《求活在金朝末年》一零九章：造炮

  所谓反射炉，就是将燃烧室和熔炼室分隔开来，利用炉子带弧度的穹顶结构将燃烧室中高温的火焰和制热空气导入熔炼室内，实现加工料和燃料的分离，避免燃料对加工料的污染。
  早期人们因为对铁的精炼需求，而发明了这种炉子。
  反射炉这种穿越必备的东西，网络写手的资料中自然不会没有。
  陈宪将反射炉的熔炼室设计成了一个倾斜的槽状，铜钱被放入斜槽的上端，受到反射火焰加热后，铜钱中的锡、铅会先溶解，并顺着斜槽流淌到斜槽下方的出口处。
  经过长时间的控煅烧后，铜钱中的锡、铅大部分分离后，剩下的铜会被进一步的精炼。
  铜的火法精炼，是利用铜中大部分杂质对氧的亲和力大于铜，并且生成的氧化物不溶于铜的原理。
  比较原始的铜精炼法，就是用反射炉将铜料溶解，鼓入空气让铜料和其中的杂质氧化，铜氧化后形成的氧化铜会溶解在铜液中，而杂质形成的氧化物则不溶于铜液，形成了炉渣。
  清除炉渣后，在铜液中倒入重油，或者插入青木，对氧化铜进行还原，还原过程中，为了防止铜再次被氧化，还要在铜液表面铺上一层碳，来阻止氧化反应。
  陈宪修建了更大的反射炉，安装了更多，更大的风箱，顺利的将铜溶解成了液态。
  等到铜溶解后，又从侧面直接对熔炼室鼓入加热过的空气，加强铜液的氧化反应，同时从熔炼室侧面专门留出的操作门中，伸入熟铁丝编织的罩滤，不住的将漂浮在铜液表面的氧化物炉渣捞出。
  经过一段时间的精炼后，等到铜液表面不在出渣的时候，停住炉子中的火头，打开操作门，往铜液表面撒入碳粉，将通液表面覆盖。
  按理来说，重油是更好的还原剂，但陈宪哪里来的重油，他便让人将青木插入铜溶液中，充当还原剂。
  事实证明，个方法还算靠的，精炼出的红铜非常漂亮。
  熔炼铜币得到的锡铅合金，陈宪按照资料中记载的结晶法尝试将其分离。
  所谓结晶法，就是指，锡铅合金的溶液在温度降低的过程中，会先结晶析出锡，利用这个原理，就能将铅锡溶液反复加热冷却，捞取纯度更高的锡晶体。
  这个方法相当的费时费力，需要反反复复的多次结晶，才能得到高纯度的锡，不过好在锡和铅的熔点不高，加工相对容易，陈宪对锡的用量也不大。
  资料中还记载了如何检验锡中还有没有大量铅的办法。
  锡容易和强碱反应，生成锡酸，而铅不会和强碱反应，陈宪手里刚好有氢氧化钾这种强碱。
  利用这个化学原理，陈宪取少量的提纯过的锡，和强碱混合，观察最后是否剩下铅。
  通过对比，陈宪就能分辨出提纯是否有效，根据这个实验结果，他就能判断出捞取锡结晶的时机，从而给未来的量产制定详细的工艺指导。
  在除去铅的过程中，锡铅合金要先在反射炉中进行熔炼，陈宪乘着这个机会，让人用细铁丝编制的滤网将溶液中的灰渣和硬块捞取。
  这些灰渣和硬块就是铁和砷之类的杂质，这是利用锡铅远比铁等杂质熔点低的多的特性来去除这两种杂质，这种方法在现代工业中叫做熔析法。
  经过这两步精炼，锡的纯度已经足够高了，陈宪开始按照炮铜的比例将铜锡两种金属熔炼成青铜合金。
  因为没有锌，陈宪就先按照铜9锡1的比例来熔炼。
  铸造炮的时候，陈宪并没有采取翻砂法，而是直接尝试铁模铸造。
  铁模的好处是可以反复使用，效率更高，不用怕砂模中的水分高热之下迅速蒸发，而在炮体中造成气孔。
  不过，使用铁模铸造，会让铸造体的温度降低更快，内部应力更大，更容易出现残次品。
  不过，前面说过，青铜因为韧性和延展性都很好，本身就能很好的吸收应力，所以这种缺点对铸铜影响不大，但如果用这种方法铸造铁炮，那就会造成铸造的次品率更高，造出的铁炮质量更差。
  在安装模具时，陈宪采取了竖直的姿态，并且让大炮的尾端朝下，层层浇筑，这样铸造出来的大炮即使有气孔，也会因为浮力，比较容易出现在炮口一端，从而更好的保证了更重要大炮后端的质量。
  实验表明，铁模虽说对铜炮影响不大，但并不代表没有影响，通过铁模和砂模两种方法铸造出的铜炮进行对比，陈宪发现，铁模铸出的铜炮变形更加明显。
  为了消除影响，陈宪采取了预热法，他将铁模安装在一个铁箱子里，在铸造前往铁箱里灌满加热过的滚烫的沙子，等到沙子将铁模预热后，在向模具里灌入青铜液。
  经过预热后，铸造出的铜炮变形明显小了很多。
  陈宪以口径二十二毫米的小炮作为测试素材，反复进行试验，最终他测试出，在没有锌的情况下，采取铜89%，锡11%的比例的合金最适宜。
  为了提升大炮的质量，陈宪将给火枪钻孔的钻床进行放大，制造出了专门给大炮镗孔的镗床。
  这台镗床的外形和给火枪枪管钻孔的钻机差不多，运行原理也基本相似，唯一不同的是，带动这台镗床的不在是人力，而是水轮机。
  经过镗孔后，铜炮的内壁更加光滑，尺寸精度更高，炮管内的尺寸精度高，炮弹的配合精度就能相应提高，炮弹和炮管缝隙中的游隙越小，炮弹的精度和威力也就越大。
  除了精度威力，对于火炮来说，最重要的恐怕就要属炮车了，没有炮车，笨重的大炮就只能作为守城工具，有了能拉着大炮到处跑的灵活炮车，大炮才能成为战场上的王者。
  陈宪自然不会忘记炮车的设计制造，从下定决心要制造大炮的那一刻起，陈宪就已经开始考虑炮车的设计方案。
  陈宪要思考的并不是发明一个新的炮车，而是如何将网络写手资料中那台拿破仑炮的照片中的炮车给复原出来。
  陈宪此时的工业积累自然是不能和拿破仑时代相比，所以他也造不出那种精致的轻便炮车。
  陈宪柑橘现有的条件和工艺水平，炮车车体的主干采用木结构，一些易损的结构件采取铁件，有铸有锻，车轮轮毂采用木结构外包铁板，辐条采用锻造的铁条……
  陈宪本来想采用更先进的丝杠来调整大炮仰角，但经过尝试后他发现，自己虽然能制造丝杠，但限于刀具的强度，生产的丝杠强度不够，丝杠强度不够，在大炮发射的强大反作用力之下，强度不够的丝杠一炮下来就不能用了。
  陈宪只能回头再考虑用楔子来调整射角。
  ……
  就在陈宪一心一意的造炮试车的时候，一场危机正向他逼来！