一、冶铁厂内察困境,人工锻打陷瓶颈
吴家堡的冶铁厂永远裹着一层灼热的热浪。三伏天的日头刚爬过墙头,熔炉里的炭火就已烧得通红,火星从炉口喷溅出来,落在青石板上,烫出一个个小黑点。十几个工匠光着膀子,抡着十几斤重的铁锤,围着烧得发白的铁坯敲打,“叮叮当当”的锤声震得人耳膜发颤,汗水顺着他们黝黑的脊背往下淌,在腰上的布巾里拧出半碗水来。
叶青云站在冶铁厂的凉棚下,手里拿着一块刚锻打的铁锅坯,指尖划过边缘凹凸不平的纹路,眉头渐渐皱起。“王铁匠,这铁锅坯怎么还这么粗糙?”他朝着不远处正在指挥锻打的冶铁厂总管王铁匠喊道。
王铁匠擦着额头的汗跑过来,看着叶青云手里的铁坯,无奈地叹了口气:“叶大人,不是兄弟们偷懒,实在是这铁坯太硬,人工锻打费劲得很!一块铁锅坯要六个工匠轮流打半个时辰,才能勉强敲平,边缘还是难免不整齐。现在骑兵要盔甲、农具要铁锅,订单堆得像小山,咱们就算把工匠分成三班倒,也赶不上需求啊!”
叶青云顺着王铁匠指的方向看去,冶铁厂的角落里堆着几十块待锻打的铁坯,旁边的成品区却只摆着十几副盔甲和几十口铁锅,差距悬殊。他走到锻打区,看着工匠们抡锤的动作——一个工匠刚抡完一锤,就扶着膝盖大口喘气,另一个立刻接上来,铁锤落在铁坯上,只能砸出一个浅坑,要反复砸十几下,才能让铁坯稍微变形。
“这样下去不是办法。”叶青云轻声呢喃,指尖无意识地摩挲着铁坯。人工锻打不仅效率低,还浪费人力——现在冶铁厂有五十名工匠,大半都耗在锻打上,其他工序如熔铁、制模都缺人手;而且锻打的质量不稳定,有的铁坯敲得薄厚不均,做成盔甲容易变形,做成铁锅容易漏水。
他想起之前去大辽城时,耶律烈提到北蛮的骑兵盔甲都是用“大锤”锻打,虽然也是人工,但锤子更重,效率稍高些。可北蛮的大锤最多也就两百斤,还是要靠几个工匠合力抡动,跟吴家堡现在的情况差不了多少。
“要是能有个更重的锤子,不用人抡,自己就能砸下去就好了。”一个年轻工匠一边擦汗一边嘀咕,话刚说完,就被王铁匠瞪了一眼:“净想些没用的!哪有不用人抡的锤子?除非是万斤重的神锤,自己能掉下来!”
“万斤重的锤……自己掉下来……”叶青云心里突然咯噔一下,像是被什么东西点醒了。他快步走到凉棚下,拿起纸笔,飞快地画了起来——一个巨大的锤头,挂在吊钩上,四周架着滑轨,吊钩通过绳索连接到绞盘上,用畜力拉动绞盘,把锤头升到高处,再松开绳索,让锤头顺着滑轨自由落体,砸在铁坯上。
“王铁匠,你看这个行不行!”叶青云把图纸递给王铁匠,指着上面的结构,“做一个五吨重的锤头,就是咱们说的‘万斤锤’,用铸铁打造;在锻打区架四根木柱,木柱上装铁制的滑轨,确保锤头能笔直落下;再做一个带齿轮的绞盘,用牛或马拉动,把锤头吊到两丈高,松开绞盘,锤头靠自重砸下去,力道肯定比人抡锤大得多!”
王铁匠凑过来看图纸,眼睛越睁越大:“叶大人,这……这能行吗?五吨重的锤头,要是掉偏了,不得把冶铁厂砸了?而且滑轨能不能撑住这么重的锤头啊?”
“只要设计得好,肯定行!”叶青云指着图纸上的滑轨,“滑轨用硬木做框架,里面镶上铁条,打磨光滑,锤头两侧装滑轮,卡在滑轨里,肯定掉不偏;木柱用最粗的楠木,埋进地下三尺深,再用铁箍加固,绝对能撑住锤头的重量;绞盘用铸铁做齿轮,绳索用十几根牛皮绳拧在一起,承重肯定够。”
旁边的工匠们也围过来看图纸,七嘴八舌地讨论起来:“要是真能成,咱们就不用这么累了!”“万斤锤砸下去,一块铁坯说不定一下就能砸平!”“就是不知道好不好做,这么大的锤头,怎么铸造啊?”
叶青云看着大家期待的眼神,拍了拍王铁匠的肩:“王铁匠,这事就交给你了!需要什么材料、什么人手,尽管跟王五说,吴家堡全力支持!咱们早点把万斤锤做出来,就能早点解决锻打难题,骑兵的盔甲、百姓的农具,都能尽快做出来!”
王铁匠握紧图纸,重重点头:“叶大人放心!属下定不辱命,就算拼了这把老骨头,也得把万斤锤造出来!”
