四千斤钢水已经是极限了。那些匠人的抚恤，至今还没有发下去。”
“什么，竟然出过如此重大的事故么？”钱惟昱听了悚然动容，一开始很想责备沈默为什么不及时上报，随后也有些漠然：哪怕到20世纪90年代，工地上盖房子出事故死几个民工，还不是能够被包工头赔钱压下去？何况封建时代呢，官僚们可能本来就没有这根弦，加上这是要保密的高度机密事宜，沈默等自己亲自来视察的时候主动坦白，也算不错了。
想了一想，钱惟昱长叹一声：“那些死难的工匠，对其家属每户抚恤五百贯足钱。从寡人的内帑出便是了。”
钱惟昱一边说着，一边心中思忖，水力能源在蒸汽机出现之前固然是可以进行很多替代性的作业，但是终究是有其应用的局限性。水能只能拿来做那些24小时持续不停的反复做功，却没法提供那些时而需要出力、时而需要停机的灵活作业——就好像一个蓄热炉的钢水包，要用水力能来控制钢水包倾倒钢水到模具内连铸或者匀速倒进水力轧机里，就根本不可能做到。
这些要灵活控制的作业环节，或许到钱惟昱统一天下那一天为止，都只能通过人力实施。他在某些方面步子迈的太大，终究被短板给扯着了蛋——比如人力的极限，就让炼钢炉只能保持在一炉四千斤的最大极限了。
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第314章 板甲
湖州钢铁厂的位置只是处在西苕溪边，水流毕竟不够湍急，估摸着用这里的水车带动、木质结构传动的锻机和轧机，充其量也就只能形成二三十吨的锻压压力，要想加工大厚度、致密的钢材还是有些力不从心。
锻造和轧击时钢料本身的温度不能低于**百度，太冷的话钢材变硬，区区几十吨的分量就无法一次性轧制或者锻压成型了。同时钢板的厚度也不能太厚，估摸着最多就只能热处理最多一寸厚的材料。如果再厚，那就只能进一步抬高锻造时钢料的温度，这样不仅对于锻造锤头本身的损耗加重很明显，也会导致材料在热锻情况下应力释放的不充分，机械抗拉、抗扭矩强度不如冷锻出来的材料。
后世为什么会有那么多国家要弄万吨水压机？为啥法国人的空客弄出a380客机后，主起落架还要拿到毛熊国那里请毛熊国用八万吨的模锻机锻压出来？其实就是因为钢材本身的合金配方越强韧、对应力释放的需求越高、厚度越大，就需要用越重型的锻压机来成型锻造。在数十吨的分量下，只能把高温软热的薄铁板压制变形；而在几万吨的液压下，哪怕是一整坨的合金钢钢坯，都能像捏橡皮泥一样在区区200度的低温下冷锻变形。
只能进行应力特性不尽如人意的热锻造，而且还只能加工一寸厚以下的薄料。如此的技术特性，让钱惟昱在为吴越**器监的锻钢车间寻找第一种适合一体成型的实验对象时，着实费了一番脑子。直到这里正式开工前，钱惟昱才选定了第一个目标：可以用这种机械，进行整块钢质胸甲的锻造。西洋板甲的厚度一般也就几个毫米，在**百度的温度下屈服强度还是比较弱的，正好适合练手。
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钢水在半黏稠状态下被倾倒到一个扁平护框划定的容器内，随后跟着底下经过隔热层后放置的脚踏式牛皮传送带一起传动给进——牛皮传送带是紧绷在两个粗糙的木质轮子上的，然后轮轴延伸线上有曲轴踏轮，如同自行车和车轮舸的踏板一样，在需要给水力锻机投料的时候，就会有工匠过来匀速踏动踏轮好让传送带给进红热的钢坯。
水力给进的传送带在这里并不适合，因为这里的传送带只有在蓄热炉的钢水出炉、等待锻造的时候才需要短暂开工，而大部分时间是没必要转动的。水力那种一天十二个时辰源源不断转动的机构用在这里不仅不高效，还只会徒然增加机械结构的磨损。
人力的灵活在这个工段环节显得很适用，但是却需要考虑一个问题：那就是踏轮给进的工匠在踏板的时候是否可以做到足够匀速？如果动作上有时快时慢的问题的话，摊在传送带上的热钢坯就会存在冷却定型过程中厚薄不均的问题。
为了这个事儿，沈默也是从工匠中挑挑拣拣，训练了许久才略微弄出了几个熟练工。而其他不熟练的，就暂时只能拿便宜得多的稀面团练手——换一条专门供练手艺的传送带，只不过上面倾倒的不是钢水而是面糊，传送带下面也有加热的炭火。让手艺不精的工匠通过踏轮传动练习摊面饼的活计，如果那一天摊出来的煎饼果子厚薄很一致了，才有资格上锻造生产线。
