39.高炉炼铁
姜明在石碌呆了半个月,便率领督军卫队带着首批100吨矿石返回了肇新寨,留下第一营和木匠队继续修建公路。
李婧柔和苏佚来码头迎接姜明的船队归来,刚下船见到两人,姜明便首先道:“苏兄,这次我去昌化那边找到了铁矿和铜矿,大船上装满了铁矿石和铜矿石,咱们马上就可以炼铁、炼铜。”
听到这个消息,苏佚有些激动,道:“太好了,终于有铁打造兵器、盔甲了,真是服了姜兄,说能找到铁矿,就真找到了。哈哈哈”
我这不是作弊么?离线地图都带了,找不到才怪呢?姜明心里暗道。
旁边的李婧柔笑道:“又不是第一天见姜兄的神奇,苏大哥何必大惊小怪?”
“是是是,大哥着相了,让小妹见笑了。”
苏佚讪笑,道:“姜兄,你出发之前让我修建的所谓高炉已经建好了,就等着你把矿石运来,咱们立马可以炼铁了。”
海南的土壤主要有砖红壤、赤红壤和燥红壤等几种,红壤的主要矿物颗粒以高岭石为主,但砖红壤和赤红壤的有机质较多,高岭土的成分较少,可以用来烧制红砖,但烧制水泥、特别是耐火水泥就不行了。
所以,烧制水泥用的都是山岭上品质较好的黏土,但要建造高炉,得有高岭土才行。姜明在筑建寨城的那两个月,探访了儋州附近的很多山岭,终于找到了品质较好的高岭土。高岭土的氧化铝含量高,可以用来烧制耐火水泥。普通水泥在1300度软化了,耐火水泥可抗1600度左右的高温。
找到高岭土后,姜明便烧制了一批耐火水泥,再压制成砖。临出发前,特地嘱咐苏佚按照工程图的样式修建一座高炉。
听到好消息,姜明开心道:“好,咱们明天就开始炼铁。不过,现在要麻烦苏兄指挥大家把矿石搬到高炉那边去了。”
总算把苏佚这个电灯炮打发走了,姜明走到李婧柔跟前,望着眼前伊人,伸出手抓着美人的柔荑,轻声道:“婧柔,你瘦了!”
被心上要抓着小手,李婧柔双颊羞红,低头道:“还说我,你也是,又黑又瘦!”
海南本就在热带,阳光毒辣,又在石碌那破地方干了十几天活,能不变黑变瘦么?
姜明只好挠挠头,戏笑道:“变黑好,要是一幅小白脸,不知道要被多少女子看上呢?你知道的,我一向不喜欢勾三搭四的。”
听到姜明这么不要脸的话语,李婧柔嗔道:“真不知羞,看我不告诉孙姐姐和卢妹妹?也不知是你主动勾搭,还是别人主动上门的?”
唉,聪明的女人真不好惹,姜明只能怂道:“酒虽好,三杯足矣,这个饮酒的习惯我一直坚持着。”
“是吗?那以后喝酒可不准超过三杯哦?”
“当然,当然!”姜明应道。
心里默默地加了句:“酒后,还要喝两三杯醒酒茶!”
哄好美女后,姜明牵着李婧柔的手返回了督军府。
当天晚上,姜明亲自做了一顿晚饭慰劳两位美女,简单的清蒸鲈鱼和泥鳅炖豆腐,还有几个小菜。没办法,现在还没有铁锅,炒菜都派不上用场,但两位美女还是各种夸赞姜明的菜好吃,毕竟物以稀为贵,古代愿意为女人下厨做菜的男人,她们都没听说过。
。。。。。。
第二天,姜明便来到高炉炼铁区,小尾巴孙皓也跟了过来。昨天吃晚饭的时候,孙皓缠着姜明问这问那,小伙子看了姜明编的自然科学教材,求知欲强的不行,今天只好带着他来见见世面。
铁匠队长蒋七走过来,道:“督军,所有的事情都准备好了,随时可以开炉。”
姜明点点头,道:“好的,辛苦大家了!你去叫大家准备一下吧。”
蒋七去吩咐炼铁的事了,姜明便带着孙皓四处看看。
姜明也是第一次建高炉,所以高炉的容积不是很大,算是第一个试验性高炉。高炉修建在1米高的底台上,总高度约3米,底部直径1米,顶部的投料口直径为0.3米,腹部最宽1.4米,总容积约1.3立方米。高炉内部的形状像啤酒瓶,外部则是圆柱形,顶部外侧有一根烟囱。
底台、高炉全都由耐火砖和耐火水泥砌成,高炉旁边还修了一条倾角15度的斜坡,长约11米,工人可将翻斗车推到坡顶,直接将原料倒进投料口。
高炉的前、后、左、右分别有四个孔洞,左、右两个孔洞都是鼓风口,距离底台约0.5米;前面的孔洞为出铁口,距离孔洞0.3米;后面的孔洞为出渣口,距离底台约0.4米。
孙皓是第一次来钢铁厂,见过到都好奇,刚才一直缠着姜明问高炉的事。现在又指着高炉前面的大灶,问道:“姐夫,这是什么灶啊?怎么在你刚才说的高炉前面?”
