第8章 濕法黑火藥
舅舅去造反，我科技種田 作者：愛吃芝士意麵的楓 投票推薦 加入書簽 留言反饋
火藥作坊的建設持續了大半個月，期間不斷有新的教徒加入。
到了搭建提純的爐灶時，司馬楓把石天佑要了過來幫忙。
整個火藥作坊的院子裏，司馬楓分成了獨立的4個區域，每個區域又用磚牆進行了隔斷。
第一個區域是燒炭、提純硝石和硫磺的，這裏要用到火，所以與其他三個區域隔的最遠。
第二個區域是用來配製火藥的；第三個區域專門用來陰幹火藥；最裏麵一個區域是他自己的實驗區。
各個區域裏麵都是竹木結構的工棚，頂上蓋著棕櫚樹葉。
各個工棚都隻有兩麵牆，一方麵是為了減少建造所需的工時，另一方麵也是為了萬一發生火災或爆炸便於人員脫逃。
火藥作坊還在建設的過程中，鐵匠鋪那邊已經開始了火炮的澆鑄。
為了保證鑄造的精準，石玉成使用的是失蠟法。
在石玉成的指揮下，木工先用木頭製作了木質的大炮。然後把它放入沙箱內，填入型砂並緊實、刮平，砂型造完取出磨具澆入蜜蠟。
待蜜蠟冷卻後，取出蜜蠟對蜜蠟模型進行雕刻精細修整。
再用石灰三合土填充泥芯並敷成外範，加熱烘烤後，蠟膜全部熔化流失，使整個鑄件模型變成空殼。
最後再往裏麵澆築鐵水形成火炮。
失蠟法費工費時，最大的好處是成品尺寸基本和蠟模一致，纂刻的字跡都清晰可見筆鋒；更不用說是引線孔了。
鐵匠鋪在鑄炮，而火藥作坊裏司馬楓也開始了造火藥。
黑火藥所需的材料實際就硝石、硫磺和木炭。
這三樣中最簡單容易的材料就是木炭，但為了保證炭的品質，司馬楓決定自己燒製，所以就要了青麻杆。
其實也不是其他的木炭不行。主要是青麻杆製成的炭內部縫隙比較多，便於濕法配製的過程中硝酸鉀的滲入。
炭的製作比較簡單，把青麻杆放入密閉的陶罐中燒製就可以了。
硫磺是天然礦物單質，處理起來也不複雜。
先把買來的硫磺直接放入鍋中加熱，過程中不斷攪拌。
在硫磺完全融化後，蓋上一個帶竹管的鍋蓋。把硫磺蒸汽通入水中，讓硫磺降溫冷卻凝固就完成了提純。
黑火藥原料提純最複雜的是硝石。因為天然硝石，往往混合著大量雜質和其他化合物。
提純硝石第一步，要把它敲碎與草木灰混合，放在大鍋中加水溶解，然後再燒火加熱。
硝酸鉀易溶於水，而雜質中常見的碳酸鈣、碳酸鎂難溶於水。
將水溶液過濾，就可以去除碳酸鈣和其他不溶性物質。
第二步處理是去除水溶液裏的鈉離子。
從20度到90度，硝酸鉀溶解度變化有4倍之多，而硝酸鈉的溶解度不到1倍。
把含有將硝酸鉀\/硝酸鈉水溶解煮沸，使其趨近飽和。
在降溫冷卻的過程中，有大量的硝酸鉀先結晶析出；當然也會有硝酸鈉結晶，同時析出隻是比例要少很多。
而要解決這個問題，就要多次重複進行第二步。
進行多次的溶解—加熱—冷卻—過濾過程，就能持續提高硝酸鉀的純度。
依靠這個辦法，可以得到相對比較純淨的硝酸鉀。
因此古代製作火藥，最重要的一步就是“熬硝”。
有句俗語:“熬硝千日，不抵將軍一炮。”
這一句話點破古代火藥製作中的門道。
由於古代工匠生產硝酸鉀，完全憑自己的感覺和經驗。
缺乏理論知識的指導，因此是知其然不知其所以然。
再者就是熬硝的方法提純硝酸鉀，要通過多次反複溶解—加熱—冷卻—過濾。
工序繁瑣，耗時耗錢，最終得到的成品反而越來越少。
因此就有人減少提純的次數，生產出含有大量硝酸鈉的硝酸鉀。
而這兩樣東西長的都差不多，肉眼完全無法區分。
可硝酸鈉吸水性很好，因此含有過量硝酸鈉的火藥，很容易受潮粘連成團。