据说，在钱惟昱莅临视察之前，长兴钢铁厂的全部工匠们大半个月都没吃到一口米饭，这些江浙稻作文明的汉子，每人每顿都只能啃煎饼果子。在吃了大半个月煎饼果子之后，才敢拿出来给钱惟昱显摆手艺。
厚薄均匀的钢坯逐渐给进，喂入两个限定厚薄的大石磙子底下，再穿出来的时候，便只有非常标准的一分厚度了。石磙子背后是一道闸门一样的切割刀头，是用凸轮机构循环往复绞起…砸落以便把钢料切成一块块长短合适的钢板——到这一步为止，所有的步骤和隔壁湖州钱监铸币厂里轧铜板的工艺是差不多的。只不过钢铁厂里的轧击锤头分量更重、锻造力度更强，同时热锻时产线上的材料温度也更高。
然后，切下来后还未散去红色的钢板被直接丢进一个陶制的凹坑里面放平，上头一个同样铁质的锻造锤头缓缓落下——注意，接触到钢板之后，是缓缓落下，如果靠瞬间冲击力的话，几十吨的分量下去钢板就直接砸断了。锻造的成功，以及锻造出来材料的应力强度，和锻造时的均匀用力有很大的关联。只有绵绵泊泊地持续均匀发力，才能让钢料不会产生金属疲劳。
钱惟昱盯着锤头目不转睛地看着，一分厚的钢板以肉眼可见的速度凹陷下去，最后紧紧贴合在锻锤和锻坑之间的缝隙上，充分延展、释放、冷却。锤头抬起来的时候，一片钛镍钢的弧形胸甲片就算是锻造出来了，整个过程锤头大约需要做功一两分钟之久。
锤头抬起后，很快有工匠走上去，给锤头重新刷一层矿物油，以免下一次锻造时候钢料粘在上面——钢板是铁基的，锻锤本身也是铁基的。如果不刷矿物油的话，那就相当于用一个面团去锤另一个面团，最后的下场只能是两个面团被和面合在一起。
因为整个生产过程必须保持钢料的温度比较稳定，不能冷却过快导致钢料太硬，所以后段少不得再在产线下面加煤炭粉持续烧热保温。所幸热锻只要保持八百度左右的温度，倒也不需要蓄热设施，只是煤炭的消耗着实不是一个小数目。
锻好的钢甲被工匠用火钳取走，然后用手工的大铁锤再略微修一下形状，然后便是退火、回火等热处理的工艺。热锻的钢铁因为内部应力释放不如冷锻那样充分，而且没有冷锻起到的表面硬化效果，所以热处理是必须做的，为了达到表面渗碳的梯度硬化效果。
这个时代的热处理，尤其是淬火阶段，只知道用冷水。少数非常技艺精湛的工匠想到了用动物的尿液进行淬火，但是却不知道其中原理——不同的液体淬火，其实差距就是在于不同的液体沸点不同，所以可以为金属提供的淬火环境温度不同。尿液只是因为含有尿酸尿素导致沸点比纯水高了那么十几度，这才让分层淬火产生了梯度降温的效果。
钱惟昱知道其中的原理，所以自然不可能让工匠用那么神神叨叨还恶臭的办法处理钢甲，他只是指示沈默让军器监的铁匠分别尝试清水和各种动物油脂、矿物油的淬火效果。后来也就分别找到了沸点从一百度到三百度之间的多种梯度淬火剂，让钢甲最后的热处理和渗碳硬化效果得到了明显提升。
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一个时辰后，天色已经全黑。在长兴钢铁厂里视察泡了一整天的钱惟昱，终于看到地球上第一件完全具备了微量钛镍合金钢材质、几乎无渣低碳、重锤锻轧、分层退火回火表面渗碳硬化等等诸多工艺特点的弧形胸甲诞生了。
和胸甲配套的，还有背部的甲板和弧形的下摆、大腿正反的四块长圆弧甲板，总共有三条类似的锻轧生产线在为这个全套板甲的制造服务。
因为锻造成型的东西不适合制造细微末节的部位，所以只能涵盖一些大块大块的面积。比如整个躯干前后、腰胯、大腿前后等部位。而前胸后背之间那个需要连缀起来的侧面，锻甲是没办法护住的；大腿的问题也是相同。只有正反，没法护住侧面。
所以，这种弧形钢板的甲胄还是没法单独形成全身防护，需要用钢钉钉在一件皮甲上。手臂和小腿、身体侧边的缝隙就没有钢铁的保护，只有内侧的那层皮革守护了。不过这也让身着铠甲的人在作战时的动作灵活性方面得到了兼顾，护住全身七八成面积的要害，也算是一种兼顾经济实用性和成本的方案了。
“这套钢甲，分量约摸有多重？”钱惟昱掂量了一下，转头向沈默询问道。
沈默略微查了一下，回复说：“前胸后背的上身主甲用钢料11斤，连上身皮甲的里子一共是14斤。下摆重4斤，两腿钢板合计8斤。全身相加，用钢料23斤，皮甲6斤。”
全身铠甲29斤，再加上靴子腰带和内衬衣物，一个武士不拿兵器情况下，大约也有33斤的负重了（唐宋一斤690克，所以相当于后世22公斤左右），对于体格相对力气小一些的南方人，这个也算是挺重的了。
