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第六十四章 炉火(1 / 1)

朱桓的钢铁联合冶炼测试方案,所用的绝大部分技术和材料,都是当前现有的。

高炉至少在西汉就成型了,此后一百多年间越来越成熟。

水力旋转持续鼓风设备在东汉就有了。

焦炭宋朝就在用了,铝矾土也在陶瓷行业用了几百年了。

白云石虽然用得少,但是这种材料随处可见。

辅助冶炼需要的锰矿,是陶瓷和绘画用的颜料,还是方士的炼丹材料,也被视为药材,

甚至于,跟着朱桓干活的炼铁工匠们,能够看懂朱桓现在要干什么事情。

在他们看来,这就是炒钢法的变种。

炒钢法是在池子里面搅拌生铁水,朱桓这是要做一个能活动的炒钢炉。

相当于把手动翻炒变成了上下颠锅,再添加鼓风辅助。

转炉炼钢的原理与炒钢法确实非常类似。

朱桓把炼钢的总体计划安排下去,刚刚创建起来的钢铁厂便迅速忙碌起来。

大部分短期内需要制作的东西,都是工匠们本来就非常熟悉的。

全新设计的东西,主要是转炉本身和鼓风加热系统。

朱桓的主要精力,就是跟负责这些东西的铁匠交流,亲自画了诸多的示意图。

钢铁冶炼本身是个颇为耗费时间的大工程。

朱桓把大量的要求安排下去之后,也就不再天天去现场盯着了。

隔三差五去一趟,确认工程进度,解决工匠们的疑问。

有时间的时候就继续规划自己的教材。

在这样的忙碌之中,一个月的时间转眼就过去了。

龙凤九年十二月十日的时候,所有冶炼用的设施全部准备完成。

朱桓下令开一次高炉,炼制一批脱氧剂——锰铁合金。

空气转炉炼钢,要往转炉之中吹空气,用空气中的氧气烧掉过多的碳。

但是在这个过程中,但也会让部分铁水氧化,形成铁锈。

关键是氧气也会残留在铁水之中,在铸锭的内部形成大量细微空腔。

这样炼出来的钢铁性能不佳,需要继续锻造才能使用。

还要用脱氧剂,消耗掉过多的氧,把氧化铁还原成铁,避免形成铁锈和空腔。

最容易获得的脱氧剂,也是最传统的转炉脱氧剂,就是锰铁合金。

将筛选出来的软锰矿、少量铁矿石,与白云石和焦炭一起投入高炉。

用尽可能热的鼓风吹炼煅烧,就能得到块状的锰铁合金了。

只需要一千三百度的炉温就能完成,与烧制陶瓷一样。

湖广行省湘潭县北十几公里外,距离湘江同样十几公里的地方,有中国最大的锰矿。

该矿富含软锰矿石,是高纯度的二氧化锰。

埋藏最浅的地方只有不到两米,开采条件和筛选条件都很低。

工匠们折腾了一天,成功烧制了一炉锰铁合金。

朱桓炼钢所需的东西全部就绪。

朱桓没有马上尝试冶炼钢铁,因为知道朱元璋对钢铁冶炼非常重视。

所以晚上晚上吃饭的时候,专门跟朱元璋汇报了一下:

“父亲,钢铁冶炼验证设施已经全部准备完毕,接下来要正式尝试冶炼了。

“父亲是否要亲自去视察一下?

“当然,这是第一次采用这种工艺,未必能够成功冶炼出钢材,后续肯定需要调整。

“父亲也可以等完全成功之后再去看成品。”

朱元璋确实很重视钢铁冶炼,若能直接浇筑出高水平的钢材,很可能会直接影响战局。

朱元璋几乎没有多少尤豫就决定亲自去一趟。

第二天清晨,朱元璋带着朱桓乘车来到了钢铁厂。

正式激活高炉之前,朱桓先给朱元璋介绍了工艺流程。

朱元璋听完也是下意识的反问:

“这套流程,跟传统的炒钢法最大的区别,就是所谓的除磷重炼过程吧?”

朱桓点头说:

“是的,原理是非常类似的,最大的区别就是有了除磷等后续精炼过程。

“以及用摇晃和吹气炒钢,不用棍子翻炒了。

“这样得到的钢材,性能远高于以前只能做农具的高磷炒钢。

“可能略低于精品百炼钢,但是性能稳定,且产量和生产速度都远超百炼钢。

“与此同时,这种钢材也可以继续用传统工艺,快速制成百炼钢。”

转炉炼钢的原理不复杂,朱元璋很快就明白了:

“好,那就开始吧。”

朱桓点头答应着,然后转向另一边的几个工部官员:

“父王有令,开炉冶炼!”