嚴重影響火藥燃燒、爆炸的效果。
******
火藥所需原料提純完畢後，下一步就是配合。
一硝、二硫、三木炭的配比在十六兩製下的16:2:3，已和理論最優的值比非常接近了。
但在實際操作中，最大的問題是這三者材料密度不同，很難絕對的混合均勻。
這對於開了“天眼”的司馬楓來說，根本不是問題。
在配置的區域，他采用了濕法造粒工藝，來製作黑火藥。
濕法工藝可以極大的降低配置中的危險性，同時還能改善混合均勻性的問題。
這個過程，首先把經過提純的硝酸鉀加入適量的水，將硝酸鉀調製成糊狀。
再加入粉碎後的硫磺粉、木炭粉和少量的麵粉。
沒錯就是吃的麵粉，其實加入雞蛋和白糖效果會更好，隻是條件有限就從簡了。
這些加進來的物質主要是為了造粒和助燃，有粘性且能量密度高的物質都合適。
接下來就是把調製成糊狀的混合物，通過竹篩進行造粒，形成顆粒狀的黑火藥。
最後這些顆粒狀的火藥，放入第三個區域進行陰幹就可以了。
黑火藥的顆粒化是提高威力的一大關鍵工藝。
它不僅避免了火藥後期在運輸中，三種不同比例原料的分離。
它還降低了火藥的燃燒速度，保證了彈丸在膛內全程都有火藥的助推。
提高了出膛速度的同時，避免了火藥急速燃燒導致的爆膛。
實際上還可以通過調整顆粒的大小，讓火藥適用不同的槍炮，達到槍炮威力的最大化。
首批的火藥製作好了以後，司馬楓找來了一個竹筒，裏麵裝滿了炸藥。
點燃引線後趕忙跑開。“轟”的一聲巨響，半個村子都給驚動了。
在鐵匠坊的石玉成、石天佑聽到動靜後，馬上明白了怎麽迴事。趕緊叫鐵匠坊裏的眾人出去攔住其他好奇的教徒。
二人則快速跑到司馬楓剛才實驗的地方，查看爆炸的情況。
看到地上有一個成人腳大的坑，石玉成問道：“楓兒，你這用了多少炸藥啊？動靜怎麽這麽大！”
“小楓，你這火藥也太厲害了吧！”石天啟說道。
到了搭建提純的爐灶時，司馬楓把石天佑要了過來幫忙。
整個火藥作坊的院子裏，司馬楓分成了獨立的4個區域，每個區域又用磚牆進行了隔斷。
第一個區域是燒炭、提純硝石和硫磺的，這裏要用到火，所以與其他三個區域隔的最遠。
第二個區域是用來配製火藥的；第三個區域專門用來陰幹火藥；最裏麵一個區域是他自己的實驗區。
各個區域裏麵都是竹木結構的工棚，頂上蓋著棕櫚樹葉。
各個工棚都隻有兩麵牆，一方麵是為了減少建造所需的工時，另一方麵也是為了萬一發生火災或爆炸便於人員脫逃。
火藥作坊還在建設的過程中，鐵匠鋪那邊已經開始了火炮的澆鑄。
為了保證鑄造的精準，石玉成使用的是失蠟法。
在石玉成的指揮下，木工先用木頭製作了木質的大炮。然後把它放入沙箱內，填入型砂並緊實、刮平，砂型造完取出磨具澆入蜜蠟。
待蜜蠟冷卻後，取出蜜蠟對蜜蠟模型進行雕刻精細修整。
再用石灰三合土填充泥芯並敷成外範，加熱烘烤後，蠟膜全部熔化流失，使整個鑄件模型變成空殼。
最後再往裏麵澆築鐵水形成火炮。
失蠟法費工費時，最大的好處是成品尺寸基本和蠟模一致，纂刻的字跡都清晰可見筆鋒；更不用說是引線孔了。
鐵匠鋪在鑄炮，而火藥作坊裏司馬楓也開始了造火藥。
黑火藥所需的材料實際就硝石、硫磺和木炭。
這三樣中最簡單容易的材料就是木炭，但為了保證炭的品質，司馬楓決定自己燒製，所以就要了青麻杆。
其實也不是其他的木炭不行。主要是青麻杆製成的炭內部縫隙比較多，便於濕法配製的過程中硝酸鉀的滲入。
炭的製作比較簡單，把青麻杆放入密閉的陶罐中燒製就可以了。
硫磺是天然礦物單質，處理起來也不複雜。
