天沒亮,司空絕就帶著十幾個匠人出了南門。
昨晚葉無忌交代的話他翻來覆去想了一整宿,紅土鍊鐵這件事他聞所未聞,但滷水出鹽已經親眼見了、親嘴嚐了,所以對紅土的事也就信了七分。
火燒嶺在城東南方向,離灌縣不到五里。
這片山丘叫火燒嶺不是沒道理的,遠遠看過去,整個山坡都是暗紅色的,像被人澆了一層鐵鏽水。
坡上連雜草都不長,光禿禿的紅土在晨光底下泛著暗沉沉的光。
司空絕帶著人爬到半坡,蹲下來挖了一鍬土。
紅土沉甸甸的,比普通黃土重了不止一倍。他把土塊掰開,斷面上嵌著一粒一粒亮閃閃的黑色顆粒,用指甲刮一下,硬得很。
“搬。”司空絕站起來拍拍手,“一人兩筐,先弄十筐回去。”
匠人們嘀嘀咕咕的,不知道這紅泥巴有甚麼用,但也不敢問,悶頭挖土裝筐。
辰時剛過,十筐紅土運到了城北匠坊。
匠坊是昨天才正式掛牌的,佔了原來灌縣縣學的院子。
院子不大,三面圍牆一面敞開,地上鋪的青磚被人撬了一大片,中間挖了個兩尺深的坑,坑裡壘了一座半人高的爐子。
爐子是司空絕連夜搭的,用的是城牆腳下扒出來的耐火磚,外頭糊了一層摻了稻草的黃泥。
爐身圓筒形,底部開了個口子,接著一根彎成弧形的銅管,銅管另一頭連著兩個牛皮風箱。
葉無忌到的時候,司空絕正蹲在爐子前面,一手扶著銅管,一手拿著炭條在爐壁上做標記。
“爐子搭好了?”
“搭好了,昨晚幹到三更,糊了兩層泥,外面烤了一夜火,基本乾透了。”司空絕站起來,指著爐身上的標記,“這兒是進風口,這兒是出渣口,上面這個是投料口。我按您畫的圖來的,就是風箱的力道不太夠,兩個人拉到斷氣也就那個風量。”
葉無忌繞著爐子轉了一圈,蹲下來看了看進風口的角度。
“風箱的事回頭解決,先試燒一爐。”
司空絕早就等著這句話了,轉身衝匠坊裡面吼了一嗓子。
“老趙!木炭夠不夠?”
一個黑臉矮壯漢子從後院搬出四筐木炭,碼在爐子旁邊。
“夠燒兩爐的。”
司空絕點了點頭,先往爐膛裡鋪了兩層木炭,點火之後讓兩個壯漢輪流拉風箱。
風箱“呼哧呼哧”地響,火苗從進風口往上躥,爐膛裡的溫度迅速升高。
等爐膛燒到通紅,司空絕把紅土倒進一個石臼裡搗碎,篩掉大塊的石頭和雜質,剩下細細的紅色粉末。
“往裡加。”
紅土粉末從投料口撒進去,落在燒得通紅的木炭上。
風箱繼續拉,爐膛裡的溫度越來越高,煙氣從爐頂的煙囪裡冒出來,嗆得周圍的人直咳嗽。
葉無忌站在上風口,眯著眼睛盯著爐膛。
“加炭。”
木炭一層一層往裡加,紅土也跟著一層一層往裡撒。兩個拉風箱的壯漢已經換了三輪,胳膊都拉腫了。
大約過了一個時辰,爐膛底部的出渣口開始有東西往外流。
黑色的渣子裹著一層亮閃閃的液體,緩慢地從出渣口淌出來,落進下面接著的石槽裡。
司空絕湊過去看了一眼,猛地跳了起來。
“出鐵了!統轄大人,出鐵了!”
石槽裡的液體冷卻下來,凝成了一坨坨灰黑色的鐵塊。鐵塊不大,最大的也就拳頭大小,表面粗糙,夾雜著不少氣泡和渣子。
司空絕蹲下來,撿起一塊鐵,用鐵錘敲了敲。
“嗯,質地偏軟,雜質多,還不能直接打器具。”
葉無忌點頭。
“生鐵,回頭再燒一遍,反覆鍛打去渣,就能用了。第一爐出了多少?”
