风炉本身余气进行预热鼓风,这种发明使得在消耗同等燃料的情况下,搅炼熟铁产量增加到3倍。还有一种改进是“湿”搅炼法,即在炉膛铺以含有氧化铁的小块炉渣,它与金属中的碳素相化合,在表层之下产生CO,形成加速脱炭进程泡沸搅动。1806年英国铁产量为25万吨,到1850年英国每年可产250万吨,铸铁和锻铁的产量都有增长。
自古以来,炼钢的方法几乎并无根本性改变,仍然是小规模的个体作坊产品。英国所用的基本材料是优质的价格相等的瑞典条形铁,结果钢的费用等于锻铁费用的5倍。1750年,钟表匠本杰明?亨茨曼创造了一种新的炼钢方法。他将特种小型粘土坩埚放置在焦碳燃烧的炉膛内加高温,就有一种特殊的溶剂持续地生产铸钢。
这种铸钢不含二氧化硅和其它矿渣,成本略低于以其它方法生产的钢材。但遗憾的是这种产品不能焊接,太硬,不合乎某些用途。不过这种技术终究成了谢非尔德钢铁企业的基础,在欧洲广为传播,被人仿效。此种方法效率很低,因此,到18世纪末,即为发射炉炒炼法或称搅炼法所取代。1783年,一个炼铁厂的工头彼得?奥林斯在前人的基础上,在发射炉上加搅拌窗口,创造了用反射炉氧化精炼的搅拌炼铁法。1784年,英国海军部军需品的承包人工程师亨利?科特也有类似的发明,并大力推广应用。此法省力而使工效提高了15倍,使炼铁技术又上一个新台阶。
18世纪以来,各国都大规模扩建海军,因为铁的成本只及铜的1╱5,所以铁炮逐渐替代了青铜炮,成为各国战舰的标准装备。不过,欧洲包括英国在内的炼钢法,直到19世纪中叶再无显著改进,加上钢材本身的缺陷,制造重型军械时使用这种钢材继续受到限制。因此,“直到19世纪中叶以前,除了海军重炮外,青铜炮和黄铜炮始终以优势压倒了铸铁炮。”
三:中英双方火炮的铸造工艺的对比:
战争时期,清军造炮工艺并不十分落后,且有英军所没有的铁模铸炮法和复合层结构的造炮工艺。清朝沿海及内陆的一些省份,旧式火炮、新造的火炮和仿制的夷炮,除少部分是用英军所没有的铁模铸炮法制成,大多仍是生铁和青铜冶铸而成。只是用液态的生铁或青铜铸造的火炮质量差,加工难,容易炸裂。锻造的熟铁炮或黄铜炮斤两少且比例小。而英军火炮主要由青铜炮、黄铜炮和铸铁炮组成,且大多数火炮可以用熟铁或黄铜锻造,尔后用车床刀具加工,精度提高不少。
鸦片战争之际,机械工程专家福建泉州人丁拱辰(1800—1875),参考西洋炮的构造,在广州铸成了性能良好的铁炮。
其于1841年编成《演**说》,1842年《演**说》受到两广总督祁贡、靖逆将军奕山的重视。同年,清朝政府下令推广《演**说》所述方法。丁此时在阅读西洋炮学的基础上的铸炮之法,其实和明末以来中国原有的红夷大炮的泥范整体模铸法差不多:即以炮模口径为基数,用泥先制成外模和内模,用起吊装置将外模吊套于轴心合一的内模之外,两模之间的空隙,便是炮管的厚度。
然后用青铜或钢铁溶液浇注其中,冷却后,除去内外模,最后再用各种配件加工成完整的火炮。此法铸造的火炮缺陷有:泥模在用炭火烘烤时,经常是外干内湿,浇铸时水分蒸成潮气,致使所铸火炮常有蜂窝状孔穴,发射时容易炸裂;功效非常之低;不能对炮膛进行深入的加工,致使炮弹射出后,弹道紊乱,降低了射击精度;大多数人并不懂得身管与口径比例、火门位置在火药燃烧中的实际意义,绝大多数火门开得太前、太大。在炮膛游隙方面,战争之时,火炮因“弹不圆正,口不直顺”,常只能采用内径的1/10至1/5为游隙,此水平连明末的水准