舰、船,二者有一定联系,同时又有些区别。
在郭笨聪看来,任何行驶于水面上的交通工具,都叫做“船”;相比较而言,“舰”是船的一种,专指大型军用船只,例如后世的航空母舰、驱逐舰、扫雷舰、巡洋舰等等。
古时候,“舰”被定义为御敌船,例如《资治通鉴》写道“方连船舰”;文天祥自己的文章中,也有“北舰十余里”的说法。
如今的大宋朝兵部,对此另有规定。
任何战船,只要装了新式火炮,都被称作“舰”,例如万宁舰、琼海舰、以及正在改装的崖山舰;凡是未经改装的军用船舶,都叫做“战船”。
眼下,郭笨聪正坐在一艘战船的船舱内。战船沿着琼州海岸,向西南方驶去。这艘战船并未改成三桅,也未装有火炮,只配了两架神臂弩机,以及六架普通的船载弩机。
类似这种装备的战船,还有六艘;其中两艘往来于铁厂至万宁,另外四艘则驶往占城,向那里的商人购买更多的火药原料。
郭笨聪坐在船舱中,旁边有苏木与石韦陪着。
甲板上传来士兵说话声,其中一人道:“六曲,咱们这船,为何不装些新火炮呢?”那被称作“六曲”的士兵叹了一口气,道:“想来是难了。崖山舰那么大,也只能安装二十门火炮,其余的十二门,是为宁远舰准备的。文元兄弟,你还是安心地做弩手吧。”
宁远舰,是另一艘正在改装的战舰,与李三原的万宁舰一般大小,也可以将火炮装在甲板下层。
被称作“文元”的士兵道:“与我一起掌弩的刘兴甲,前些日子被调到万宁舰当炮手。听说新火炮的炮手威风着呐;他们现在有个术语,叫做‘提前量’,其实就是咱们说的‘跑马射’。”
六曲道:“似乎不止这么简单。我听说每个炮手的瞄准方法都不尽相同,有人喜在浪峰时开炮,有人在浪谷开炮,到了后来,又说要考虑风向与风速,甚至火绳烧尽的时间也要计算在内。或许过一阵之后,**会下令,将火炮的射击步骤也定了下来。”
文元半晌不语,过了一阵,又道:“未想这火炮还有如此讲究。按着你方才所说,还是火炮好些。”六曲反驳道:“也不一定,若没有火弩,昨晚能烧毁敌船几十艘?”文元道:“烧船又如何?若没那十二门火炮,万宁舰敢去偷袭么?”复又叹道:“谁也别是争了,你我兄弟二人只能是做弩手的命了。不过**也该下个命令,将咱们的女墙再加厚一些。”六曲道:“兄弟这话倒也有理,不如你明日去找**问问?”
这二人说到后面几句,声音越来越小,像是走得远了。
郭笨聪也不知道那二人说的“女墙”是甚么东西,猜测了半天,仍是不明,却又不便向苏木与石韦询问,寻思:“若是听琴在这里就好了,我只管问她,她也不会笑话我。”如此想着,不禁皱眉沉思;他身在战船,心早已飞出了几十里之外。
石韦看到郭笨聪愣愣地出神,安慰道:“少监无须担心。朝庭做足了准备,又有陆姑娘带着郭三,万无一失。”郭笨聪点头道:“石兄弟说的在理,还是去铁厂办正事要紧。”
郭笨聪称石韦向来是“石大哥”或是“石兄”,如今改称“石兄弟”,实是不自觉地学了苏木的口吻。石韦未多在意,又看到苏木也坐在桌前,与郭笨聪一样愣愣地出神,知他也在想着心事,当下一个人悄悄走出船舱,找士兵说话去了。
一个多时辰之后,战船停了下来,距岸边四十余米。
铁厂建于海边不远处,附近有一座矿山,亦有河流经过;这河叫做陵水河。有小船从陵水河驶出。郭笨聪与苏木、石韦二人上了小船。小船沿着陵水河逆流而上,不久之后靠岸。
自从铁厂建成之后,郭笨聪从未去过;他也不知道宋朝是如何炼铁的,心中好奇,不由得加快了步伐。
前方有一临时搭建的小棚;棚内摆了一张简陋的桌子,桌前坐了一人。郭笨聪认得这人是科学院的院士商继,招呼道:“商院士。”
商继正坐在桌前,看着一页纸发呆,听到有人招呼,抬头一看是郭笨聪,忙站了起来,道:“少监来了,快请坐。”郭笨聪随手拉过凳子坐下,问:“高炉用得可好?”
