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章:铁器自给(至元三十八年夏?白虎城铁工坊)
至元三十八年夏至,水工刘河在勘察湖岸时,发现北岸黑石滩的石块
“击之有声,碎之带红”,当即请铁工坊老匠王铁山查验。王铁山用
“火试法”——
将石块投入炭火,见其熔化后呈亮黄色,拍膝道:“是赤铁矿!含铜量低,炼出的铁够硬。”
脱脱随即下令设
“铁矿采场”,调三十名汉匠与二十名使虎部落壮丁组成采矿队,汉匠李二柱教部落人辨认矿脉:“看岩层纹路,铁锈色越重,矿质越纯;敲开石块,断面有金属光泽的才是好矿。”
采矿工具沿用汉地
“三凿两撬”
法:先用铁凿凿开矿层(每凿深三寸),再用撬棍撬动矿石,最后用麻绳捆扎搬运。因贝加尔湖沿岸多冻土,需
“先烧后采”——
冬季烧柴融冻,夏季趁土层松软开采,采场边缘设
“支护木架”(防塌方),每日收工时用
“草木灰盖矿堆”(防雨水冲刷矿粉)。使虎部落首领巴图见族人学得快,对王铁山说:“黑石能变铁器,比打猎还神奇。”
首月采出矿石五十石,王铁山在《矿场日志》记:“北岸矿脉东西长百丈,南北宽三十丈,初步估算可采三年。”
脱脱巡查时见矿场秩序井然,命人在采场立碑:“凡私采矿石者,罚没工具,充作矿场苦役三月。”
铁工坊选址在白虎城西南(避居民区烟火),王铁山按
“依山傍水”
原则建熔炉:背靠小山(挡风),前临溪流(取水),熔炉主体为
“地穴式”——
深挖五尺为炉膛,用耐火黏土(掺羊毛增强黏性)砌炉壁,炉顶设
“斜烟筒”(高两丈,防逆风倒灌),底部留
“出铁口”(用耐火砖封堵,出铁时敲开)。
“寒地烧炉,火要旺,风要足,”
王铁山对工匠们说,“燃料用‘硬木炭’(松柴烧制,比杂木炭耐烧),每日需备千斤;鼓风用‘双囊风箱’(两人交替拉动,风力比单囊大三成)。”
为防炉温流失,炉壁外裹草绳(涂泥浆防冻),冬季在炉旁设
“保温棚”(用毡布搭建)。学徒狗剩初次拉风箱时手忙脚乱,王铁山用蒙语喊道:“拉到底,推到顶,风匀了铁才化得透!”
试炉当日,王铁山亲自掌火:先烧火预热两时辰,待炉壁发红,投入矿石与木炭(比例三比一),持续鼓风。三个时辰后,他敲开出铁口,赤红铁水流入泥范(预先制好的凹槽),冷却后成
“生铁块”(每块重十斤)。脱脱见首炉出铁三十块,赞:“有铁便有器,白虎城腰杆硬了。”
王铁山传授汉地
“灌钢法”:先将生铁烧至半熔(呈
“铁水团”),再掺入熟铁(锻打过的软铁),用长钳翻动,使铁水均匀渗入熟铁。寒地温度低,他调整工艺:“生铁多烧一刻,熟铁提前预热,炭火加硫磺少许(助熔化)。”
每炉钢需
“三炼三锻”:初炼去杂质,二炼调硬度,三炼定型,锻打时用
“冷水淬火”(将热铁浸入溪流,增强硬度)。
铁匠们分工明确:汉匠张打铁掌锻打,蒙古匠阿古拉添炭,使虎部落匠巴图拉风箱,王铁山巡回检查:“钢坯敲打要匀,每寸锻打二十下,纹路才细密;淬火时间要准,多浸一刻则脆,少浸一刻则软。”
一次狗剩锻打的钢坯出现裂纹,王铁山当即重炼:“铁器关乎性命,军器裂了害士兵,农具裂了误农时,半点马虎不得。”
改良后的灌钢法在寒地成效显着:炼出的钢