忙完了官場上的迎來送往，李植開始研究坩堝煉鋼。
雖然蘇鋼的質量不錯，達到後世普通鋼材的標準，但仍然含有相當的硫和磷，用來做工具鋼有些勉強。而且蘇鋼價格昂貴，一斤蘇鋼要二兩五錢銀子，用來製作刺刀導致刺刀成本很高。李植現在有八千把在役步槍和兩千把庫存步槍，這一萬把步槍刺刀的蘇鋼成本就達到兩萬五千兩銀子。如果李植要擴充部隊，還要花更多銀子買蘇鋼。
另外李植還需要優質鋼材製造燧發槍機的主彈簧和扣簧片。鋼材質量是決定這兩個彈簧效果的關鍵，直接決定了步槍的擊發率。目前用蘇鋼製造的步槍擊發率在八成多，如果擊發率進一步提高，射擊的命中率也能得到一定的提高。
最後，好的鋼材可以為李植帶來巨大的利潤。蘇鋼賣到北方要二兩五錢一斤，如果李植以略低的價格出售更好鋼材，可以搶奪不少蘇鋼的市場，利潤巨大。
要知道在這個時代，精鋼極為稀缺，甚至可以當作等價物使用。一些富裕的家庭都會窖藏儲備一些精鋼，以備不時之需。如果李植煉出好的鋼材，一定會有市場。
李植迫切需要更好更便宜的優質鋼材，而十八世紀中期出現的坩堝煉鋼無疑是李植可選的唯一方案。這種煉鋼法用熟鐵做原料，用石墨做坩堝滲碳材料和還原劑，用石灰石做造渣劑，煉出來的鋼鐵質量很好。這種煉鋼法在曆史上被使用了一個世紀，直到十九世紀末電弧爐煉鋼發明後才被取代。
坩堝煉鋼法作為一種十八世紀的技術，還是比較簡單的。李植在穿越前研究過一些土法坩堝煉鋼方法，現在正好拿來用。
坩堝煉鋼的難點在於需要一千六百度的溫度，李植找到了蔡懷水，讓他負責采購能承受這麽高溫度的坩堝。
蔡懷水如今一個月月錢四兩，已經娶了翠兒做媳婦，上個月剛生下一個大胖兒子。四兩銀子這年頭足以讓五口之家過上小康日子，何況蔡懷水在玻璃作坊做窯頭還管一日三餐。雖然被父親趕出了家門，但是他並沒有在外麵餓死，而是活得有聲有色。他如今對自己在範家莊的生活十分滿意，對帶給他這個生活的李植也相當忠誠。
“蔡懷水，我需要比燒玻璃還高一些溫度的坩堝，你知道哪裏有嗎？”
蔡懷水想了想，說道：“大人，做燒這麽高溫度的坩堝也是能做的，那便要用黑滑石做坩堝了，這黑滑石礦產不多，做大口飯碗那麽大口，四寸深的坩堝要花二兩銀子，德州那邊有人用這樣的坩堝燒瓷，那邊買得到。”
李植想了想，猜測蔡懷水說的黑滑石大概就是石墨了，說道：“用一半黑滑石，一半粘土做坩堝，是不是能便宜些。”
“那一個坩堝也要一兩二、三錢銀子。”
李植算了算，覺得蔡懷水說的坩堝起碼能裝十幾斤鋼鐵，這樣算下來坩堝煉鋼的成本比買蘇鋼便宜多了。李植點頭說道：“沒關係，那你就去聯係購買這樣的坩堝吧，先買一百個來。要是我用你買的坩堝煉鋼煉成了，我賞你二十兩銀子。”
蔡懷水聞言一喜，說道：“東家借我三個家丁四匹馬，兩輛馬車，我帶人去德州買黑滑石坩堝。”
蔡懷水當天就出發往德州去了，六天後用馬車運了一百個坩堝回來。
李植仔細看了看那坩堝，發現確實是用石墨和粘土做的。
有了坩堝，李植就開始修築坩堝煉鋼的爐子了。這種爐子用耐火磚做成，下麵是空的，空腔旁邊有個鼓風口，用人力不斷鼓風。爐子中間有鐵條做成的爐橋。爐橋上麵裝滿焦炭，焦炭中間放置石墨坩堝，爐子上麵的爐蓋上留著一個孔。這個孔用來觀察鐵水和攪拌鐵水。
這個爐子裏，可以放五個坩堝。
焦炭在明末被用於煉鋼。李植派人在天津附近找了找，在遵化的官營煉鋼廠附近找到了煉焦的作坊，買到了焦炭。
