張白圭得知劉君韜準備開始鑄炮,心中也是激動不已,畢竟鑄炮這件事情已經拖延許久了,現在終於是準備開始施行了。
於是,張白圭急急忙忙的趕回了玉山兵仗局,一面指揮手下工匠抓緊時間打造兵備,同時又從手下人中精心挑選了二十名工匠,作為鑄造火炮的主要人手。
接著,張白圭便緊急調集優質生鐵,特意在玉山鎮兵仗局開闢出一塊場地,專門作為火炮工坊,以及鑄炮使用的倉庫。
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幾天之後,張白圭已經做好了鑄炮的準備工作,劉君韜便帶著一隊親衛趕來了。
自從過完年,劉君韜還沒休息過一天,就連和妻子郭沐英也是聚少離多,一直在忙著各方各面的事情。
這天趕到玉山鎮兵仗局之後,劉君韜便在張白圭的引領下來到了新成立的火炮工坊。
「總鎮,這些就是我挑選出來的工匠,都是兵仗局裡的好手!」
劉君韜看了看那二十名工匠,只見眾人都是臉色黑紅,雙手都滿是老繭,一看就是在爐火前討生計的漢子,不由點了點頭,便對眾人說了幾句鼓勵的話。
這時,張白圭便笑著說道:「總鎮,咱們是不是開始鑄炮?」
劉君韜眼見張白圭心急火燎的,也是笑著說道:「那張司丞就說說看,這鑄炮的門道吧。」
張白圭眼見劉君韜想要考考自己,便笑了笑,之前自己可是已經做足了功課,便說道:「這鑄炮最好是使用銅,這樣火炮的壽命會比生鐵鑄炮長許多;如果是生鐵鑄炮的話,造價會低上不少,而且生鐵含硫較少,很適合鑄炮。所以我建議咱們使用生鐵鑄炮,」
劉君韜聽著張白圭的話,腦海里也是回憶著一些資料來:在歷史上,明代的閩粵地區出產的生鐵就是以質地優越著稱,該地區的煉鐵工場因為以木炭為燃料煉鐵,含硫量比北方使用煤炭煉製出來的生鐵要低得多。而硫正是使生鐵變脆,品質下降的一個主要因素。明代人不能理解這個緣由,但是南方鑄造的火炮要比北方堅固成了當時的一個共識,以至於到了明末朝廷大規模鑄炮都是在廣東進行。
到了後來萬曆四十七年徐光啟奉命練兵拱衛京城的時候,就建議朝廷在福建和廣東招募匠人來京鑄炮。崇禎三年,他又自請赴廣州鑄炮,其原因是:「工匠甚眾,鐵料尤精,價亦可省三分之一……」而在崇禎初年,兩廣總督王尊德一次性就鑄炮二百門。
當然這些都是明末時期的情況,不過在此時景泰年間,大明南方的鑄炮技藝和數量,已經開始超過北方各省了。
不過,此時的大明火炮都是有一些缺陷,那就是裝藥少,射程短,沒有準星,無法進行精準的瞄準,火炮的炮膛外口寬,內部小,不能有效的聚集火藥氣體,炮膛內部也無法做到合格的圓形,炮膛沒有鏜光。炮彈尺寸乃至形狀隨心所欲。彈炮游隙過大。
此外火炮沒有炮耳,而且有頭重腳輕的毛病,如果裝藥太過密實,就會在開炮的時候顛倒自行炸裂。
所以,在來玉山鎮兵仗局之前,劉君韜就已經打定主意,對大明現有火炮的這些缺點進行改進。
畢竟劉君韜在穿越之前就是學理工科的,完全可以用自己的理論知識,對火炮的管壁加厚,加大火炮倍徑,同時將炮身從前至後漸粗。
這樣一來,玉山鎮兵仗局鑄造出來的火炮將會在射程、殺傷力和安全性等方面都有不少的優勢。
同時,劉君韜還準備在玉山鎮兵仗局鑄造的新式火炮上增加準星和照門,以增加火炮的精度;在炮身上增設炮耳,便於將火炮架設在炮車上,以及調整射擊角度和移動方便。
在來玉山鎮兵仗局之前,劉君韜已經畫好了新式火炮的草圖,此番要製造的火炮是一種滑膛炮,大體也可以算是一種仿製的紅夷大炮,不過藍本要稍微先進一些。
