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原始部落:驯龙大巫师 第197章 炼铜

    铜、铁矿总是共生,烈阳手中有这两种矿石,但是烈阳打算先炼铜。

    铜的熔点是1083c,烧陶的温度范围在700c到1200c之间,温度已经能熔化铜矿石了。

    铁的情形则很不相同。铁很容易被氧化。除陨铁外,自然界中的铁都呈氧化物或其它化合物的形态存在。铁的熔点是1539度,想要在石器时代将其熔化简直就是天方夜谭。

    冶炼生铁时,炉缸中心温度应在1350~1400c之间;还原出来的铁在冷却时容易被重新氧化。因此,尽管铜、铁矿常共生,但在历史上炼铜术诞生之后很久才诞生冶铁术。

    古代掌握炼铁技术前,也有少量铁器。人们最早接触的铁是陨石中的铁,在很久以前人们就用这种天然铁制作过刀刃和饰物。犬戎巨人的铁棒就是陨铁。

    烈阳带人在围墙内,靠近围墙处建了两个房子,用来炼铜。

    烈阳从系统获得的冶炼设备中包含:技艺2级冶炼,十几个浇注铜器的模具,竖炉,大型坩埚,机械秤,风箱。

    烈阳把东西堆在房子里。守门的守卫也能看着这里。

    烈阳把2级冶炼给了烈山,烈山有烧制陶器的底子在,应该能很快掌握。

    烈阳又带着手下建好了灶台,并让手下搬来了矿石、木炭、柴堆放在旁边的房子里。

    炉高10米,土砖支撑在炉缸底部,炉缸壁上有呈喇叭形的、口径5厘米的鼓风口;炉旁设有工作台,用于加料和安放鼓风设置。

    模具是陶的,种类有箭、刀、枪头、斧头、锤、锅、鼎等。陶的模具叫陶范,石的叫石范,东夷和有熊国用的应该是石范。

    坩埚是一种杯状器皿,用来对固体进行高温加热。

    机械秤是一种不用电的大型秤,可以称重物、大物,机械秤上能站三、四个人,一般在菜市场、食堂、厂场。

    风箱是产生风的设备,由一个木箱、一个推拉的木制把手和活动木箱组成。拉开活动木箱,空气通过进气口使风箱的皮囊内充满气,再拉动把手能够将其内的空气压出,空气通过输风管道,进入熔炼炉中。也可以用来鼓风,使火更旺。

    当所有的准备工作都完成后,烈山开始炼铜,烈阳和几个壮汉给他打下手。

    首先是选矿,对矿石进行初步挑选,将矿石中的有用矿物与无用矿物分开。再冲洗,把铜矿石上的泥巴、杂质除掉。

    接着将矿石粉碎,烈阳干掉长蛇后获得了一根铁制狼牙棒,用来砸矿石正合适。

    烈山把粉碎后的孔雀石和木炭粉一起放入炉中,比例为3:1。用木炭产生的一氧化碳来炼出铜。

    孔雀石是一种含铜量较高的铜矿石,是早期人类文明最先接触使用的铜矿石。

    接下来就要连续几个小时的加热和为熔炉供风。现在是烈阳一个人在加柴,拉风箱,因为他不怕热。

    以后就要几个壮汉轮流上阵,谁要是热得受不了了,就换人。

    木炭在熔炉内燃烧会产生一氧化碳,因为熔炉内部比较封闭,所以炉内就会形成“还原气氛”,孔雀石受热会分解出氧化铜,一氧化碳会和氧化铜反应,生成二氧化碳和金属铜。

    冶炼的时候要注意从炉里冒出的火焰颜色,从它的颜色推测冶炼的进展程度。

    冶炼了小半天后,烈山进来查看了一下,觉得可以了。

    烈山让人把炉内所有的灰烬都挖出来放入水中清洗。金属铜因为较重,会沉入水底,而灰烬、木炭等则会浮在水面,这些要倒掉。

    冶炼出来的金属铜呈赭黄色,有时会聚集成大号铜疙瘩,有时也会分散成砂砾大小的碎铜。这铜还含有一定的杂质,形状也不规范。到这一步,冶炼出来的铜还只是红铜(赤铜、工业纯铜),比较软,不适合用来做武器,还要把它制成青铜。

