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两次浇铸

铸钱坊并不是铜矿第一次冶炼的地方。因为高温下铜比钢铁更容易氧化，因此它的冶炼过程比铁更为复杂。甚至有湿法炼铜这种先炼铁，然后用铁把铜从溶液中置换出来的做法，可见那个时候对铜的需求到达什么程度，不惜使用这么蛋疼的办法。

因此，铸钱坊的青铜都是分为粗铜块和锡块放置的。需要铸钱的时候，把坩埚内放入铜和锡的合金，然后大火加热融化。最后打开坩埚，让铜汁沿着沟槽流出，均匀的流到钱的铸范之内。这些工人都是熟练工，能够铸出精美的铜钱。但现在，一个更具挑战的工作在等待着他们。

首先是确定炮管的合金成分。青铜是一种铜和锡的合金，按照比例不同有不同的硬度。战国时期的工程类书籍《考工记》是这么记载的：

钟鼎之齐六分其金而锡居一；

斧斤之齐五分其金而锡居一；

戈戟之齐四分其金而锡居一；

大刃之齐三分其金而锡居一；

削杀矢之齐五分其金而锡居二；

鉴燧之齐金锡半。

从上倒下，锡的比例逐渐提高到50%，合金的硬度提高了，但是韧性降低了。钟鼎是日常用具，特别是钟，是需要使劲撞击发声的。一口好的钟如果声音要宏亮，那么它产生的变形就要大，这样才能产生足够的振幅，就好像好的低音炮音箱，能看到它的震圈明显的移动一样。

削杀矢不用说，坚硬的箭头就那么一点，不需要什么韧性。而最后那个鉴燧就是加工石料的工具，它的硬度可以媲美钢铁，就是韧性不咋地。

青铜的铸造性能十分优异，不仅流动性好，特别的是随着温度降低，它会发生反常的膨胀，这样铸造出来的东西不会出现收缩裂纹或者不好看的缩孔之类。

因为炮管的韧性要求比较高，所以他们选择了第二种，五分铜，一份锡。这样就取得了性能和成本上的折中。

但是面对这么一个一米六长，最薄处只有2公分的大玩意，工匠纷纷表示没把握。

“殿下，这个泥范就很不好做啊。你想，这么大一个东西，我们只能先做这么高的泥范，然后在里面挖坑，最后再填一个柱体进去，操作起来，精度很难保证。”

老赵解释，随手做了一个小比例的模型。只见他首先用木头削了一根炮管，然后用泥范附上去，再拆下来。这就是称为“外范”。然后他做了一个细长的炮管内径，插在外范内。最后它再做了一个尾部的帽子，这是为了使炮尾闭合的。浇铸的时候，这个内范需要完全没入。并且最好只在顶部留唯一的孔。这就是为什么拿破仑炮尾部总是带一个多一截的小圆球的缘故。

而且，李治设计的炮，从铸造角度上讲，比拿破仑炮更复杂。因为拿破仑炮有短又粗，青铜汁液浇进去，很容易就流通了。

李治想了想，对老赵说：“这样我们试试两次铸造吧。首先我们试着铸造炮管细长的部分。不行的话，我们分两段铸造，在接合的地方加固一圈也行。”

老赵拍胸脯表示这简单的还是没问题。他张罗着工匠，先和好粘土泥，然后在一个木头的炮管模型上做起泥范来。

按照考古出土的情况，中国古人铸造青铜器最常使用的范是陶土烧结硬化制成。这样的范耐高温，稳定，绝热性好。如果直接使用湿沙或者粘土范，高温常常会使他们变形，这样铸造出来的东西就会走形。

做好的泥范分为两个半圆柱形，外加一个圆柱形的内范。老赵把这两个泥范插进炉火里烧结，然后对太子说：“殿下，这个烧好的话还得一阵，之后还要修正一番。我们就在这里等着，你还是请便吧？”

李治说：“你们多做几个吧。接下来把炮膛和炮尾的范也一并做了。我过几个钟头再回来。”

李治出去溜了个弯，吃喝一番回来，顺便带了酒菜犒劳这帮工匠。他回来的时候，看到这些人蹲在火炉边，手里拿着干菜团子，烤着炉火就着吃。李治不禁一阵唏嘘：“你们别吃那个了。孤赏你们吃烧鸡！”

工匠们拜谢，接过酒菜，却不敢放开吃。李治便也撕下一条鸡腿，自己大嚼起来：“让你们吃你就吃，还想怎地？”他们见这样，才总算眉开眼笑的动手，转眼就把几只烧鸡吃的精光。

泥范烧制好以后，他们首先进行的是炮管的浇铸。为了固定方便，首先选用的方案是卧式。先把内范固定好，然后把外范左右拼接起，内范的长度比外范要长，然后在两段就着内范再做封泥，左右中间留出了四五个浇铸口子。封泥做好以后，工匠们再次把泥范送回炉火中加热。同时，在坩埚中按照比例上好了料，大火烧着。随着橙色的炉火呼啸，锡首先融化，然后铜也渐渐溶解在锡溶液中。不多时，一炉上好的青铜液体就烧好了。工匠们继续加大火候，烧成明亮到刺眼的桔黄色（金属发出明亮的黄光时，温度大概就超过了800摄氏度）。然后他们把导流槽对准了泥范的浇铸口，打开了坩埚的开关。这些亮黄色的青铜汁液就沿着导流槽流出来，最前面的一部分受冷凝固在导流槽上，但更多的火热的青铜覆盖过去，注入了同样也是几百度高温的泥范之中。工匠看着进去的青铜汁液差不多了，就关闭了坩埚。随着温度降低，注入的青铜会膨胀，会把青铜从浇铸口挤压出来，形成一个细长的尾巴。所幸这个比例的青铜是有柔韧度的，只需要敲掉磨平就可以了。

温度降低以后，工匠们敲掉了一段的泥范，露出了结实，均匀的炮管身。只需要打磨好，就是一个威风凛凛的青铜炮了！虽然很久都没有铸造大型的青铜容器，但这一次，这些老练的，家传手艺的工匠居然铸造的十分成功。李治也十分宽慰，这第一步算是迈出去了，以后铸造炮膛，也只是时间问题。

第二日，工匠们一鼓作气，按照同样的方法，在炮管尾部做好泥范，然后第二次浇铸了炮膛，炮尾和炮耳。美中不足的是，这一次内范被留在了深深的炮膛里面。工匠们不得不去问铁匠铺要了一些长长的铁钎，把内部的陶范打碎，再一点一点掏出来，然后再用铁刮刀清理炮膛内部。哦，忘了说了，炮膛自然也是在炮尾处留了火孔的！只是这个火孔是用一截细木炭占着，等敲掉泥范以后再烧掉，就把火孔给清理出来了。

工匠们把青铜炮身清理打磨干净，露出了炮身上的铭文：“贞观炮”。这个炮，能经受住一公斤火药的爆炸，并且把五公斤的铁弹送到1.5公里以外吗？就等着试炮了！