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它的结构可以看作三层楼,三楼和二楼互相隔离,一楼和二楼之间是多个可翻动的铁栅栏。使用时铁水从高炉流到三楼,二楼煤炭躺在铁栅栏上燃烧,加热楼上的铁水,煤炭烧过后翻翻铁栅栏,炭渣就掉进了一楼的除渣室,铁栅栏放平,又能从斜向下45度的进煤道向它上面添加煤炭。
同样是水力鼓风,与高炉不同,它的侧面还修了个高高的烟囱。
明代的炒铁炉是用人力搅拌,炉边总有一位身强力壮的大汉,拿着根熟铁做的炒铁棒,挥汗如雨的来回搅动。
爱惜人命的萧羽显然不会让工人们做这种严重损害健康的工作。他在炉顶上做了个支架,正中悬挂着一个大圆滚子,下面有三根熟铁棍子斜斜地伸向炉床,仍旧是水车提供动力,但在古代让琉球就有了机械化的炒铁设备。
以往生铁是冷却成锭后再加热,炼成熟铁;楚风现在使用的技术,是把高炉出来的生铁水直接炒成熟铁,本来是要到明朝才会出现的方法,宋应星在《天工开物》中有记载。
熟铁就可以直接制作锄头铁锨之类的农具了,当然,制作过程需要锻打、渗碳和淬火,熟铁柔软,可锻性强,加工性能优越。
楚风又修筑了一字儿排开的六台锻炉,这东西的基本结构,和所有农村铁匠修理锄头铁锨等农具的锻炉没有什么区别,就是要加大、加厚,加大是为了锻造大型铁件,加厚是为了保温,毕竟这是长时间使用的,节约燃料嘛。不用说,依然采用水力鼓风机,当然和高炉、炒铁炉的鼓风机比起来,这些就是孙子辈的小不点了。
每台锻炉边上都有一台水力锻锤,锻锤下是厚厚的铁砧,砧下垫着厚实的柞木墩子,再下面是水泥、石子浇铸的基座。多层复合受力结构,能够承受锻锤落下的巨大冲击力。
三个大的锻锤重两百五十斤,冲程三尺,每秒落锤50次;三个小的重八十斤,冲程二尺,每秒落锤150次。大锻锤用于粗加工,小锻锤则是精加工――实际上也精不到哪儿去,毕竟仍是锤子敲,说到底,水力锻锤的加工技术,和铁匠们一锤一锤敲打,实质上没有区别,仅仅是效率提高。
最后一项,萧羽要炼制的便是坩埚!
自从春秋时发明坩埚炼钢法以来,到汉朝最为兴盛,用它炼出的钢铁制成坚固的鱼鳞甲、锋利的环首刀,才有了战无不胜的大汉军,才有了将匈奴从蒙古高原打到欧洲的辉煌胜利,才有了“犯汉者,虽远必诛”的赫赫声威!也就是在李陵与匈奴作战上出现的制式装备,也是萧羽在那次长篇大论上频频提及的东西。
现在能够亲手制作出来,这如何不让萧羽欢欣?
也许是五胡乱华的战争,也许是其它什么莫名其妙的原因,坩埚法在南北朝时期失传了,反而墙内开花墙外香,在印度得到发展,阿三们用此法炼制的乌兹钢,制作的大马士革军刀锋利无比,曾经斩下无数十字军的头颅。
坩埚法在人类社会中使用了两千多年,直到十九世纪中后期才被马丁-西门子平炉炼钢法逐渐取代,但二十世纪兴起的转炉、电炉又可以看作坩埚法的变种,坩埚法在两千年后焕发了新生。
高炉、水车、炒铁炉、工人宿舍、冷却水塔。半个月后这些建筑都建立完成后,萧羽建立铁厂的第一次出产的铁锭也要出来了。
为了避免失败,萧羽在此前让工人们演练了十数。其中,萧羽全程都看着,为的就是今天用事实让所有人知道萧羽这个决策的正确性。
高炉经过了八天的低温烘烤,经过仔细检查,没有一点可疑的裂纹;滑轮组、飞轮、水车的轴承、滑车、活塞式风箱等等活动件,在工人模拟演练的后面四次,试着空转过,每次的情况都非常好,现在上足了油,运转起来没有一点阻塞。
当炼铁前最后的一步仪式结束后,萧羽将一个燃着的松枝扔进了火炉。
出铁口的活门是用生铁做的,内侧敷了一层厚厚的耐火泥。等炉中阵阵青烟从口子里倒卷出来,
负责第一步的王五徒弟张二狗眯着眼睛看向火炉里面笑道:“师父,火烧得正旺。”
说罢,王五轻轻松了一口气挥一挥小旗:“开始鼓风!”
