意儿本身经常作为调和淡水的原材料,自己勾兑点酒精问题应该不大吧?
虽然红薯酒精比较便宜,但的的确确是粮食酒啊,这么想良心上瞬间就过意的去了。
酿酒厂只需要负责把制糖剩下的糖稀加水煮开,然后把这玩意儿加酒精按比例勾兑,最多给他再馏一遍,新鲜可口的“雷州朗姆酒”就出炉了。
这么干还有一个好处,那就是品质稳定,容易形成品牌效应。
要知道这个时候的酿酒作坊,同一个批次酒里面,甚至每一坛酒的味道都有差异,勾兑酒正好可以完美的解决这一问题。
现在大明的工厂和政府中都四处充斥着师徒的身影。工坊中执行的也是师徒制,这种制度最大程度的保证了技艺的传承。
可林夕知道,这套法子最大的毛病就是传承人数太少,一个师傅才养几徒弟。
一个工坊养一二百人算多的了。林家的整个船场的师傅和学徒加起来不超过千人。
这些人对付这几条小规模修缮和建造船只都能够应付,可是大规模建造船只这些人就应付不过来。
“上香遥拜!”张延面无表情地喊着。
林夕与林月华领着工匠,向昊天上帝的画像敬香,然后向南方方向拜了三拜。
这是工坊里的规矩,凡新船下水,必须先敬神灵,念天佑平安,再拜社稷,求丰衣足食。
完了才分工派活,只不过这次林夕分派。
原来船厂铸造的时候里用的耐火砂,质地不错因为林夕在制造琉璃镜后发现南溪冲刷下来的沙子大部分都是硅砂,是非常好的耐火砂的原材料,但如果作为型砂使用还要精选一下剔除杂石。
硅砂也是天然石英砂,广泛用于范砂铸造,色泽略有不同,纯硅偏黄白,其耐火性能极佳,可用于精铁铸造。
困难在于硅砂混杂了很多的其他的杂石不过可以进行人工的筛选将挑选出硅砂。接下来是筛选、漂洗、碾磨,反复进行精选、去杂质、磨碎,以致使砂粒更纯、更细,直到林夕满意为止。
这还没完,林夕用几块天然磁铁,用磁铁在细砂粒中反复过磁,吸走夹杂其中的铁粉,再次漂洗然后晾干。这便是高纯度且耐火性极佳的硅砂也是制造琉璃镜的原料。
林夕这一次是用调制好的型砂铸造船锚,这也是奶牛号的最后一件部件。
这一次林夕在铸造船锚的的铁水当中添加了少量的铜。
此时的铁水分为生铁和熟铁两种。生铁是指由矿石冶炼得到的液态铸铁,含碳量和杂质很高,性脆易碎。熟铁是指将生铁经过“炒”或“蒸”等工艺而脱碳后的铁,柔软可锻,虽然碳量降下来了。
而林夕则是使用的熟铁作为原料而高温融化得到的铁水。在当中加铜能增加珠光体的数量,细化共晶团,有助于铸铁在正火时得到珠光体组织。
由于铜的导热性能优于铁,加入铜可以提高球墨铸铁的热导率。强化铁素体,提高其强度。
适量添加铜元素可以提高铸件的强度、硬度、延展性和韧性,特别是耐磨性和耐腐蚀性能。
此外,铜在铁水中的作用还有作为可以增加铁水的流动性,并且延长铁水冷凝的时间。
随着木质风箱的拉动声音,船锚的浇筑开始了。
在呼哒呼哒的声音里,整个工坊立刻忙碌起来。
其实工坊早在上香之前,完成试铸前的各项准备。
上香只是个仪式,炉火压根就没息过,坩埚里的铁料料已经熔融,随时都能浇注。
“浇注……!”