说起高炉,商继的双眼顿时发亮,连连点头道:“高炉极好,极好。少监提议的这种炉,炼铁效果甚是惊人。我这几日寻思着,是否在炮厂建一个高炉,又或是在铁厂建造熔炉,以便就地取材,随时铸炮。”
高炉,就是那种看起来很高的炉子。当然,高低并不是关键,而是其使用的炼铁技术。
在宋朝时,炼铁主要使用平炉。具体的做法是,将铁矿渣与木炭混合在一起,然后放在一起烧。炼铁的过程,并不是将矿石熔化,而是一种“氧化-还原”的反应;初中化学课本里就讲过此种知识。
木炭在燃烧的过程中,充当了还原剂。铁矿石的主要成份是氧化铁。木碳与矿石一起燃烧之后,碳取代了铁,铁元素就被置换出来,在高温下形成铁水。铁水流到矿渣的最底下,然后经耐火材料导出之后,做成铁锭。宋朝炼铁,主要使用平炉技术。
对于炼铁,郭笨聪并不陌生,因为《金属材料》与《金属热处理》这两门课是他的专业课,其中有几章讲了铁的冶炼,以及钢的调质、结晶等内容。郭笨聪虽然将那些专业术语记得清楚,但真正到了使用的时候,又不得不借助《大百科全书》;当然,因为以前学过此类课程,因此他只看了不到一刻钟,便明白了高炉的原理及其建造方法。
高炉炼钢,同样需要燃料,也同样是“氧化-还原”的过程。不同的是,高炉的还原燃料并非木炭,而是一氧化碳。
在宋朝时,制取一氧化碳显然有些困难,但这并不是问题,因为高炉自身就可以造出一氧化碳。
高炉是一个圆桶型的炉子,竖着放置。炼铁时,将铁矿石、木炭、石灰石混在一起,从炉顶放入;接下来,需要将木炭点燃,然后从炉底吹入空气。
这个过程看似简单,但奥妙就在此处。空气在高炉内部上升时,会与木炭发生反应,生成一氧化碳;一氧化碳再次燃烧,但由于缺少了氧气,就会将铁矿中的氧元素夺取过来,生成二氧化碳,同时还原出铁元素。这就是高炉炼钢的原理。
为了提高炼钢的温度,需要用焦炭代替木炭,并且用热空气代替常温空气。
当然,如今情势紧急,铁厂根本没有时间制造更多的设备,只能用暂时使用木炭。在炼炉不远处,已经建好了一个焦炭制造塔,只要运来煤,就可以得到焦炭了。煤这种东西,在南宋时并不稀奇,特别是在官办的工厂之内,煤是一种较为常见的燃料。
二人聊了一阵,始终不离高炉的话题。
商继道:“这炉子甚是奇特,按说也是烧炭,却不知为何,熔铸出的铁锭,其质地极好。”郭笨聪虽然明白其中道理,但一时也不便细讲,只得胡乱说道:“我也觉得纳闷。当时设计时,本想着炉子高了,温度也会高一些,却未料到有这等奇效。”心里又暗自寻思:“这样下去可不行。总得想个办法,将金属材料相关的知识全部传授给大宋的学者,否则以我一人之力,实难成事。”
聊了一会儿高炉,郭笨聪忍不住想凑到近前细看。商继道:“少监,工匠们正在清理炉子,距下一炉还要三个时辰。”郭笨聪愣道:“三个时辰……那不是傍晚了?”商继道:“到时也差不多天黑了。不如先去矿山看看。”
郭笨聪从未见过真正的铁矿,甚至不知道矿石是如何开采的,心中好奇,点头道:“也好,到矿山瞧瞧去。”说话间,又见高炉不远处放了几只木箱,遂问:“那几只木箱里装的,可是成品铁条?”商继道:“铁条的尺寸,全按着少监的吩咐浇铸,其长度为一百二十厘,宽八厘,厚四厘;那箱子极小,铁条无法放入其中。箱子里装的是铁火炮。”
郭笨聪惊道:“铁火炮?为何将铁火炮放在这里?”
铁火炮,并不是一种火炮,而是一种类似手雷的武器,宋朝时称其为“铁火炮”。
商继道:“右丞相有令,铁厂在撤离之前,务必将各种熔炉尽数毁了,尤其是高炉。兵部送来几十枚铁火炮,如果在撤离时来不及拆除,便用铁火炮将炉子炸毁。”
郭笨聪恍然道:“原来如此。”心中不由得佩服,朝庭已将一切后路思虑周全,若是换作他,定然想不到此节。
二人沿着小路,向矿山方向走去,不时遇到推着小木车的士兵经过,车上运载的全是红色的铁矿石。
红色的铁矿石,叫做赤铁矿,主要成分是三氧化二铁、四氧化三铁等等各种铁的化合物,说白了就是一大堆铁锈。还有一种黄色的铁矿,咋看之下与黄金没甚区别,但其实是铁与硫的化合物,学名叫作二硫化铁。黄铁矿通常不用于制造铁,而是提取其中的硫,制作硫酸。
前方有十几号人,光着膀子,在那里挥舞铁锤。郭笨聪远远望去,只见这十几人虎背熊腰,甚是健壮,正举着铁锤用力砸向矿石。不远处放着十几件衣服,均是士兵服装;原来这些矿工都是大宋的士兵。
商继道:“陵水河的上游有一脉铜矿,距此约四十余里。军器院缺少铜材,仅有的一台气锤已运至铜矿,因此这里的士兵只能使铁锤碎矿了。”郭笨聪听得惊讶,问道:“气锤是甚么东西?”商继道:“少监没来过矿山,对矿山器械或许不知;气锤是一种用蒸汽带动的铁锤。”