    青铜是铜与锡的合金,又称为锡青铜。锡能增加青铜的硬度和耐腐蚀性能,但过多的锡会使青铜变脆,制作的武器更容易断。

    古代许多锡青铜中含有少量的铅。铅能降低青铜的熔点,改善可切削性和耐磨性。

    先将锡矿石粉碎,再放入炉里烧,等液体锡流出,表面上浮着的是杂质,沉底的就是金属部分。

    接着提纯,把带有杂质的锡用坩埚融化成“水”,用陶勺搅拌一下,把浮在上层的杂质捞去,然后把下层的液态金属倒入水中,倒的时候用陶勺拦一下上层杂质,最后剩一点就把它当普通矿石,再重复这个操作,最后就能够获取高纯度的锡。

    炼铅则是先把铅矿石烧成氧化铅,然后再把它跟木炭粉、草木灰一起放入炉中,加热,得到粗铅。

    粗铅和红铜的提纯步骤和锡矿石差不多。

    花了四天时间,烈山他们炼出了大量的较为纯净的铜、锡、铅块,接下来就是把它们炼成青铜。

    《考工记》:金有六齐,六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐。

    意思是用来制造钟、鼎的铜和锡的重量是六比一,斧是五比一,戈、戟是四比一,刀是三比一,箭头是五比二。

    铅的量则占半成。

    用机械秤来给金属称重配比。

    把三种金属加热成液态后混在一起,并用陶棒不停地搅拌。

    为了避免被高温的液态金属溅到身体,负责操作的烈山全副武装。他穿上了牛皮大衣和长裤,戴了双皮质手套。

    烈山站在火旁,手中拿着一根陶棒,不停地搅拌着坩埚中的液态金属。他全神贯注地盯着那翻滚的金属液体,心中估算着时间。

    过了一会儿,烈山觉得差不多到时候了。他用特制长陶勺舀起一勺散发着红光的液态金属。随后,他稳稳地将这勺珍贵的液态金属缓缓倒入模具中。

    烈山凝视着模具里逐渐填满的液态金属,眼中闪烁着期待的光芒,口中喃喃自语道:“现在就等着它慢慢冷却成形吧。”

    烈阳热得受不了了,对着刚刚在拉风箱的烈阳说道:“酋长,你来替我吧,我实在撑不住了。”说完,便急忙将手中的勺子递给烈阳,然后像一阵风似的跑出了房间。

    烈阳接过勺子,继续将剩下的液态金属一点不剩地全部倒进了十几个模具里。

    时间一分一秒过去,大约半个小时后,烈阳估摸着应该差不多了。他拿起一个陶范,把它放入水中。只听“哧”的一声响,一股白色水汽瞬间升腾而起。

    待水汽消散,烈阳拿起水中的陶范。他用力一砸,陶范应声碎裂开来。刹那间,一把形状略显不规则的刀出现在眼前。这把刀的表面覆盖着一层薄薄的灰色杂质,但整体是金色的。

    烈阳伸出手,轻轻触摸了一下铜刀粗胚,发现不烫手。于是,他小心翼翼地将这把尚未完工的铜刀从碎片中取出。握着刀柄,烈阳随意地挥舞了几下,听着刀身在空中划过所带来的风声。虽然这只是一把粗胚,但那种沉甸甸的质感以及挥动时的流畅感都让烈阳颇为满意。

    烈阳脸上露出一丝笑容,自言自语道:“看起来这次的熔炼算是成功了。不过嘛,要想让这把刀成为真正的武器,还得经过进一步的锻造和打磨才行啊!”