“嗞……”
铁水流入预留的浇铸口,一缕青烟缭绕,众人静静地期待,等待铁水流入流满。模具之后,人们看见地面生出了滚滚的青烟。
林夕使用的这个浇筑船锚的地点,其实是林家的一个秘密的生产铜钱的地方。
之所以把它归在船厂中,为也是为了掩护这个地点。
此时的大明使用的铜钱制造方法有三种,第一种就是使用型砂铸造的砂钱,再有就是陶范铸造的陶范钱和用石范铸造的石范钱。
这三种方法各有其优缺点。用型砂法铸造的砂钱,虽然速度快,成本低,但是字迹比较模糊,品相不好。
石范法需要把铜钱在石头上一枚一枚的雕刻出来制造成本相对较高,而且在使用时一不小心就会造成石块儿的崩裂,这个石范就废了。
陶范法虽然比石范法制造相对容易,生产出来的铜钱字迹也要比砂钱清楚。陶范法铸造比较慢需要放到一窑中烧制,而且成品率也不算特别高,陶范还有一定的使用次数。
铜钱铸造虽然看着简单,但是它属于精密制造,其实是有很高的门槛的。
精密铸造法,古已有之,史书上记载的‘商鼎’,就是采用精密铸造得来。
大明官办冶造局所,早就运用此法浇注铜制火器,驾轻就熟,不是甚秘而不宣的绝技。
传统精密铸造法有多种,包括石膏法、失蜡法等。用此法做出来的仿古赝品足可乱真,但基本都是浇铸熔点低的材料,如金银铜等。
近些年浇铸灰口生铁也趋成熟,但若是浇铸精铁,那是两百年后才有的工艺,目前的大明工匠还不得其法。
林林夕提出用经用铁范代替陶范和石范。
负责此地的张延怕林夕出洋相,便附在他的耳边小声的说道:“11公子你提出这个想法,我刚来的时候也曾经试验过。我准备用石蜡拓模,熔模铸铁,不过使用铁范著作铸造铜钱的时候,铁饭和铜钱粘连在一起,根本无法铸造。后来才在老师傅那里知道灰口生铁当不得钱范,浇注金银材料尚可,但范铜可是不行。”
林夕感激的看了张延一眼,然后悄声的回答道:“生铁不耐温,当然不能范铜,咱们要铸的是精铁范。”
林夕听到了张延的回答,才知道张延已经碰了一个软钉子。面对工匠的质疑,林夕不得已给他们表演了如何用型砂制造铁范的绝技。
“精铁……精铁也能浇铸成范。”
林夕心知肚明,问题出在现有的耐火材料上,大明工坊普遍用黄砂当耐火砂,此砂难以承受精铁的熔炼温度,无论如何铸不出细腻的精铁制品。
大明工匠你知道随着技术的发展,约摸两百年后人们对耐火材料的重新认识,精铁铸造根本就是家常便饭。
林夕有着四百年后的知识,这一切都不是问题。而且林夕由于制造琉璃镜的原因,所以需要的材料一样都不少。
精铁铸造其实和现在大明工匠使用的精密制造方法其实一模一样。只是所采用的耐火材料不同而已,对此是大明的工匠没什么技术门坎,一看就会。
目前大明的铸造水准可谓天下第一,许多枪炮上的铁件,也是由工部局里统一铸造,但相对粗糙,达不到铁范的品相要求。
据传,永乐年间工部便打算采用铁范铜工法铸造铜钱,结果打了几个样,总觉不理想,终归不了了之。
林夕带着张延忙乎了两天,将精铸的材料备齐。
方才有条不紊地进入大伙熟悉的工艺流程:先是拓蜡模,将木雕母钱样拓成正反两片蜡模。
接下来就是在蜡模上均匀地刷上胶,再仔细地洒上硅砂粉,待其干燥,再刷胶、洒砂粉、干燥,一遍又一遍地重复,直到结成厚厚地外壳这种方法工匠都非常熟悉。
下面便是将型砂捶打成方框,做出外部的形状,然后将做好的沙漠放入沙范之中。
最后,将砂壳用火烘烤,使其腔内的石蜡熔化流出,待脱蜡完毕方可将铁水浇入砂壳,冷确彻底再敲碎外壳,便获得一副完美的铁范。
出壳后的铁范,光滑细腻,阴腔部分根本无须修饰,相当精致,略加抛光,便呈镜面效果,更加光鉴闪亮。
浇注精铁的方法,说起来简单,仅仅在耐火砂上下了点功夫,便解决了困扰百年的铸造难获得一副完美的铁范。
出壳后的铁范,光滑细腻,阴腔部分根本无须修饰,相当精致,略加抛光,便呈镜面效果,更加光鉴闪亮,完全出乎大伙的意料。
然后用这个铁饭浇筑出来的铜钱而且速度相当快。一杯茶的功夫,铁范还没完全冷却。
“启范……!”