劉君韜仿製的是後世19世紀早期法軍的12磅加農炮,並且根據劉君韜所學的知識加以改良了一下,將火炮的炮身加長、炮筒加厚。
按照設計,這種炮有效射程為兩里,最大射程為三里,炮身重量大概在一千兩百斤左右。
張白圭說完之後,劉君韜也從思緒之中回過神來,便將自己畫好的圖紙遞了過去。
張白圭連忙雙手接過來,仔細看了起來,旁邊的二十名工匠也是紛紛圍了過來,眾人不時小聲指指點點,甚至還討論了起來。
劉君韜笑著問道:「你們準備用什麼方法鑄炮?」
一名工匠當即說道:「回總鎮,當然是先製造泥模了!」
張白圭和其餘工匠也是紛紛附和著。
劉君韜卻不是很滿意,當即否決了眾人的提議。
張白圭等人提出的鑄炮辦法也是此時中西方的主流方法。
對此,劉君韜便問道:「你們用泥模鑄炮,那泥土遇到高溫之後,裡面的水氣怎麼辦?那麼高溫度的鐵水一倒進去,泥型里只要有一絲水分,就會立即蒸發在鐵炮里形成氣泡。這氣泡可是火炮的大害,很容易導致炮壁脆弱進而導致炸膛的危險!」
劉君韜對於這個時代的鑄炮技術很是了解,所以問出來的問題也是非常專業和刁鑽,那些工匠一聽就知道劉君韜是行內人。
張白圭和眾工匠聞言都是一怔,他們完全沒想到身為總兵官的劉君韜竟然還懂這麼專業的問題,互相看了一眼,還是張白圭回道:「總鎮高見!這泥模確實容易藏水,所以我們做好泥模之後都要風乾一個月才會使用。不過即便是這樣,還是免不了有些微水氣使銅炮形成馬蜂窩,一般情況下平均鑄十門炮才有一門炮堪用。」
「十分之一的成功率?」
聽到這個概率,劉君韜也是眉頭緊鎖,顯然是非常不滿意的。
於是,劉君韜便直接推翻了眾人的建議,說道:「如果不用泥型,而是用鑄鐵做鑄模呢?鑄鐵里沒有水氣,也不會形成氣泡,成品率將會極大的提高吧?而且鑄鐵做鑄模產出的火炮內外壁都會比較光滑,這樣也可以減少表面清理、選洗內堂的工作量!」
聽到劉君韜的話,張白圭和眾工匠都是傻了眼,他們在學徒的時候,就是用的泥模來鑄造大炮,一直用師傅傳下來的手藝做了多少年大炮了,卻從沒想過用鑄鐵來做鑄模。
不過這些工匠畢竟也是有著豐富的經驗,經過劉君韜的這麼一點撥,立刻就是靈光一閃,都覺得用鑄鐵來做鑄模確實是個好辦法。
沒有了鑄造過程中的氣泡,鑄造的火炮豈不是每門都可以使用了?再也不會有這麼多殘次品!
不過,此時張白圭也是想到了一個具體的問題,便笑著問道:「總鎮的這個主意甚好,不過如果用鑄鐵來做鑄模,這鑄模和火炮到時候如何分開呢?」
劉君韜其實早就猜到了會有人問到這個問題,便說道:「用鐵模鑄造火炮之時,先在模的內表面刷上用細稻殼灰與細沙泥加水合成的塗料,再塗刷極細煤粉調製的第二層塗料,然後箍緊鐵模,趁著炮神還是紅熱之時,清楚毛刺,便可以得到成品。不過這個塗料的具體比例還需要諸位自行斟酌一下。」
劉君韜所說的這個辦法其實都記錄於明末趙士禎的《神器譜》之中,在穿越之前劉君韜也是詳細閱讀過,因此自然是順手捏來。
聽到劉君韜的話,張白圭與二十名工匠又一次陷入一片沉寂,他們默然思考著劉君韜剛才所說的方法。
其實中國也是世界上最早使用金屬模型鑄造器具的國家,早在戰國時期,就開始使用鐵范成批鑄造生鐵農具和工具了。其中提到的使用鐵模鑄造採用的雙層塗料,其實也是對中國傳統鑄造技術的演進,甚至都並非趙士禎首創,這一點劉君韜還是記憶猶新的。