朱元璋修改了新皇宫的规划,皇宫建设的工地也就挪到了城外。
时间慢慢来到了龙凤九年十月底,朱元璋派去景德镇的监生们终于回来了。
监生们在景德镇停留了将近两个月,仔细筛选招募了三十二个窑工和二十四个瓷工。
再加之他们的学徒帮工,总共有一百二十八人。
他们与朱元璋安排采购的工具和炉窑材料,一起搭乘王府的江船来到了应天。
朱元璋早就意识到,自己儿子如果要搞钢铁冶炼的话,自己家王府后院的地方就不够了。
所以就在水力纺织厂的旁边,提前建设了新的房屋和仓库,当做未来的钢铁厂。
景德镇来的窑工和瓷工们来到应天府之后,便被安顿在城南的官房中。
他们带来的工具和材料,直接送进了还在建设中的钢铁厂。
朱元璋对钢铁冶炼比纺织更感兴趣得多。
于是就在十一月初二日上午,亲自带着儿子朱桓接见了这些景德镇来的工匠。
朱元璋坐在自己的王座上,朱桓的小桌子被放在王座下方侧面。
工部主事馀九成等三人,此前跟着朱桓主持水力织布机建造,这一次也被专门招来。
他们跟着工部尚书一起,带着景德镇的工匠一起进殿,向朱元璋跪拜行礼。
朱元璋抬手让他们全部平身,然后再次强调招他们来的目的:
“招募你们的使臣应当已经讲明,我招你们来应天,是为砌筑更耐烧的新炉窑。
“你们既然能来到应天,应当都是有这门手艺的。
“那么,那到底如何才能让炉窑耐烧不会坏,现在谁来说给我听。”
朱元璋说完停下,目光扫过下方的所有工匠的脸。
现场安静了好几秒,才有一个大胆的窑工,小心翼翼的开口说明:
“禀大王,小人知道一点,只要砌窑的矾土够好,那多热的火都烧不穿炉窑。
“不过火太热会把瓷器烧坏,所以景德镇没人专门往高了烧,所以平时没有人会去试。”
朱元璋转向朱桓:
“孩儿以为如何?”
朱桓非常严肃的回答:
“禀父王,他们说的倒是不错,矾土确实是生产耐火砖和耐火泥的关键材料。
“但矾土是一种混合物,有普通黏土还有高岭土。
“具体能有多少耐火效果,还要看其中真正有效的纯净矾土比例是多少。
“矾土比例越高,做成的砖也越耐烧,反之则不耐烧。
“我的要求是至少要能达到五成。”
朱元璋听完再次转向窑工们:
“你们都听到了吗?
“你们说的这个矾土之中,真正有效果的部分,就象稀粥中的米,最高能占到多少比例?
“能达到五成吗?”
那窑工稍微沉吟了一瞬间,努力理解了朱元璋父子的意思,然后评估着说:
“禀大王,小人用过的最好的矾土,应该能达到五成以上。
“不过到底能不能行,还得试过才知道。”
矾土现代称铝矾土,算是铝土的一种,有效成分是三氧化二铝。
铝矾土一直是最典型的耐火材料,无论是搞高炉炼铁,还是搞坩埚和转炉炼钢都要用。
纯铝矾土能耐两千度高温,铝矾土比例越低,杂质越多,耐火温度就越低。
百分之五十比例的铝矾土,是现代工业耐火砖的合格标准下限。
但是在现代工业体系创建之前,依靠手工和简单工具分拣的时代,五成估计就是上限了。
这种比例的耐火砖,如果经过较为良好的煅烧,理论上能耐一千七百度的高温。
但是超过一千四百度之后,耐火砖本身就会开始缓慢的软化变形。
无法剔除的各种杂质,也会因为温度不断升高,开始产生各种无法控制的现象。
如果直接用来炼钢的话,那用不了多久就要换一批。
不过,古代的很多炼铁和炼钢设备本来就是一次性的,这种耐火砖炉膛反而显得耐用了。
朱桓根据现实情况,提了个百分之五十的基本标准出来。
朱元璋听罢,便直接下令:
“既然如此,从现在开始,你们全部听从我第五子朱桓的命令。
“按照我儿的要求,配合钢铁厂制造炉窑所需材料。
“若是能尽心竭力,我也不会吝啬金钱财物赏赐,也可以直接授予你们官职乃至世职。
“若是欺瞒赖皮不敬上位者,我也必将严惩不贷。”
这些工匠们在来应天的路上,就已经听说过朱桓这个“小神仙”了。
已经知道他们来应天府之后,多半要跟着小神仙去干活,已经有了心理准备。
现在看着眼前的小孩子,虽然心中都非常的好奇和惊讶,但却也没有太过意外。
朱元璋的话音刚落,工匠们便一起再次俯身领命:
“小人遵命。”
朱元璋随即命馀九成等三名工部主事协助朱桓,管理工匠配合钢铁冶炼技术探究事宜。