一颗金钱树脱范而出,金光闪亮。
“咝……!”
众人惊讶地倒吸一口气,个个伸长脖子,清晰地看见钱币上字体饱满,纹理流畅,整个钱币精致绝伦,光可鉴人,不见丝毫瑕疵,较木雕母钱更有质感。
“哇……!”
“金币不过如此!”
毫无疑问‘铁范铜’相当成功。因为铁范只要等铜钱冷却后便可,取出铜钱便可浇筑下一个金钱树。
而不需像陶范一样,还要范铜先进行加热,取钱时也要小心翼翼,以防磕坏陶范。
而铁范不存在磕碰的问题,只要不有意的破坏,铁饭可以长时间的连续的铸造。
而且即使温度较高时,也可以把它放到水中进行冷却。极大的提高了铜钱的铸造速度,降低了成本。
工匠兴奋异常,三天时间,竟然学到了一门浇注精铁钱范的方法,说起来简单,仅仅在耐火砂上下了点功夫,便解决了困扰百年的铸造难题,当真是难者不会,会者不难。
林家铸造的这些铜钱主要并不是在大明使用,而是要销售到日本,安南,暹罗等地,当然主要的市场是日本。
在历史中直到清朝康熙年间日本才会自己铸钱,但是日本由于产铜,铜钱中铜的含量是相当高的。所以虽然日本自己不铸造铜钱,但是他们使用的铜钱流通范围是相当广的。甚至明朝都有很多人使用日本的铜钱。
最典型的就是康熙发现民间流传一种叫做宽永铜钱的铜钱。康熙勃然大怒,要追查私铸铜钱的罪过,后来才发现宽永是日本的年号。
估计到康熙时期日本自己铸造铜钱,也是被康熙禁海逼的,要不然恐怕他会一直使用大明铸造的铜钱。
日本由于盛产金银,它的流通的主要货币反而是铜钱。金银在那里只能说是一种价格比较高昂的贵金属,而不是货币。
铁范铜的意义并不光在铸造铜钱之上,它是可以铸造铜炮的。
历史上虽然明朝从葡萄牙引进佛郎机,但葡萄牙也要向明朝学习铸铁炮技术,专门从明朝带了炮匠去果阿教铸炮,认为明朝铸造炮技术优于葡萄牙。
不过此时大明铸造的火炮都是使用泥范法。可这些火炮都有一个共同的缺点,“笨重”,就是粗笨不堪,还打不远,因为此时大明的火炮主要用于城防所以不注重炮架。
火炮往往只是固定在一处,没有机动性,调整发射角度,在炮身下垫木头。
铸炮材料最早用的是铜,青铜或者黄铜,后来有了铁炮。
虽然是铸铁炮,其成品率很低,火炮质量问题很多,最大问题出在模具上。
泥范就是泥土做模具,这种方法有个很大弊端,泥巴含水分,高温蒸发后会形成水蒸气,这就导致炮膛里面坑坑洼洼,参差不平,容易炸膛也影响精度。
当时的铁的确不是铸炮的最好材料,除了铁熔点高不易加工以外,火药里的酸会腐蚀火炮。
