第二百六十二章 高炉炼铁
而在木炭烧制的这几天里,一座由青砖搭建,并且内外糊满的拌了盐泥的红色粘土,高约六丈,容积约30立方米的炼铁高炉,也在王明的指导下,在铁桃堡东南区靠近城墙角的位置,拔地而起。
这一座肚皮宽大,颈部收窄,外观有点类似景德镇花瓶的高炉,炉身有一多半是在地下,炉身如瓶,其口广丈许,底厚三丈五尺,因为要方便加料,故炉身大半在坑里。其中炉口瓶颈最窄处,仅容一人钻入,远远看去,有点象个酒瓶,也极象现代社会行为艺术的荒诞派作品。
相比明朝那些容积最大只有10立方米的炼铁高炉,这座高炉在戴升许旆以及一众铁匠看来,几乎就是庞然大物,而在王明看来,这样的高炉,也不过是小儿科罢了,与后世的正规的炼铁高炉,实在是不堪对比。
因为在王明前世生活的二十一世纪里,中国国内基本上都是3000多立多米的大型高炉,200立方以下的高炉都必须强制关停,日本甚至在二十世纪八十年代就已在使用5000立方米的高炉。
真正让王明忧心的是,现代钢铁工业中,高炉的内部结构中,所用的构建砖均为高铝粘土所制的耐火砖,这种砖头能保证高炉可以长期使用,而现在东川地带,王明暂时没在附近找到高铝粘土,只能用普通的青砖敷盐泥代替。
这样一来,因为炉壁青砖的主要成份是二氧化硅,当石灰等造渣剂加入炉中后,将与铁水中的磷等杂质产生磷酸,而这个磷酸会与酸性炉壁发生激烈反应,导致高炉内壁的侵蚀与破损。青砖敷盐泥这种传统的中国古代炼铁方法,其实有相当的危险性,直接导致了明朝各地炸炉事件的频发。
按王明心下估计,现在这座高炉,很可能用个不到二十次就会有烧塌的危险。
这高铝矾土,王明记得在东川北部其实是有出产的,但现在一时尚未找到,只得先行这样用着了。
王明在心中暗下决心,以后一定要想办法解决这个问题,力求让高炉安全使用时间,能达到临近现代工业的水平。
虽然明朝的工人没有什么劳保制度,但王明还是希望尽力保证这些工人的人身安全,毕竟每个工人的后面,都是有指望他工资活命的一家老小。
为了保证安全,王明对铁匠们反复叮嘱,这样的一座高炉,只能用上个十六七次,便要务必拆了重新搭建。
王明为了安全起见,又对高炉附设的鼓风机,做出了重大改进。
在明朝的时候,炼铁鼓风所用的还是折叠皮革所制成的地风箱,外型象个大型的手风琴。使用地时候用脚一下一下地踩踏鼓风。这种鼓风机最大的问题就是容易在高温中老化,万一因为鼓风不力,而导致这座没有使用高铝粘土耐火砖的高炉炸炉崩塌,滚热的铁水能把附近的工匠瞬间汽化。
现在这种可拆卸的活动式推拉木箱鼓风机,便是王明经熟思后所设计的新式鼓风设备。
外形上,它象一个大抽屉一般,上面有木制把手,可推拉鼓风。而且一旦发现有破损,因是可拆卸木质结构,可以很方便地立即更换破损部件。
而真正让一众工匠感到震撼的,其实并不是这座炼铁高炉,而是在高炉旁边,以全新架构建立的炒铁炉。
明代炒铁炉,也就是《天工天物》上面所记载的那种开放式炒铁炉,是一种完全用人力搅拌制作的设备,炉形与一个水水缸类似,炉边总有一位身强力壮的大汉,拿着根柳木棍做的炒铁棒,挥汗如雨的来回搅动,使生铁液中的碳氧化,而成熟铁。只不过,这种方法,极没效率也极损害工匠的健康。
此种方法,与当时的欧洲常用的,熟铁入炉加温渗碳炼成钢的灌钢法不同,被称为炒钢法。
那为什么这种用柳木棍搅拌炼制熟铁的方法,会在中国这般普及呢?
