求活在金朝末年- 第47部分

　　　　让陈宪受到煎熬的是“大炮”问题。

　　　　实际上，陈宪从很早开始就在纠结，要不要制造大炮。

　　　　这似乎是个根本不用纠结的问题，不是吗？大炮这么好的东西，为什么不造？

　　　　拿破仑将火炮形容为战场之王，在拿破仑时代，火炮在战场上的作用，甚至超过了士兵手中的燧发枪。

　　　　陈宪之所以犹豫要不要制造大炮，是因为他知道，大炮这东西，用来对付步兵远比对付骑兵更有用。

　　　　而陈宪未来的假想敌却是一支强大的纯骑兵的军队。

　　　　也就是说，如果陈宪制造了大炮，又被他的敌人学去了的话（这种可能性很大，原始的大炮并不是太复杂的东西），那他很可能是搬石头砸了自己的脚。

　　　　要知道，火绳枪时代的步兵大方阵最怕的就是大炮。

　　　　所以陈宪一直在纠结要不要让大炮提前出现在这个世界上。

　　　　制造大炮，怕给蒙古人学去，如虎添翼，说不定会改变历史，让南宋提前完蛋。

　　　　不制造大炮，攻城难度增加是一方面，更可虑的是，没有大炮辅助，步兵方阵的战斗力堪忧。

　　　　如果有大炮，陈宪拿下东庄子这样的小城，就会变得轻而易举。

　　　　经过反复斟酌陈宪最终还是决定，造出来！

　　　　从大的方面来说，枪炮最终会帮助文明战胜野蛮。

　　　　从技术方面来说，最简单的大炮，技术含量很低，甚至比火枪还低，既然陈宪已经制造出了火枪，那么别人很容易联想到将枪放大，制造出威力更大的火炮。

　　　　同时，陈宪也相信，就算大炮的技术被蒙古人学了去，他也有把握让自己的大炮打得更远，打的更准，威力更大。

　　　　虽然心里一直在纠结，但陈宪其实一直自觉不自觉的在为铸造大炮做着准备。

　　　　这两年，陈宪一直在囤积铜和铜钱。

　　　　因为熔点和溶液性质的问题，钢铁的铸造只能选择用生铁为原料，生铁铸造大炮有很多缺点，首先是太脆，容易炸膛，也同样因为太脆，硬度太高，在炸膛之前不会产生变形，几乎毫无征兆，这就让铸铁大炮变成了死神一样的存在，一旦炸膛，必然是伤亡惨重。

　　　　铸炮时，因为炮管本身形状的问题，炮管的内部的散热速度肯定要小于外部。在铸造冷却时，先冷却的外部先收缩，炮管内部的应力最终是向外的，这种向外的应力容易在炮管的内壁上造成一些暗伤，这些暗伤就是导致铸铁大炮容易炸膛的罪魁祸首之一。

　　　　一般来说，铸铁大炮在最初的试射中，就会有超过一大半会直接炸裂，即使没有炸裂的，也并不代表安全。

　　　　大炮发射时，内部膛压对炮管的作用力也是向外，这就导致膛压和炮管本身的应力是同向的，在这两个合力的作用下，铸铁炮的使用寿命远不如铜炮。

　　　　寿命短，炸膛前没有征兆，这两个因素综合在一起，就让铸铁炮变成了比敌人更可怕的炮兵杀手。

　　　　而用铜铸炮，就能避免这些问题。

　　　　首先，铜的熔点只有1083℃，比生铁还低。

　　　　其次，无论是黄铜还是青铜，都有很好的韧性，这就让铜炮在炸膛之前，会产生一些形变，通过这些征兆，铜炮的炸膛就变得可以预见，这就让铜炮安全系数大幅度提高。

　　　　用铜铸炮过程中，虽然也有内外冷却速度不一致的问题，但因为铜有着优良的韧性和延展性，所以这个过程中产生的应力会被炮体材质消化掉大部分，也就是说，铜炮会直接产生变形，释放掉大部分应力，而硬脆的生铁则无法做到这一点。

　　　　这就让铸铜炮的成品率大大提高，使用寿命也比生铁炮更长。

　　　　所以，要铸炮，最好还是用铜，至少在内模水冷法被发明之前，铸铁炮是远远比不上铸铜炮的。

　　　　炮的铸造，作为古代战争爱好者的陈宪本身就比较了解，在那位网络作者的资料库里甚至有著名的拿破仑炮的具体尺寸参数，各种技术资料更是十分全面，从翻砂法到铁范铸造法，再到罗德曼铸炮法，应有尽有。