如果是青铜后部会慢慢涨开,有经验的炮手可以判断火炮的寿命。铁则完全不会有这种迹象,只会积累一定程度后炸膛。
虽然也能靠经验估计寿命,但是炮和炮每门都不一样,很难判断。这个问题似乎工业革命前就没有根本解决。
后世通过不断实验,提高品控还是能缓解的。从材料的方面来说,铸铁本身是最差的,因为其质地相当脆,整体的强度进一步下降。
用铸铁来制造火炮,从材料角度而言炸膛的风险是最高的。
相比之下,最可靠的材料是青铜其性能稳定。按照合适的比例调配制造出来的青铜炮强度很好,也就是俗称的有韧性,可以承受火炮很高的膛压。
一直到18世纪,最好的火炮往往都是青铜制造。在海军的舰船上,铁容易生锈的问题非常严重,因此青铜炮更是受到广泛欢迎。
只是从性能上如此宜人的青铜炮却也有一个致命的弱点,青铜实在是太贵啦!无论在东方和西方铜都是可以作为货币使用的。用铜铸炮那就是拿钱在铸炮所以造价非常昂贵。
如果要大规模扩军(尤其是海军),无论是东方和西方都是负担不起,所以才会有用铁来铸炮的情况。
王吉在营建锻铁炮时都是根据林夕设计的图纸进行制造,早就考虑到了这些弊端,所以利用船厂几座大水堆用作动力,供水锤使用。
把一些生铁和熟铁进行熔炼后反复敲打,成精铁,又反复碎火提高铁的硬度韧度,最后变成一种钢,加热后敲成板材。
最后板材卷管,再加热炽红后套在圆柱铁棍上收成无缝管。接着打造第二个卷管,比之第一根要大一圈,利用热涨冷缩原理收紧锻打。
这样共套三层后,最后在一头又套了一层,这一层等于是四层,底部加后密封,可作发射药室,这个炮管口径不大,也就六公分,管厚五公分,加起来的炮管外径十五公分多一点,管长三尺。这就是大明正常的锻铁炮
再把火药用油纸包成定量药包,大小正好可塞入炮膛,再塞入一个生铁圆球作为炮弹。
在发射时,先用一根细竹签子,从山炮后面药室的细空中捅一下,用来刺破里面的油纸火药,插入火捻子后点火发射。
这么一门小炮,在制作时,明朝的火器工匠都不看好,原因是太重了。大明使用的大将军炮。里面的大炮样式并没有什么不同关键是材料。
此时浇铸出来的大炮是生铁,生铁易碎,没有韧性,而浇铸的话,里面有许多气泡杂质,为了不炸膛不得不增加炮的厚度。
现在既然现在炼不出钢,就用捶打来提高铁的性质,变成精铁,卷成需要的炮筒,对于这一点,现在林家的工匠有十足的把握。
但是林夕自从实验铁锚成功之后,让王吉打造一个三分粗细,只有一层薄薄铁瓦铸成的铁桶。
王吉虽然按照林夕的命令打造出了这个炮筒,但不明白林夕要拿这个炮筒干什么用?