这是因为,这种简陋的方法,除了原料简单之外,还有个意外的好处。
那就是,搅拌的同时也会逐渐烧去柳木棍,相当于是往生铁中混入单质碳,藉由这个步骤,工匠们有时可以碰运气般地,直接炒出含碳量低于生铁,却高于熟铁的钢来,甚至有机会炒出中碳钢与高碳钢。
用明朝工匠的说法来说,便是天时地利人合外加祖师爷爷开了眼,赏给辛苦作业的工匠的礼物。
只是这种炒钢法作业方式,这种碰运气般炼钢的生产作业方法,比起当时欧洲已是规模化的炼钢工业来说,实在是太过原始与简陋。
随着时代的继续发展,中国原本就简陋的炼铁技术,自清朝以后,却更加衰败不堪,与近代工业迅猛发展的欧洲诸国,形成了鲜明而可悲的对比。
让一众铁匠十分惊奇的是,太子殿下设计的这座炒铁炉,可谓完全颠覆了他们对炒铁炉的原有认知。
这座王明设计的炒铁炉,外形有点像功夫茶的茶杯,它用敷盐泥青砖整体建造,炉床底部中间凹陷,四周是拱形炉壁,下部为燃烧室,进风道在燃烧室底部。是一种前所未见的火焰与铁矿隔离的反射炉型。
它的结构可以看作上中下三层,顶层和次层互相隔离,中间是多个可翻动的铁栅栏。使用时铁水从高炉流到顶层,次层铺堆的煤炭平躺在铁栅栏上燃烧,加热楼上的铁水,煤炭烧过后翻翻铁栅栏,炭渣就掉进了底层的除渣室,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。
接下来,王明设计了一个支架,安放在炒铁炉的正中央上方,支架下面安插着有三根熟铁棍子斜斜地伸向炉床,外面使用绞盘推用,有三个把柄向外伸出,可以由三个壮汉离着一段距离共同推动炒铁,这样改进后,虽然仍是人力推动,但可以有效维护工匠的身体健康,也可以使炒铁更有效率。
经过了二十多天的筹备,一切准备工作都做好了。
望着这些凝聚着自已心血,新建成的炼铁高炉,炒铁炉,鼓风机等炼铁设备,王明心下,十分激动。
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这一座肚皮宽大,颈部收窄,外观有点类似景德镇花瓶的高炉,炉身有一多半是在地下,炉身如瓶,其口广丈许,底厚三丈五尺,因为要方便加料,故炉身大半在坑里。其中炉口瓶颈最窄处,仅容一人钻入,远远看去,有点象个酒瓶,也极象现代社会行为艺术的荒诞派作品。
相比明朝那些容积最大只有10立方米的炼铁高炉,这座高炉在戴升许旆以及一众铁匠看来,几乎就是庞然大物,而在王明看来,这样的高炉,也不过是小儿科罢了,与后世的正规的炼铁高炉,实在是不堪对比。
因为在王明前世生活的二十一世纪里,中国国内基本上都是3000多立多米的大型高炉,200立方以下的高炉都必须强制关停,日本甚至在二十世纪八十年代就已在使用5000立方米的高炉。
真正让王明忧心的是,现代钢铁工业中,高炉的内部结构中,所用的构建砖均为高铝粘土所制的耐火砖,这种砖头能保证高炉可以长期使用,而现在东川地带,王明暂时没在附近找到高铝粘土,只能用普通的青砖敷盐泥代替。
这样一来,因为炉壁青砖的主要成份是二氧化硅,当石灰等造渣剂加入炉中后,将与铁水中的磷等杂质产生磷酸,而这个磷酸会与酸性炉壁发生激烈反应,导致高炉内壁的侵蚀与破损。青砖敷盐泥这种传统的中国古代炼铁方法,其实有相当的危险性,直接导致了明朝各地炸炉事件的频发。
按王明心下估计,现在这座高炉,很可能用个不到二十次就会有烧塌的危险。
这高铝矾土,王明记得在东川北部其实是有出产的,但现在一时尚未找到,只得先行这样用着了。