　　　　陈宪两年来，无论是制作轧铁机，制作水轮机上的各种齿轮，轮轴，都是用铸造方法，在铸造方面已经积累了相当丰富的经验和技术基础。

　　　　所以，铸造本身，对陈宪来说，并没有太大的问题，问题在于铜的质量。

　　　　这个时代的铜钱，没有不掺锡铅的，所谓的优质铜钱，也只是掺的少一些，而陈宪要铸造铜炮，自然是奔着最好的去的，否则就是对手下人的性命不负责任。

　　　　要想铸出最好的炮，材料当然是重中之重。

　　　　在那位网络写手的资料中，记录了一种名叫炮铜的铜合金，这种铜合金属于青铜的一种，含铜88％，含锡10％，含锌2％。这应该就是铸造铜炮，最佳的合金方案，可惜陈宪费了老大的功夫，也没有在这个时代找到锌，也许这个时代锌还没有被发现，又或者这个时代的锌并不叫做锌。

　　　　没有锌，自然无法配置炮铜，但即使做不出炮铜，只采用铜锡合金的普通青铜，也肯定有一个比较好的配比比例。

　　　　要得到配比准确的合金，自然要先要有纯度较高的金属。

　　　　所以，在铸炮之前，先将手中的铜和锡进行精炼，就成了必不可少的步骤。

　　　　在那位网络写手的资料中就有不少铜，锡，锌的火法精炼资料。

　　　　这位网络写手也考虑到了古代金属纯度的问题。

　　　　要去除铜钱中含量很高的锡和铅，可以利用锡、铅熔点低于铜的原理，通过将原料加热到锡铅熔点以上，铜的熔点以下，来去除铜钱中混杂的锡铅杂质。

　　　　为了实现这个目的，陈宪设计了一个内部带有斜槽的反射炉。
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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！
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一一零章：驱虎

　　　　试过手下工匠铸造出的三眼神火枪后，彭义斌大喜过望。

　　　　这种铸造的三眼枪的枪管比陈宪的锻造枪管笨重了将近一倍，因为太重，只能取消了陈宪三眼枪的枪头，枪柄也从一丈长短缩短到了六尺不足，只能当中柄的战锤使用。

　　　　不过这枪射出的枪子威力却一点也不输给陈宪的神火枪。

　　　　虽然有些美中不足，但这铸造货胜在便宜，不怕摔打，这又比陈宪那金贵的神火枪强的多。

　　　　弄成了这便宜的三眼枪之后，彭义斌又下令让手下的工匠们一定要把火药给弄出来。

　　　　这可把寨子里的工匠们给愁坏了，这三眼枪样子就摆在那，想办法照着弄，总能捣鼓出来，可这火药一团细粉，谁也没法弄清里面到底有啥名堂。

　　　　大家试来试去，连香灰都参了进去，就是不得要领。

　　　　最近彭义斌脾气大得很，家里的下人都打死了几个。

　　　　寨子里匠营的营头被他实在催逼不过，干脆上了吊，幸亏被家里人给救了下来。

　　　　寨子里的其他头目，一方面怨恨彭义斌葬送了自家子侄，一方面也是不愿意触霉头，都躲他远远儿的，也没人来劝他。

　　　　何长青见他闹得实在不像话，只好找上门来。

　　　　看着彭义斌满嘴的火泡，何长青叹息一声，挥手让伺候的丫头退下。

　　　　等到下人们都推了出去，何长青说道：“寨主啊，你不是想报仇吗？要是想报仇，就不能把火药弄出来，如果你把三眼枪和火药都弄出来了，你拿什么怂恿刘二祖去打那个……陈宪的庄子？”

　　　　满嘴火泡的彭义斌听了这话，一下子就愣住了，想了片刻，他狠狠的一拍自己大腿，“哎呀！我真是糊涂了！”

　　　　见他想明白了，何长青又说道：“你让匠人们做一批三眼枪，给刘二祖送去，不过在送去之前，你自己要先弄明白这三眼枪的好处，送去之后才有办法让刘二祖知道这枪的好处，等他知道了这枪的好处，他自然要想办法把这火药的配方弄到手……”

　　　　被何长青点醒后，彭义斌先是登门看望了匠营的营头，以造出三眼枪为由重赏了他。

　　　　之后，彭文斌不在提火药的事情，开始督促匠营大量铸造三眼枪。

　　　　接下来的几个月中，彭家匠营一共生产了一千多条铸造式的三眼枪。

　　　　彭文斌从山寨喽啰中挑选了一千青壮，一头扎进校场，开始摸索训练三眼火枪的用法。

　　　　为了训练用的火药，彭文斌不得不又捏着鼻子和陈宪做了几次买卖。

　　　　经过几个月的摸索，彭文斌自认为对这种新武器的优劣已经了然于胸，他将一千条三眼火枪和从陈宪那里换来的一千斤火药一起给刘二祖送了过去。

　　　　白送的东西，刘二祖自然笑纳，不过这东西他也不太当回事，他觉得这东西除了响声吓人，其他的都稀松平常，说是射速快，却只能打三次，