工部官员将命令再次传给所有工匠,工匠们马上回到各自的位置上开始忙活。

朱桓昨天冶炼锰铁合金之后,没有继续使用高炉冶炼铁料,但是热鼓风炉却始终开着。

这一晚上都在用热风持续吹着炉膛,以免炉膛完全冷却后发生崩裂。

仍然温热的高炉起火,速度比从冷炉开始更快。

朱元璋带着朱桓回到指挥调度的厂棚,坐在专门给他准备的书案后看着工匠们忙碌。

高炉中很快开始冒出滚滚浓烟,放出明显有些刺鼻的气味,温度也越来越高。

这种时代的钢铁厂,从准备材料到冶炼,就没有考虑过什么环保。

不久之后,负责观察火候的瓷工便举牌子示意。

按照事先约定的规则,这表示按照瓷窑的标准判断,高炉热量已经达到烧制青花瓷标准了。

也就是已经达到了一千三百度左右了。

烧制青花瓷和冶炼生铁的温度非常接近,这时候铁矿石应该已经在迅速融化了。

负责控制炉口的高炉铁匠,看到瓷工的示意之后,就忍不住微微皱眉,然后马上用自己的方法确认炉膛情况。

瓷窑工确认炉窑温度的方式,是在观察孔摆放专门的瓷坯,根据瓷坯反射的火焰颜色来判断。

铁匠对温度的感知不如瓷工那么敏感,所以观察到的情况也稍微慢半拍。

昨天第一次激活高炉,铁匠和瓷工还发生了矛盾。

瓷工当时反复确认自己观察到火光颜色,确认高炉的热量应该已经达到烧结标准了。

但高炉铁匠本能的觉得时间没到,当时就忍不住瞪眼吼了回去:

“你瞎报什么讯,炉火怎么可能这么快上来——”

瓷工同样马上瞪眼吼回去:

“看火色判断炉窑烧热量,可是老子吃饭的手艺,老子说到了就是到了。

“继续烧,瓷器该烧坏了,但铁没事,你不信自己看!

“关键无论是不是,赶紧去向公子汇报!”

高炉铁匠听到朱桓的身份,才觉得反正多确认一次也不费事,真的搞砸了事情可就麻烦了。

于是他就去确认了炉温,发现火候确实已经到了,就去向朱桓汇报情况了。

有了昨天的这次经验,高炉工今天就没有再迟疑,直接去确认了炉火情况,然后派人向朱桓汇报。

馀九成站在朱桓身边,将现场传过来的情况向朱元璋和朱桓说明。

朱元璋对炼铁流程颇为熟悉,听到馀九成汇报热量达到的事情,也是非常意外的向朱桓确认:

“桓儿,这火烧的太快了,新炉会比传统炉窑上火更快吗?还是工匠看错了?”

朱桓自己也没有炼过钢铁,并不知道高炉温度多久能够达标。

但是今天的朱元璋和昨天的铁匠都如此惊讶,那说明新炉的升温速度按照这时候的标准非常快。

至于为什么快,朱桓稍微了捋了一下工艺流程,就知道了:

“新高炉上火更快,这应该不是意外应,应该是正常现象,因为我专门做了热鼓风。

“按照我看到的后世经验,单纯用火炉持续烘烤铸铁的通风管,加热吹入陆港的风,就能让炼铁消耗的煤炭降低一半。

“我还专门制作了更加成熟的热鼓风渠道,在鼓风渠道内布置连续多道铸铁管组成的栅栏。

“用火炉持续烘烤铁管栅栏,让铁管栅栏始终保持红热状态。

“水排吹出来的风,经过被烧红的铁栅栏后变得异常灸热,进入炉膛后能让炉温迅速上升。

“这样能够继续降低煤炭消耗。

“以前炼一石铁可能需要十石焦炭,以后应该只需要三石就够了。

“最为直接的表现,就是高炉热量上升的更快,铁矿石完全融化所需的时间也会明显缩短。”

朱元璋见多了朱桓的神异,但现在听到朱桓的这些回答,还是忍不住惊得直瞪眼:

“以前要炼一石生铁,确需十石煤乃至更多,以后竟然只需三石吗!

“那以后炼铁,岂不是能省出至少一半的钱啊!”

朱桓面对朱元璋难以置信的反应,便轻轻点头给了个肯定的答复:

“我知道的情况确实是这样,现在我们也都已经看到了,高炉热的比以前快多了。

“昨天的时候,炼铁的工匠也是不敢相信了,父亲您今天也非常意外。

“而且,等以后炼铁工艺提升了,高炉耗煤量还能继续降低,可能不到两石就够了。

“以后把织布机换成钢铁的,织布速度还能再次翻倍,布幅还能再次扩大。

“把车厢和车轮都换成钢铁的,可以制造能转弯的车架。

“关键还可以大量铸造铁炮、火铳。

“甚至能用钢铁建造船只的龙骨,就能真的建造出长四十丈的大船了。”

朱元璋听着朱桓描绘的那些应用前景,思绪也不由自主的飘散起来,已经不知道该说什么了。

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