先把買來的硫磺直接放入鍋中加熱，過程中不斷攪拌。
在硫磺完全融化後，蓋上一個帶竹管的鍋蓋。把硫磺蒸汽通入水中，讓硫磺降溫冷卻凝固就完成了提純。
黑火藥原料提純最複雜的是硝石。因為天然硝石，往往混合著大量雜質和其他化合物。
提純硝石第一步，要把它敲碎與草木灰混合，放在大鍋中加水溶解，然後再燒火加熱。
硝酸鉀易溶於水，而雜質中常見的碳酸鈣、碳酸鎂難溶於水。
將水溶液過濾，就可以去除碳酸鈣和其他不溶性物質。
第二步處理是去除水溶液裏的鈉離子。
從20度到90度，硝酸鉀溶解度變化有4倍之多，而硝酸鈉的溶解度不到1倍。
把含有將硝酸鉀\/硝酸鈉水溶解煮沸，使其趨近飽和。
在降溫冷卻的過程中，有大量的硝酸鉀先結晶析出；當然也會有硝酸鈉結晶，同時析出隻是比例要少很多。
而要解決這個問題，就要多次重複進行第二步。
進行多次的溶解—加熱—冷卻—過濾過程，就能持續提高硝酸鉀的純度。
依靠這個辦法，可以得到相對比較純淨的硝酸鉀。
因此古代製作火藥，最重要的一步就是“熬硝”。
有句俗語:“熬硝千日，不抵將軍一炮。”
這一句話點破古代火藥製作中的門道。
由於古代工匠生產硝酸鉀，完全憑自己的感覺和經驗。
缺乏理論知識的指導，因此是知其然不知其所以然。
再者就是熬硝的方法提純硝酸鉀，要通過多次反複溶解—加熱—冷卻—過濾。
工序繁瑣，耗時耗錢，最終得到的成品反而越來越少。
因此就有人減少提純的次數，生產出含有大量硝酸鈉的硝酸鉀。
而這兩樣東西長的都差不多，肉眼完全無法區分。
可硝酸鈉吸水性很好，因此含有過量硝酸鈉的火藥，很容易受潮粘連成團。
嚴重影響火藥燃燒、爆炸的效果。
******
火藥所需原料提純完畢後，下一步就是配合。
一硝、二硫、三木炭的配比在十六兩製下的16:2:3，已和理論最優的值比非常接近了。
但在實際操作中，最大的問題是這三者材料密度不同，很難絕對的混合均勻。
這對於開了“天眼”的司馬楓來說，根本不是問題。
在配置的區域，他采用了濕法造粒工藝，來製作黑火藥。
濕法工藝可以極大的降低配置中的危險性，同時還能改善混合均勻性的問題。
這個過程，首先把經過提純的硝酸鉀加入適量的水，將硝酸鉀調製成糊狀。
再加入粉碎後的硫磺粉、木炭粉和少量的麵粉。
沒錯就是吃的麵粉，其實加入雞蛋和白糖效果會更好，隻是條件有限就從簡了。
這些加進來的物質主要是為了造粒和助燃，有粘性且能量密度高的物質都合適。
接下來就是把調製成糊狀的混合物，通過竹篩進行造粒，形成顆粒狀的黑火藥。
最後這些顆粒狀的火藥，放入第三個區域進行陰幹就可以了。
黑火藥的顆粒化是提高威力的一大關鍵工藝。
它不僅避免了火藥後期在運輸中，三種不同比例原料的分離。
它還降低了火藥的燃燒速度，保證了彈丸在膛內全程都有火藥的助推。
提高了出膛速度的同時，避免了火藥急速燃燒導致的爆膛。
實際上還可以通過調整顆粒的大小，讓火藥適用不同的槍炮，達到槍炮威力的最大化。
首批的火藥製作好了以後，司馬楓找來了一個竹筒，裏麵裝滿了炸藥。
點燃引線後趕忙跑開。“轟”的一聲巨響，半個村子都給驚動了。
在鐵匠坊的石玉成、石天佑聽到動靜後，馬上明白了怎麽迴事。趕緊叫鐵匠坊裏的眾人出去攔住其他好奇的教徒。
二人則快速跑到司馬楓剛才實驗的地方，查看爆炸的情況。
看到地上有一個成人腳大的坑，石玉成問道：“楓兒，你這用了多少炸藥啊？動靜怎麽這麽大！”
“小楓，你這火藥也太厲害了吧！”石天啟說道。