孙皓背着姐姐的时候,习惯叫姜明姐夫,正好又满足某人的虚荣心。所以,姜明便耐心道:“这不是什么灶,是用来炒铁的炉子。。。。”
这就是反射式炒铁炉,建在高炉出铁口前面,炒铁炉是一个中型的坩锅,它的左侧是燃煤室,右侧则是烟囱,三者上面都由一个“弧形拱洞”罩着,而坩锅的前面开有炉门,用于搅炼。反射式炒铁炉全部用耐火砖修建。
其实明朝宋应星的《天工开物》也有炒铁炉的记载,不过中国古代的炒铁炉类似于农村的土灶,它的受热部位是坩锅下面的煤炉,上面是开放的,无法产生足够的高温,所以炒的是半液态的铁。
真正将炒铁炉发扬光大的还是英国人享利•科特,他在1784发明了反射式搅炼炉,并申请了专利。
东西方的差异还是体现在科学理论上,欧洲更重视理论指导科学,一旦技术突破就申请专利,加速推广;中国则是纯粹的技术摸索,可能这个工匠能够炒出熟铁,另一个就不行,所以国人总喜欢找很多似是而非的证据,证明某朝很早就掌握了某项技术,但又拿不出铁证。
欧洲每项技术都有传承和实证,天朝的很多工艺则遗失在历史长河当中,像陌刀、神臂弩、郑和宝船,很多人只能去猜想它的威力,而按照文人的春秋笔法又复制不出来,所以又有很多人否认它们的存在。
实际上,国人的很多东西记载实在太夸张,神臂弩只有脱离地球引力才能射到书中记载那么远,郑和宝船除非脱离工程力学的束缚才能像书中那么大。
欧洲就是生产出来了能够耐1600度以上高温的耐火坩锅,才可以在液态状态下,将生铁炼成熟铁,因为生铁的熔点是1100度左右,熟铁则超过1500度。找到高岭土后,姜明就让泥瓦匠做了几个坩锅,预备修炒铁炉用。
反射式炒铁炉的原理是:煤炭在燃烧室燃烧,产生的热量通过拱洞,传递到炒铁炉,炒铁炉上面是球形弧面,可以反射热量和光线。生铁水流到炒铁炉后,高温热量向四周辐射,被炉顶的球形弧面反射回来,球形弧面设计要严格计算,它能将热量和光反射后,聚焦到一点,从而在炒铁炉中产生足够的高温。最后,尾气则通过很小的拱洞,从烟囱排出。
姜明以前看很多穿越小说,瞎扯什么反射式炒铁炉像功夫茶杯,根本就没搞清它的原理。它的核心原理是利用炉上的球面弧顶将光和热聚集到一点,从而产生高温超过1500度的高温。只有学过大学物理中的光学,懂得球面反射原理,才能设计出反射炒铁炉。
姜明的炒铁炉不大,直径0.4米,容积约0.16立方米,按照铁水的密度每立方米7.1吨计算,每次可以炒铁100公斤左右。当然,姜明并不清楚铁水的密度,只能从铁的密度7.9吨/立方米出发,大致推算需要建多大的炒铁炉。
。。。。。。
离开高炉区,来到不远处的木炭窑,看到不少人正在劈砍木材,孙皓问道:“姐夫,他们在干什么?那座房子是干吗的?”
姜明越来越喜欢这个小舅子了,不但姐夫叫的好听,而且人聪明好学,特别是对自然科学很感兴趣,便道:“你平时看见的木炭,实际是用木材干馏得到的,方法是。。。”然后姜明便耐心地给孙皓解释木材干馏的工艺。
“炼铁、炼铜都需要木炭,铁矿石、铜矿石和木炭在高温下会进行复杂的反应,然后就炼出了铁和铜。将来你把数学和物理都学好了,我再教你化学,你就知道其中的奥秘了。”
孙皓点点头,心中暗自决定,一定要加倍努力,学好姐夫的本领。
木炭窑就建在高炉和炒铁炉的旁边。煤炭含有硫、磷等损害钢铁质量的有害成分,不能直接用来炼铁,炼铁还是用木炭最好。
后世用焦炭替代木炭冶炼钢铁,主要也是出于成本的考虑,木炭需要大量砍伐森林,既不环保,成本也高。
儋州的煤炭主要是褐煤,根本没法炼成焦炭,而且五代时期的海南森林茂密,也不需要刻意保护森林环境。
木炭窑比较简单,底下是圆柱形的矮房子,顶部成拱形,直径4米,墙高3米,全部用红砖和水泥砌成,墙体每隔2米开一扇小窗,总共6个,后面还竖起一根高高的烟囱。
烧制木炭时,将木材砍成条块状,堆放在炭窑内,点火燃烧后,等烧到三分之一时,封闭窑门和窗口,让其在缺氧的状态下慢慢燃烧分解,分解出一氧化碳、木焦油、木醋液等有害气体,剩下的就是木炭。
(https://www.yourenxs.net/chapter/3067079/450683110.html)
1秒记住游人小说网:www.yourenxs.net。手机版阅读网址:m.yourenxs.net