花了三天做好了爐子，李植就開始試驗煉鋼了。
李植在爐子裏堆滿了焦炭，在焦炭下麵防置木材，把這些木材點燃，逐漸把焦炭燒著了。這時候坩堝不放進爐子，等爐子燒了半個時辰燒熱了，才把空坩堝放進去。然後用力鼓風下料，把坩堝燒得火熱後，才把預熱過的熟鐵放進坩堝裏。
同時在熟鐵裏放上一些石灰粉，用來造渣。
關上爐子燒幾個小時，等爐子裏的坩堝材料石墨滲入鐵水內，把鐵水變成鋼水後，打開爐子勺出浮在鋼水上麵的爐渣，然後倒出鋼水。讓鋼水在模具裏變成鋼錠後，便得到了需要的鋼材。
李植也不知道到底要燒幾個小時才能滲碳完全，就試燒了多次。煉製鋼材的時候坩堝反複使用，結果有一個坩堝用到第五次時候裂開了。漏出來的鐵水廢掉了一整個爐子，好在沒有漏在爐子外麵傷到李植。
看來這個石墨坩堝隻能重複使用三、四次，李植從此把用過三次的坩堝都扔了，不再使用。
最後燒了十幾個坩堝的鐵水後，李植發現燒兩個半小時滲碳就比較合適，燒出來的是鋼材。
但第一爐鋼水燒出後，效果不好。李植讓鐵匠用造出來的鋼材做了個彈簧。結果那彈簧壓了十幾次就彈性減弱了，顯然這次煉出的鋼材不合格。
李植猜測是鋼鐵中含磷和硫太多了，尤其是含磷過高。磷與鐵形成極脆的化合物磷化三鐵，在室溫下使得鋼的塑性和韌性急劇下降。
李植再次試驗，這次他等鐵水燒化後在坩堝裏加入更多石灰石、螢石、河沙和純堿造渣，然後在煉製過程中不停用鐵棒攪動鐵水，希望能除去更多硫和磷。
這一坩堝煉出來的鋼材質量明顯提高，做出的彈簧已經可以媲美蘇鋼製品了。但是李植依舊不滿足，坩堝煉鋼造出的產品應該強於蘇鋼，顯然生產工藝還可以改進。(未完待續。)
雖然蘇鋼的質量不錯，達到後世普通鋼材的標準，但仍然含有相當的硫和磷，用來做工具鋼有些勉強。而且蘇鋼價格昂貴，一斤蘇鋼要二兩五錢銀子，用來製作刺刀導致刺刀成本很高。李植現在有八千把在役步槍和兩千把庫存步槍，這一萬把步槍刺刀的蘇鋼成本就達到兩萬五千兩銀子。如果李植要擴充部隊，還要花更多銀子買蘇鋼。
另外李植還需要優質鋼材製造燧發槍機的主彈簧和扣簧片。鋼材質量是決定這兩個彈簧效果的關鍵，直接決定了步槍的擊發率。目前用蘇鋼製造的步槍擊發率在八成多，如果擊發率進一步提高，射擊的命中率也能得到一定的提高。
最後，好的鋼材可以為李植帶來巨大的利潤。蘇鋼賣到北方要二兩五錢一斤，如果李植以略低的價格出售更好鋼材，可以搶奪不少蘇鋼的市場，利潤巨大。
要知道在這個時代，精鋼極為稀缺，甚至可以當作等價物使用。一些富裕的家庭都會窖藏儲備一些精鋼，以備不時之需。如果李植煉出好的鋼材，一定會有市場。
李植迫切需要更好更便宜的優質鋼材，而十八世紀中期出現的坩堝煉鋼無疑是李植可選的唯一方案。這種煉鋼法用熟鐵做原料，用石墨做坩堝滲碳材料和還原劑，用石灰石做造渣劑，煉出來的鋼鐵質量很好。這種煉鋼法在曆史上被使用了一個世紀，直到十九世紀末電弧爐煉鋼發明後才被取代。
坩堝煉鋼法作為一種十八世紀的技術，還是比較簡單的。李植在穿越前研究過一些土法坩堝煉鋼方法，現在正好拿來用。
坩堝煉鋼的難點在於需要一千六百度的溫度，李植找到了蔡懷水，讓他負責采購能承受這麽高溫度的坩堝。