此前朱元璋支持朱桓做的研究,包括提炼柳盐水杨苷、制作瓦罐肉粥、研究朱砂和汞蒸汽的毒性、制作避雷针、设计水力织布机等等,规模都不算很大。
每次少则只有几个工匠,多则不过三十多个工匠。
但这次探索新的钢铁冶炼法,单就今天到场的套瓷工和窑工就有五十六人。
另外已经调派准备好的工匠,还有负责建造维护炼铁高炉的工匠,负责锻打和铸造各种铁器的铁匠,负责煅烧熟煤焦炭的烧炭工,以及负责干杂活的泥瓦工、石匠、木匠等等。
单看工匠数量,就已经有一百多人了,算上他们的学徒和帮工,数量已经有三百多人了。
相比这次的大张旗鼓,此前的研究都可以算是小打小闹了。
龙凤九年十一月初五上午,朱桓再次在沐英的护卫下出城,来到了秦淮河边的钢铁厂。
这个钢铁厂现就是个大院子,院子中有几个存储材料和工具的房子与厂棚。
所有参与这次项目的工匠,也都已经提前赶到院子里等待。
负责建设院子和房屋的工匠,还在一个大厂棚下面砌筑了一个一尺高的讲台。
跟随朱桓来的仆人,把朱桓的小桌子放在了讲台上。
朱桓坐在小桌子后面,工匠们则在讲台下面,一个人一个小凳子坐好。
馀九成跟在朱桓身边,把所有工匠的名单递给朱桓。
朱桓看了一下便马上开始安排活儿。
过去的这大半个月里面,朱桓每天只在太史监停留两个小时,指导刘基等人搞天文研究。
剩下的时间,只要有空的时候,就是不断地考虑和谋划,如何快速冶炼钢铁。
并且工部提供的信息,逐步拟定了一套尽可能简单的冶炼方案。
现在直接拿出来,给各方面的工匠依次分派下去。
朱桓已经提前写好了总体上的要求,先让相应的工匠到前面来,自己现场给他们讲解要求。
然后安排一个工部来的基层官员,拿着自己写的要求带着工匠去干活。
先让瓷窑工和瓷工去砌筑专门的砖窑。
烧砖的技术跟烧瓷器的技术是同源的,要靠陶瓷炉窑本身重复迭代来来升级。
要先用从景德镇带来的普通瓷窑耐火砖,烧制性能更高的百分之五十铝矾土耐火砖。
然后再用铝矾土耐火砖砌新炉窑,煅烧白云石为主的硷性炉衬料。
要在中国直接炼钢,除了制造铝矾土耐火砖,还要有白云石为主料的硷性炉衬。
中国的多数铁矿含磷量过高,需要配合硷性炉衬除磷。
中国宋朝时期就开始用焦炭配高炉炼铁,再结合炒钢法大量快速产钢。
这种钢虽然耐磨,但是都比较脆,适合当农具,不适合做刀剑。
就是因为没有使用硷性炉衬,无法快速去除铁水中含有的磷,炼出的都是高磷钢材。
然后把泥瓦工叫到前面来,让他们先去砌筑一个五尺高的高炉平台。
平台的前面是直立壁,背面则是缓斜坡,两面都是楼梯。
建好平台之后,再把把高炉建在高台上,后续直立壁面向外倾倒生铁水。
这个新高炉的内衬,也要用铝矾土耐火砖来砌筑。
朱桓担心本地的铁矿的硅含量不够,依靠鼓风反应释放的热量不能让铁水完全沸腾。
要尽量在高炉里面就把铁水温度烧到的尽可能高。
接下来让石匠配合泥瓦匠干活,在高台直立壁面前面砌筑两座支撑用山墙。
后续要把转炉架在支撑山墙上。
像龙门吊一样悬吊起来转炉生产控制难度太高,无论是转炉本身还是支架都是太难制造。
朱桓选择了最原始的侧面支撑转炉,这样还能用砖石山墙做临时的支架。
测试用的转炉尺寸也不会做的太大,高度有四尺就行了。
但也不能太细,否则塞不下多层耐火材料。
接下来是铁匠,先回去工部原来的铁厂,铸造两个口小腹大的歪头生铁大瓮。
这个大瓮里面粘贴铝矾土耐火砖,再铺上一层硷性炉料,就是最初级的硷性空气转炉了。
转炉腰部加一道铁箍,铁箍在两侧向外延长,形成两个支撑用的耳朵。
一个支撑耳内部中空,通过铁管和耐火喷嘴通风,另一侧支撑耳外面装上铸造齿轮。
支撑用的耳朵将转炉架在支撑山墙上,用绞盘和齿轮控制转炉前后摇晃。
另外铸造一批薄皮通风渠道,一批密集排列的铸铁格栅。
加之泥瓦匠制造的焦煤烘烤炉,就能构成最为基本的热鼓风系统了。
无论是煅烧硷性炉衬,还是要把铁水烧到接近一千五百度,都必须使用热鼓风。
木匠去配合铁匠干活,制造为高炉和转炉鼓风用的水车。
烧炭工现在暂时没有工作,可以去查找更多更适合烧制焦炭的原煤。
并不是所有的煤都能烧焦炭,他们也要选煤。
这时候也没有现代科学方法,只能依靠工匠们自己的经验。
有空就继续烧制更多焦炭。