司空絕把石槽裡的鐵塊一塊一塊撿出來,用秤稱了稱。
“連渣帶鐵,十一斤。純鐵大概七斤多。”
“十筐紅土出七斤鐵,出鐵率太低。”葉無忌皺起眉頭,“爐溫不夠,風量跟不上。兩個人拉風箱,頂多把爐溫燒到這個程度,雜質去不乾淨,鐵水出不透。”
司空絕也知道問題出在哪。
“要是能把風量再提三倍,爐溫上去了,出鐵率至少能翻一番。可人拉風箱就這個極限了,再快胳膊就廢了。就算是用水排,咱們現在的皮排風力也是時斷時續,爐溫容易不穩。”
葉無忌沒有馬上回答。
站在爐子旁邊想了一會兒,走到院牆邊上,朝北邊看了一眼。
城北校場的西側有一條水渠,是都江堰支渠的一個分支,水量不小,從西北方向流進城裡,經過校場外面再往南拐,最終匯入城外的主渠。
“司空絕,你跟我走一趟。”
兩人沿著水渠走了大約三百步,葉無忌在一處渠道變窄的地方停了下來。
這裡渠道的寬度從原來的六尺收窄到不到三尺,水流被擠壓之後速度明顯加快,拍打著渠壁的石頭嘩嘩作響。
葉無忌蹲在渠邊,看了看水流速度和落差。
“這水流的力道,足夠架一座新式水排了。”葉無忌說道。
司空絕點點頭:“水排屬下自然知道,從漢代起就有了。屬下在荊湖時也見過大鐵坊用水輪帶動皮鼓風箱,確實省人力。但就像屬下剛才說的,傳統的皮排是單向的,壓一下出一股風,水流一急皮鼓還容易撐破,風力斷斷續續,到了這生鐵爐子裡,溫度還是上不去。”
“所以我讓你做的,不是傳統的單向皮排。”葉無忌從懷裡掏出一張紙,蹲在地上畫了起來,“改用水力帶動雙動活塞木風箱。”
司空絕一愣:“雙動……活塞木風箱?”
“對,不用牛皮,改用木箱。水輪一轉,透過曲柄連桿帶動推杆在木箱裡前後運動。箱體內裝上活塞,兩頭各設進風、出風的活門。”葉無忌指著圖紙上的結構,“推的時候,這頭出風;拉的時候,另一頭出風。推拉皆有風,風力連綿不絕。”
司空絕湊近圖紙看了半天,眼睛越瞪越大,倒吸了一口涼氣,猛地拍著大腿叫了起來。
“雙向出風!推拉不斷!而且是用木箱活塞代替了牛皮鼓……這、這簡直是巧奪天工的奇思妙想!統轄大人,這麼一來,風量何止提三倍,簡直是源源不斷,爐溫絕不會降!”
他做了一輩子匠人,傳統水排的弊端他再清楚不過,可從未想過風箱還能設計成“推拉雙向出風”的活塞式結構,配合上水力連桿,這簡直是冶鐵行當的一場革新!
“不僅如此。”葉無忌在圖紙的主軸上又添了幾筆,“在同一根水輪主軸上,再加一組凸輪。水輪還能同時帶動一把鍛錘。錘頭吊在橫杆上,水輪轉一圈,凸輪撥動一次,錘頭就落一下。鐵料放在砧臺上,一天能自動鍛幾百錘。比人掄錘快十倍,力道還均勻。”
司空絕的眼睛徹底直了,呼吸都急促起來。
水力雙動鼓風解決爐溫和連續供風的問題,水力凸輪鍛錘解決鍛造效率問題。
這兩樣東西要是同時造出來,灌縣的鐵器產量能翻十倍都不止!
“統轄大人,這圖紙……”司空絕的手都在抖。
“你拿去,今天就開工。水輪、推杆、木風箱、錘架,全用上好的硬木。軸承和連桿關節的部分用銅套,匠坊裡有現成的銅料。渠道這邊需要加一道攔水壩,把水位抬高三尺,水輪才轉得起來。攔水壩用石頭壘就行了,不用太講究。”
司空絕把圖紙小心翼翼地疊好塞進懷裡,貼著胸口放好,轉身就要跑。
葉無忌攔住他。
“等一下。鐵鑽頭的事別忘了。第一爐出的生鐵雖然軟,但用水力鍛錘反覆鍛打去渣之後,做鑽頭勉強夠用了。鹽井那邊等不了太久,先造兩個鑽頭出來試打第一口井。”
“屬下明白!有了這水排和水錘,明兒一早屬下就把鑽頭給您送去!”
司空絕像打了雞血一樣,一溜煙跑了。