后来北宋的步人甲全重换算到后世有30公斤，米兰全身板甲25公斤。如今吴越板甲相较于步人甲的优势，也就在于可以让腰部和腿部分担大量的重量，而不是像步人甲那样“挂”在肩膀上的。所以肩膀和上臂的负重只有步人甲的三分之一，挥舞兵器时的余力会明显更大。
“已经如此沉重了……手臂和小腿便不必再钻研钢甲保护的措施了——哦，不过士卒的靴子底下可以在皮底之间衬一层钢片缝在其中，这样误跌入陷坑也不会被竹枪扎穿。还有，最重要的——从此以后头盔全部给寡人换了，马上弄出一套一体化锻轧钢盔的产线来。”
“整个兜鍪一次性用锻机锻轧出来？那可不好做，兜鍪的弧度太大了，目前的钢料还无法延展那么大的距离而不断裂，除非是在钢料更热的软化状态下先浇铸出个大概的样子，然后再慢慢锻打致密……”
“具体用什么手段寡人不管，哪怕是整体浇铸出来的，只要比普通铸钢致密刚硬一些，也便罢了。寡人还有一件事情要问——目前咱这铁厂，锻轧加工的，只能是做到锻出钢甲了么。寡人去年问的钢质战船龙骨，可有眉目了。”
“大王，那东西实在太大了。战船龙骨，动辄粗厚数寸，甚至逾尺，至少也要万钧之力的锻轧才能搞得动。如今长兴这边西苕溪带动的锻机没有一个合用的。只能是指望严州的千岛湖堤堰修好后，用高水头的大水车催动锻锤，而且木材传动的机械，本身也吃不住那么多分量。真要弄那么大的锻锤，只怕水车的转轴本身就会扭断了——合抱粗细的大树，都难以吃住最后输出万钧锤击之力的锻锤啊！变速传动的牛皮带子，就更加无法绷住那么大的力道了。”
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第315章 短板
怀着对目前的冶金工艺还不能锻造整根的海船龙骨，钱惟昱心中着实惆怅了一阵。不过很快也就丢开了这件事情。在湖州的长兴钢铁厂视察了两天，随后便顺道转去西边的严州视察一番。
在那里，有刚刚初具规模的千岛湖工程，也是未来吴越大型水力工业的核心基地所在。无论是金属锻造加工还是大规模的纺织业纺纱缫丝，抑或再是朝廷在杭嘉湖一带官仓粮食的集中脱粒碾米，都可以借重这里庞大的水能资源。
经过钱惟昱统治严州的这两年建设，累计投下去三百万贯钱粮之后。在后世淳安县境内，如今已经在钱塘江上游的新安江段形成了两道库区水头大约在30米上下的大坝，还修砌了大约十几里长的堤防。整个工程没法玩后世的混凝土重力坝，所以只能是内部夯土并浇灌土水泥，外头再用巨石堆砌一层表面，然后用糯米汁蒸土黏合剂与土法水泥混用紧固。
这样的施工方法比这个时代最精巧的城墙修葺工艺还要优越一些，比后世的混凝土重力坝也不遑多让——混凝土重力坝好歹是不会有巨石包壳的，而吴越工部修建大坝的时候，因为对土水泥强度不够信心，还加了成本昂贵的外层包石包砖。所以除了成本高昂之外，质量并没有劣势。后世的新安江水电站坝高110米左右，以一千年前的技术，修一个只有30米高的实心坝还是没问题的。
湖州西苕溪边的水车因为没有堤防大坝拦水，水头不过才每公里两三米的落差，配合普通水车的情况下，那种水流流速和冲击力只能用来带动80锭的水力大纺车，或者二三十吨级别的水力锻锤。而新安江地处天目山深处，从歙州严州边境到严州东部，不过六十里直线距离就有一百多米的落差！
经过几道堤坝在原本自然落差就最大的位置拦水蓄水、抬高水头后。每段大坝后面可以跟三四里长的做功河段。堤防夹束的河流每公里可以有十几米的落差，水流的势能密度也就可以达到西苕溪的将近十倍。
按照工期计划，整个新安江上游适合筑坝的位置有四五处之多，如今修了两道只能算是完成了一期工程。大坝和堤防完工后，工部的人马上组织在淳安照搬照抄一些在长兴已经实施过的水车和设备来，只是比照原来的格局形制把尺寸放大数倍。
结果，用来做大型水力碾米作坊的那些工序还能勉强作业。用来大规模工业化纺纱的话，因为水力推力更大、而单锭纱锭所需的牵绕力度是不变的，就需要更加繁杂的机械传动结构——确切的说就是类似于汽车在使用大牵引力的引擎时，需要变速比更加大的变速箱。金属锻造作业方面，纯粹加大水车和锻锤的尺寸分量，也导致了水车转轴和传动换向的机构吃不住分量，纷纷崩断。
大坝堤防造好了，却面临工作机械跟不上的问题。以至于白白投了几百万贯下去的水利工程，