蔡懷水如今一個月月錢四兩，已經娶了翠兒做媳婦，上個月剛生下一個大胖兒子。四兩銀子這年頭足以讓五口之家過上小康日子，何況蔡懷水在玻璃作坊做窯頭還管一日三餐。雖然被父親趕出了家門，但是他並沒有在外麵餓死，而是活得有聲有色。他如今對自己在範家莊的生活十分滿意，對帶給他這個生活的李植也相當忠誠。
“蔡懷水，我需要比燒玻璃還高一些溫度的坩堝，你知道哪裏有嗎？”
蔡懷水想了想，說道：“大人，做燒這麽高溫度的坩堝也是能做的，那便要用黑滑石做坩堝了，這黑滑石礦產不多，做大口飯碗那麽大口，四寸深的坩堝要花二兩銀子，德州那邊有人用這樣的坩堝燒瓷，那邊買得到。”
李植想了想，猜測蔡懷水說的黑滑石大概就是石墨了，說道：“用一半黑滑石，一半粘土做坩堝，是不是能便宜些。”
“那一個坩堝也要一兩二、三錢銀子。”
李植算了算，覺得蔡懷水說的坩堝起碼能裝十幾斤鋼鐵，這樣算下來坩堝煉鋼的成本比買蘇鋼便宜多了。李植點頭說道：“沒關係，那你就去聯係購買這樣的坩堝吧，先買一百個來。要是我用你買的坩堝煉鋼煉成了，我賞你二十兩銀子。”
蔡懷水聞言一喜，說道：“東家借我三個家丁四匹馬，兩輛馬車，我帶人去德州買黑滑石坩堝。”
蔡懷水當天就出發往德州去了，六天後用馬車運了一百個坩堝回來。
李植仔細看了看那坩堝，發現確實是用石墨和粘土做的。
有了坩堝，李植就開始修築坩堝煉鋼的爐子了。這種爐子用耐火磚做成，下麵是空的，空腔旁邊有個鼓風口，用人力不斷鼓風。爐子中間有鐵條做成的爐橋。爐橋上麵裝滿焦炭，焦炭中間放置石墨坩堝，爐子上麵的爐蓋上留著一個孔。這個孔用來觀察鐵水和攪拌鐵水。
這個爐子裏，可以放五個坩堝。
焦炭在明末被用於煉鋼。李植派人在天津附近找了找，在遵化的官營煉鋼廠附近找到了煉焦的作坊，買到了焦炭。
花了三天做好了爐子，李植就開始試驗煉鋼了。
李植在爐子裏堆滿了焦炭，在焦炭下麵防置木材，把這些木材點燃，逐漸把焦炭燒著了。這時候坩堝不放進爐子，等爐子燒了半個時辰燒熱了，才把空坩堝放進去。然後用力鼓風下料，把坩堝燒得火熱後，才把預熱過的熟鐵放進坩堝裏。
同時在熟鐵裏放上一些石灰粉，用來造渣。
關上爐子燒幾個小時，等爐子裏的坩堝材料石墨滲入鐵水內，把鐵水變成鋼水後，打開爐子勺出浮在鋼水上麵的爐渣，然後倒出鋼水。讓鋼水在模具裏變成鋼錠後，便得到了需要的鋼材。
李植也不知道到底要燒幾個小時才能滲碳完全，就試燒了多次。煉製鋼材的時候坩堝反複使用，結果有一個坩堝用到第五次時候裂開了。漏出來的鐵水廢掉了一整個爐子，好在沒有漏在爐子外麵傷到李植。
看來這個石墨坩堝隻能重複使用三、四次，李植從此把用過三次的坩堝都扔了，不再使用。
最後燒了十幾個坩堝的鐵水後，李植發現燒兩個半小時滲碳就比較合適，燒出來的是鋼材。
但第一爐鋼水燒出後，效果不好。李植讓鐵匠用造出來的鋼材做了個彈簧。結果那彈簧壓了十幾次就彈性減弱了，顯然這次煉出的鋼材不合格。
李植猜測是鋼鐵中含磷和硫太多了，尤其是含磷過高。磷與鐵形成極脆的化合物磷化三鐵，在室溫下使得鋼的塑性和韌性急劇下降。
李植再次試驗，這次他等鐵水燒化後在坩堝裏加入更多石灰石、螢石、河沙和純堿造渣，然後在煉製過程中不停用鐵棒攪動鐵水，希望能除去更多硫和磷。
這一坩堝煉出來的鋼材質量明顯提高，做出的彈簧已經可以媲美蘇鋼製品了。但是李植依舊不滿足，坩堝煉鋼造出的產品應該強於蘇鋼，顯然生產工藝還可以改進。(未完待續。)