李嘯剛忙完商業司與學校教育之事不久,就有一臉是汗一身黑灰的鐵場作頭顔均來報,說到現在為止的近一個月,那700俘虜已挖了足有2000噸的鐵礦。
“很好,讓他們繼續挖礦,夥食也弄得更好些。另外,顔作頭你安排人力,來興建我設計的這座煉鐵高爐。”李嘯一臉興奮地拍了拍顔均的肩膀。
六天後,一座由炭粉耐火磚頭搭建和内外糊滿的紅色粘土所組成,高約六丈,容積約30立方米的煉鐵高爐在李嘯的指導下拔地而起。
這一座肚皮寬大,頸部收窄,外觀有點類似景德鎮花瓶的高爐,其中瓶頸最窄處僅容一人鑽入,遠遠看去,倒有點象個抽象派藝術品。
相比明朝那些容積最大隻有10立方米的煉鐵高爐,這座高爐在顔均和衆鐵匠看來幾乎是龐然大物,而在李嘯看來,不過是小兒科罷了,與後世的煉鐵高爐,實在是不堪對比。
因為在李嘯前世生活的二十一世紀裡,中國國内基本上都是3000多立多米的大型高爐,200立方以下的高爐都必須強制關停,日本甚至已經二十世紀八十年代就已在使用∮∨,5000立方米的高爐。
讓李嘯憂心的是,現代鋼鐵工業中,高爐的内部結構所用的構建磚均為高鋁粘土所制的耐火磚,能保證高爐可以長期使用,而現在李嘯實在沒辦法在附近找到高鋁粘土,隻能用普通的内燃磚代替。
這樣一來,因為爐壁耐火磚主要成份是二氧化矽,當石灰等造渣劑加入爐中後,将與鐵水中的磷等雜質産生磷酸,而這個磷酸會與酸性爐壁發生激烈反應。導緻高爐内壁的侵蝕與破損。因此這座高爐内,必須貼上由高鋁礬土制成的堿性耐火磚作為爐壁内襯才行。
現在這座高爐,很可能用個不到二十次就會有燒塌的危險。
這高鋁礬土,李嘯記得在中國礦産物志中記載過,在魯南地區是有出産的,尤其是臨沂地區更是極多。隻是李嘯現在隻能控制這小小的雄唐所,無法伸手撈過界,讓他頗有望之興歎之感。
以後一定要想辦法解決這個問題,力求讓高爐安全使用時間達到臨近現代工業的水平,李嘯在心中暗暗下決心。
為了保證安全,李嘯對鐵匠們反複叮囑,這樣的一座高爐隻能用上十五次,便要務必拆了重新搭建。
李嘯為了安全起見,對于高爐附設的鼓風機做出了重大改進。本來在明朝的時候。煉鐵鼓風所用的還是折疊皮革所制成的地風箱,外型象個大型的手風琴。使用地時候用腳一下一下地踩踏鼓風。這種鼓風機最大的問題就是容易在高溫中老化,萬一因為鼓風不力,而導緻這種沒有使用耐火磚的高爐炸爐崩塌,滾熱的鐵水能把附近的工匠瞬間汽化。
現在這種可拆卸的活動式推拉木箱鼓風機,便是李嘯經熟思後所采用的。它象一個大抽屜一般,上面有木制把手,可推拉鼓風。而且一旦發現有破損。便可立即更換。
顔均與鐵匠們用近乎崇拜的眼神看着李嘯。如果說高爐讓他們震撼的話,那高爐旁邊修建了的那座炒鐵爐則讓他們驚奇不已。
顔均他們所知道的明代炒鐵爐。也就是《天工天物》上面所記載的那種開放式炒鐵爐,是一種完全用人力攪拌制作的設備,爐邊總有一位身強力壯的大漢,拿着根柳木棍做的炒鐵棒,揮汗如雨的來回攪動,極沒效率也極損害工匠的健康。
其實。《天工開物》中的鋼鐵冶煉流程,已經到了規模化、量産化、生熟鐵連續生産的地步。這是把煉鐵爐與炒鐵爐串聯在一起,讓由煉鐵爐煉出的生鐵液流入炒鐵爐,用柳木棍攪拌,使生鐵液中的碳氧化。而成熟鐵。這種連續生産的工藝,已初具組合化生産的系統思想,既提高了生産效率,又減少了能耗。
讓顔均與衆鐵匠驚奇的是,李嘯設計的這座炒鐵爐完全颠覆了他們對炒鐵爐的原有認知。
這座李嘯設計的炒鐵爐的外形有點像功夫茶的茶杯,它用内燃磚整體建造,爐床底部中間凹陷,四周是拱形爐壁,下部為燃燒室,進風道在燃燒室底部。是一種前所未見的火焰與鐵礦隔離的反射爐型。
它的結構可以看作上中下三層,頂層和次層互相隔離,中間是多個可翻動的鐵栅欄。使用時鐵水從高爐流到頂層,次層鋪堆的煤炭平躺在鐵栅欄上燃燒,加熱樓上的鐵水,煤炭燒過後翻翻鐵栅欄,炭渣就掉進了底層的除渣室,鐵栅欄放平,又能從斜向下45度的進煤道向它上面添加煤炭。
接下來,李嘯設計了一個支架,安放在炒鐵爐的正中央上方,支架下面安插着有三根熟鐵棍子斜斜地伸向爐床,外面使用絞盤推用,有三個把柄向外伸出,可以由三個壯漢離着一段距離共同推動炒鐵,這樣改進後,雖然仍是人力推動,但可以有效維護工匠的身體健康,也可以使炒鐵更有效率。
接下來李嘯開始了共析坩埚的制作。這是制造上好鋼材的關鍵步驟。
其實坩埚煉鋼鐵早在漢代就有了,在宋代達到一個高峰,明代少數地方亦有,稱為方爐,隻不這種古代的方爐,隻能煉鐵,不能煉鋼。
李嘯找來曾做過瓷器的廖全祿,給他畫了一張草圖,讓他用做瓷器的方法,先把粘土粉碎加水過篩成細泥,再加入象石灰,炭粉之類用來進一步除渣增碳的配料,混合均勻後,再像塑瓷胎那樣在飛速旋轉的木盤上手工成型,最後放到專門的高溫窯中燒制十個小時,坩鍋就新鮮出爐了。
為了保持技術不外洩,石灰與炭粉的加入比例由李嘯親自配好,并且裝模做樣了加了一些無關的渣料與以上兩種料混在一起。
一切準備工作都做好了,李嘯突然想起明朝一些名人對各地煉鐵狀況的評價。
當時的鐵以福建的最為聞名,崇祯年間方以智曾經在《物理小識》說過:南方鐵以閩鐵為最上,廣鐵次之,而楚鐵隻可做鋤。
茅元儀在《武備志》中則在說:制威遠炮用閩鐵,晉鐵次之。
趙士桢則在《神器譜或問》說:制铳須用福建鐵,他鐵不可用。煉鐵,炭火為上,北方炭貴,不得已用煤代替,故迸炸常多。
李嘯在心下暗想,我所制的雄唐所鋼鐵,這質量,定要在那明朝最好的閩鐵之上。各位大賢,承讓了。(未完待續。。)