二徒弟孙火听令立即扳下机括,巨大的水车在水流冲击下缓缓转动起来,引流渠中的水冲击着挡水片,把由搞出流下的动能传递给水车,再由偏心轮把水车的旋转运动变成风箱活塞的往复运动,伴随着一阵阵唧唧嘎嘎的木器转动,新鲜空气从风道吹进高炉中。
起初水车转得慢,鼓风机的风压小,炉内供氧不足,从炉顶冒出浓浓的黑烟,随着水车越转越快,炉内氧气供应充分,冒出的烟就由黑转青,由青转白,颜色越来越淡,最后,一大股火焰欢快的升出炉顶。
除了木炭,炉内还装了些经过洗选和土窑煅烧的铁矿石,另有石灰石作为造渣剂,现在火势大了,可以继续加料。
孙火扳动机括,和水车联动的绞盘转动起来,通过滑轮组,拖拽高炉加料翻斗车的绳索慢慢收紧,翻斗车就沿着30度斜着的滑轨爬上高炉顶,底下的人一扯控制索,车内的矿石就倒进了高炉里。翻斗车又慢慢的退回来,工人们把木炭铲进去,它就又一次爬上炉顶……
有人点燃了预热池里的煤炭,进炉的空气经过预热,吹进炉中加剧了燃烧反应。
木炭和铁矿石相见恨晚,在炽热的高炉内郎情妾意,拥抱着、翻滚着,释放的爱火冲出炉顶直扑天际,交媾的高潮一浪接一浪。
二个半时辰后,当萧羽吃晚饭来到这里的时候,第一枚铁锭已经出来了。
此时用于浇铸的沟槽大开,地上早就摆好了模子,除掉大块炉渣的铁水,从沟槽流进模中,铸成一个个六寸宽、五寸高、一尺长的生铁块,铁比重7。8,每块生铁锭子按照元制合一百多斤。
不一会儿,铸了两百个生铁锭子。
此时所有人的眼珠子惊讶的就似要掉出来一样。就是元朝政府创办的大规模铁厂一次性也未必能出产几万斤铁。在福建就是最大的高炉也就一次一万斤而已,现在萧羽初创的铁厂第一次就产出了两万多斤铁。这才是第一炉,也未必是最多最好的一炉!
这如何不能让一辈子和此物打交道的匠人们惊讶。
孙火一掐自己的大腿跳起来道:“我的妈呀,这是真的吗?”等感应到疼了,少年心性下欢喜更甚了。
萧羽笑笑,心算了一下。15立方米的高炉有效容积,即时以较低的利用系数,比如3计算,每天也能炼出45吨铁。
【本书中,很多东西不是楚子自己能写得出来了,我承认,不少我都是摘录别的资料上的。所以,还请见谅吧。要骂也就骂吧。】
第三十二章 精兵利械,军火
铁锭出来后并不是救大功告成了,实际上,到了这一步也不过是在产量上很令人惊喜而已。
萧羽办的是钢铁厂,虽然大家说的时候都是说炼铁厂。但其中的差别可是不小。
铁和钢的差别是很大的,铁锭出来了。但钢呢?下一步,萧羽就要将这一步完成。
高炉炼出的生铁水,含碳量在百分之三左右,一经搅动,碳和空气中的氧在高温下剧烈反应,产生二氧化碳,放出大量的热。铁水开了锅,气泡咕嘟咕嘟的冒,把炉渣推到炉边堆积起来。
生铁熔点约1100-1200摄氏度,纯铁则高达1535度。当碳与氧气结合,生铁水中的碳含量逐渐降低,它的熔点就逐渐提高了,于是炒铁炉中的铁水变得浓稠,由清汤到酱汁,由酱汁到果冻……最后聚成一个个外形很可爱的铁团儿,颇有点像魔幻世界的史莱姆胶质怪。
好了,回到现实。我们继续萧羽先生钢铁厂的下一步骤。因为,可爱的正太萝莉们很快将要发现这些胶质怪就要被暴揍一顿了。
停下搅拌,工人们用长钳子夹起铁质史莱姆,放到锻锤下面敲打。丁丁当当一阵响,铁团中的碳元素以单质石墨的形式被挤了出来,和内部的细小渣滓、表面的氧化铁碎屑一起,因为高温而在空气中化作了点点火星。
这个锻打只是为了除去杂质,工艺非常简单,就用钳子夹着在锻锤下随便敲打几下,没有特别的要求。熟铁在高温下很软,所以造型容易,时间一长,学徒们的作品什么形状的都有,铁饼、铁棍、铁团儿……直到一个月后,萧羽哭笑不得地明令规定打成铁棍,这才得以罢休。
锻打熟铁的过程比较耗费人力,几十斤的铁块,夹起来是要膀子力气的。好在学徒很多,一百多人,?
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