林夕设计的这门炮实际是仿制后世的拿破仑铜炮。
可是对这样捶打出来的炮管王吉也没把握,所以炮管做的还是很厚实。
炮膛里面是最难处理,膛床的刀具用一根粗铁棍,再棍头上用铆钉紧固一小块工具钢,慢慢地磨出了光滑的内膛,一边磨切,一边加水,最后还加麻油对这一点还要慢慢地去切削。
炮膛里面是最难处理,膛床的刀具用一根粗铁棍,再棍头上用铆钉紧固一小块工具钢,慢慢地磨出了光滑的内膛,一边磨切,一边加水,最后还加麻油。
当这个明显是相当薄的大炮做出来之后,林夕把这个加工好的炮筒放入做好的铁模之中往里面浇筑青铜。
等铜水冷却之后,除去铁膜再在大炮上钻出引火孔,这就是历史上著名的铁芯铜胎炮。
大炮虽然制造出来但是具体的性能比如装多少药,能打多少远,把火药装到最大程度,炮会炸堂,这些参数还要去实验,为以后大批量制造积累数据。
这门大炮的工艺很到位,细看之下,就会发现许多瑕疵,比如说大炮的炮耳设计的有问题,尾部要比头部沉很多。
如果设计的精巧的话,不装火药的情况下,铜炮应该是两边重量相同的。
之所以这门铜炮有这些毛病,就是因为林夕在铸造时计算失误。
虽然林夕对工坊中的度量衡进行了统一,但是具体铜的配比及密度却不可能和理论计算是一模一样。所以就会出现很多其他的失误的情况,这也是难免的。
而目前只是把控一下制作上的精度,没有工艺自己去规定一个工艺出来。
比如切削炮管,经过膛床的一个来回,就颠覆了明朝工匠们的认知,最后得到的炮管像黄金一样闪亮。
虽然这炮的制作过程颠覆了传统工艺,不过很想要看到结果到底会是什么样子。
采用新的营造法后就是对做是做出来的这门大炮进行试射。
毕竟是骡子是马拉出来溜溜,孩儿兵也是很麻利地操作起来,一人加入火药包,另一人插入火绒线,还有一人把后座支架分开,在泥地上打入二个大铁钉固定炮架。
又在双轮前后塞上木块,防止开炮后,炮车移动,最后加入铁弹,点火跑开一丈外。
只听一声闷响后,地面随之一震,炮口冒出一股浓烟,铁弹随之飞出,用肉眼能看到的速度向百丈外的一块二寸厚木板飞去,只见一阵白烟冒起,木屑四处飞散,两边树叶纷纷落下。
想不到一枚六斤的铁球能把这样一块木板洞穿,此炮最大的好处是随时可以调整射角,只要把铁炮后面的垫木拿掉,炮口就会升高,因为铁炮边的炮耳支撑着整个炮管,能活动自如。
炮后面用三层垫木,刚才是平射,如果去掉一块垫木,炮口就会向上三寸,再去掉一块垫木,炮口又会向上三寸,不过将来批量营造的话,还要增加垫木来调整多个射角,因炮耳重心靠后,调整炮口时,只要炮尾抬一下,重量不是很大,一个人轻松能抬起。
林西设计这个炮架是中间一块硬木上托着火炮。炮架和火炮有炮耳连接,炮车脱离了传统车架,两个轮子中间只是一根铁车轴连接,炮两边纵向木头大梁,明显炮车宽不过三尺。
炮车上面还有厚铁加强,车下面是空的,炮尾可直接撑地,这是最大射角,成七十度状,只要抬高炮尾,就能实现射角大小,就这样一个小小的改进,让人眼前一亮。
这就是眼界的问题,要发明出一件东西出来很难,要现有的东西改进。有些物事只隔着一层窗户纸,就说这炮架,一般人想到的把大炮按放在车上,就脱不开车架上面是平板的思路。
然后在炮身下面用木头做成炮口高,后面低,木头上开出凹口,大炮放上去即可,要调整射角,立马就想着再用木头垫高炮口。
大明的火炮可打五炮后,就得停射,用水给炮降温。
而每一次打过后,要用沾湿的捅杆,清理炮膛,一是为了把未烧完的火药残留清理出来。
二是捅杆上绑着棉布沾湿后给炮膛降温,不然下一炮倒进黑火药时会有点燃的风险。
而林家使用的是戚继光改进了颗粒状黑火药,这样在点燃后,燃烧比粉末火药要充分,残留也会少许多,不过每打一炮,同样需要清理炮膛。
所不同用的是又经过林夕改进使用了定装药包,非散装。
火炮目前装药用的是一个木桶。一小桶为定量里面是用油纸包成的,一个一个的火药包。使用的时候直接把火药包整个的填入炮膛,还要用干懆的捅杆推着药包往炮后杵结实,接着再加进许多破布条,再把铁弹装进去。
然后从引火口刺入一只竹签将药包刺破倒入引火药用火把点燃,操炮繁复。