王明在心中暗下决心,以后一定要想办法解决这个问题,力求让高炉安全使用时间,能达到临近现代工业的水平。
虽然明朝的工人没有什么劳保制度,但王明还是希望尽力保证这些工人的人身安全,毕竟每个工人的后面,都是有指望他工资活命的一家老小。
为了保证安全,王明对铁匠们反复叮嘱,这样的一座高炉,只能用上个十六七次,便要务必拆了重新搭建。
王明为了安全起见,又对高炉附设的鼓风机,做出了重大改进。
在明朝的时候,炼铁鼓风所用的还是折叠皮革所制成的地风箱,外型象个大型的手风琴。使用地时候用脚一下一下地踩踏鼓风。这种鼓风机最大的问题就是容易在高温中老化,万一因为鼓风不力,而导致这座没有使用高铝粘土耐火砖的高炉炸炉崩塌,滚热的铁水能把附近的工匠瞬间汽化。
现在这种可拆卸的活动式推拉木箱鼓风机,便是王明经熟思后所设计的新式鼓风设备。
外形上,它象一个大抽屉一般,上面有木制把手,可推拉鼓风。而且一旦发现有破损,因是可拆卸木质结构,可以很方便地立即更换破损部件。
而真正让一众工匠感到震撼的,其实并不是这座炼铁高炉,而是在高炉旁边,以全新架构建立的炒铁炉。
明代炒铁炉,也就是《天工天物》上面所记载的那种开放式炒铁炉,是一种完全用人力搅拌制作的设备,炉形与一个水水缸类似,炉边总有一位身强力壮的大汉,拿着根柳木棍做的炒铁棒,挥汗如雨的来回搅动,使生铁液中的碳氧化,而成熟铁。只不过,这种方法,极没效率也极损害工匠的健康。
此种方法,与当时的欧洲常用的,熟铁入炉加温渗碳炼成钢的灌钢法不同,被称为炒钢法。
那为什么这种用柳木棍搅拌炼制熟铁的方法,会在中国这般普及呢?
这是因为,这种简陋的方法,除了原料简单之外,还有个意外的好处。
那就是,搅拌的同时也会逐渐烧去柳木棍,相当于是往生铁中混入单质碳,藉由这个步骤,工匠们有时可以碰运气般地,直接炒出含碳量低于生铁,却高于熟铁的钢来,甚至有机会炒出中碳钢与高碳钢。
用明朝工匠的说法来说,便是天时地利人合外加祖师爷爷开了眼,赏给辛苦作业的工匠的礼物。
只是这种炒钢法作业方式,这种碰运气般炼钢的生产作业方法,比起当时欧洲已是规模化的炼钢工业来说,实在是太过原始与简陋。
随着时代的继续发展,中国原本就简陋的炼铁技术,自清朝以后,却更加衰败不堪,与近代工业迅猛发展的欧洲诸国,形成了鲜明而可悲的对比。
让一众铁匠十分惊奇的是,太子殿下设计的这座炒铁炉,可谓完全颠覆了他们对炒铁炉的原有认知。
这座王明设计的炒铁炉,外形有点像功夫茶的茶杯,它用敷盐泥青砖整体建造,炉床底部中间凹陷,四周是拱形炉壁,下部为燃烧室,进风道在燃烧室底部。是一种前所未见的火焰与铁矿隔离的反射炉型。
它的结构可以看作上中下三层,顶层和次层互相隔离,中间是多个可翻动的铁栅栏。使用时铁水从高炉流到顶层,次层铺堆的煤炭平躺在铁栅栏上燃烧,加热楼上的铁水,煤炭烧过后翻翻铁栅栏,炭渣就掉进了底层的除渣室,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。
接下来,王明设计了一个支架,安放在炒铁炉的正中央上方,支架下面安插着有三根熟铁棍子斜斜地伸向炉床,外面使用绞盘推用,有三个把柄向外伸出,可以由三个壮汉离着一段距离共同推动炒铁,这样改进后,虽然仍是人力推动,但可以有效维护工匠的身体健康,也可以使炒铁更有效率。
经过了二十多天的筹备,一切准备工作都做好了。
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