二、图纸细化破难点,工匠合力解难题
接下来的三日,叶青云几乎天天泡在冶铁厂,和王铁匠一起细化万斤锤的图纸。原来的草图只有大致结构,现在要算出每个部件的具体尺寸:锤头高五尺、宽三尺、厚两尺,用铸铁铸造,重量刚好五吨;滑轨长两丈五,木柱高两丈八,埋入地下三尺,露出地面两丈五,正好让锤头能从两丈高落下;绞盘直径一丈,装十二个铸铁齿轮,绳索用二十根牛皮绳拧成,直径有碗口粗,承重能达到十吨,足够吊起锤头。
“锤头的底部得磨平,不然砸在铁坯上受力不均,容易把铁坯砸歪。”王铁匠拿着尺子在图纸上比划,“还要在锤头两侧装两个铁滑轮,滑轮的直径要跟滑轨的槽刚好匹配,这样才能顺畅滑动,不卡顿。”
叶青云点头,在图纸上标注:“锤头底部铸造成平面,误差不能超过半寸;滑轮用精铁打造,表面要打磨光滑,减少摩擦。另外,在滑轨的底部装一块厚铁板,防止锤头落下时砸坏地面,铁板
绞盘的设计是另一个难点。要拉动五吨重的锤头,需要足够的拉力,光靠一匹马肯定不够。叶青云和王铁匠商量后,决定做一个“双绞盘”——两个绞盘并排安装,用齿轮连接,两匹马同时拉动,拉力能翻倍,轻松吊起锤头;还在绞盘旁装一个制动杆,松开时能慢慢放下锤头,避免速度太快砸坏铁坯。
“制动杆得用硬木做,外面包一层铁,不然反复摩擦容易磨损。”王铁匠补充道,“还要在绞盘上装一个刻度盘,标出锤头的高度,这样工匠们能知道吊到多高合适,不同的铁坯需要的力道不一样,薄的铁坯吊低些,厚的吊高些。”
图纸细化完,接下来就是准备材料。王五接到消息,立刻调动吴家堡的资源:从山里砍伐最粗的楠木,用来做滑轨的木柱;从铁矿调运最好的铸铁,用来铸造锤头和绞盘齿轮;从皮革坊定制二十根粗牛皮绳,每根都要经过拉力测试,确保结实;还从工匠坊调派十名最有经验的木匠和铁匠,协助王铁匠建造。
材料陆续运到冶铁厂,铸造锤头成了第一个难题。五吨重的锤头需要一个巨大的熔炉,现有的熔炉最多只能熔半吨铁,根本不够用。王铁匠召集工匠们商量,决定把三个熔炉连在一起,中间挖一个大熔池,三个熔炉同时熔铁,把铁水倒进熔池里,再倒入锤头的模具中。
“模具得用砂土和黏土混合制作,里面要涂一层草木灰,防止铁水粘在模具上。”王铁匠指挥工匠们搭建模具,“锤头的模具要分上下两部分,等铁水冷却后,再拆开模具,取出锤头。”
铸造那天,冶铁厂热闹非凡。三个熔炉同时点火,工匠们轮流往炉里加煤和铁矿,火焰烧得冲天,映红了半边天。等铁水熔化成通红的液体,工匠们用特制的铁勺,把铁水一勺勺舀进熔池,直到熔池装满。然后,王铁匠亲自指挥,将熔池里的铁水缓缓倒入锤头模具中,铁水流动时发出“滋滋”的声响,冒出阵阵白烟。
“大家都离远点!小心烫着!”王铁匠大声喊道,眼睛紧紧盯着铁水的流动,生怕出现偏差。叶青云也站在远处看着,手心捏着一把汗——这是万斤锤最关键的一步,要是锤头铸造失败,后续的工作都得推迟。
铁水倒完后,需要冷却三天才能拆模。这三天里,王铁匠几乎寸步不离熔炉旁,时不时查看模具的温度,生怕冷却太快导致锤头开裂。第三天清晨,工匠们小心翼翼地拆开模具,一个乌黑发亮的巨大锤头出现在眼前——锤头表面光滑,没有裂痕,尺寸跟图纸上的一模一样。
“成了!锤头成了!”工匠们欢呼起来,王铁匠更是激动得老泪纵横,对着锤头连连拱手:“老天保佑!总算没白费功夫!”
叶青云走上前,用手敲了敲锤头,声音沉闷,说明质地坚硬。他笑着拍了拍王铁匠的肩:“好样的!接下来就是搭建滑轨和绞盘,咱们加把劲,争取早日试运转!”
三、滑轨绞盘齐搭建,万斤锤初现雏形
搭建滑轨的木柱需要埋得牢固。工匠们在锻打区挖了四个三尺深的坑,把楠木柱放进去,周围填满碎石和水泥,再用铁箍把木柱的顶部和中部加固,确保木柱不会晃动。然后,在木柱内侧装铁制的滑轨槽,滑轨槽里镶上打磨光滑的铁条,再用润滑油涂抹均匀,减少滑轮的摩擦。