第一百三十七章 新式煉鐵-《明末之虎》
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李嘯當然知道現代高爐是怎么樣子以及如何運作,只不過李嘯并不認為自已能在短時間內把現代技術完全照搬過來。還是結合當代的實際工業水平,一步一步加以改進來做,才是更現實的方法。
李嘯決定,在建高爐前,首先建起了一座炭窯。
李嘯這樣做,是為了保證試驗煉鐵的效果,因為木炭的純凈度比煤與焦炭都要高得多,而含雜質量卻比這二者皆要少,現在用來試驗性質的煉鐵,卻是最合適不過。
然而,李嘯的炭窯設定,是各位明朝工匠前所未見的古怪模式,讓一眾工匠感覺十分新奇。
李嘯設計的炭窯,半截埋在地下,半截露在外面,用一名工匠的話來說,這炭窯,象一只巨大的烏龜。
李嘯聞言大笑。
李嘯這樣做,是有他的設計道理的。
因為炭窯半埋地下可以有效的保溫,更好地提高原料利用率。它的具體結構,則是類似一座二層小樓,一樓用來燒火加熱,二樓放置燒制木炭的原料木材。
李嘯讓工匠們用城墻包磚剩余的磚頭來修建,三天后,一座炭窯便建好了。
隨后,從附近各地荒山上,砍下木材,經簡單晾曬后,便搬進窯的上半部,窯的下層則放入放入從單縣縣城煤行買的煤塊。
接下來,李嘯讓工匠在一樓的火嘴處點火,引燃煤層,這時二樓窯中木材開始被火炙烤,這些猶然有些發濕的木材,水分蒸發后,混合其他揮發物,形成冷白的煙霧,從煙囪中冒出,迅速被寒風刮散。
溫度漸漸升高,此時一樓的煤炭已經燒盡,二樓窯內木材自身開始氧化發熱,木質材料發生熱分解反應,其組成開始發生了變化。其中的不穩定成份,如半纖維素,發生分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物質。
木材自身分解發熱把窯內溫度推到了最高點,大約攝氏400度,木質材料急劇地進行熱分解,木材表面有粘稠的油狀物流出,那是反應生成的大量醋酸、甲醇和木焦油,時不時的還會鼓起一個氣泡,則是甲烷、乙烯等可燃性氣體。這些物質,在爐內缺氧的環境下緩慢燃燒,釋放熱量、保持窯溫。
此時,冒出的煙也開始變化,開始先變黃,后變青,漸漸變成淡青色的透明狀煙霧。
見到煙霧變成透明,工匠們便開始封窯,把窯頂的煙囪堵住。
這樣,窯內的木柴開始在非常缺氧的環境下繼續化學反應,固為徹底堵住了氧氣,窯內氧化反應就慢慢停下來,窯溫逐漸變低。
又過了三天,李嘯讓工匠打開窯頂透氣,隨后又冷卻了兩天,李嘯便讓人開窯取炭。
工匠們打開窯門,一股嗆人的煙氣撲面而來,讓在場的工匠皆咳嗽不止。
一名年紀較大的老工匠命令大家,趕緊把嘴閉住,包上濕巾,然后弓背屈膝,把一段一段烏黑發亮的木炭從窯內撈出來。
兩個多時辰后,揮汗如雨的工匠們終于取完了所有的木炭。
木炭總重,整整五千斤。
李嘯帶有試驗性質的燒炭大獲成功。
可用于冶煉優質鐵料的木炭,就這樣燒成了。它的炭含量極高,磷、硫等雜質含量低,還原性強,還具有疏松多孔的結構,燃燒充分,供熱均勻,在高爐煉鐵中比焦炭更加優秀。
而在木炭燒制的這幾天里,一座由青磚搭建,并且內外糊滿的拌了鹽泥的紅色粘土,高約六丈,容積約30立方米的煉鐵高爐,也在李嘯的指導下,在鐵龍城東南區靠近城墻角的位置,拔地而起。
這一座肚皮寬大,頸部收窄,外觀有點類似景德鎮花瓶的高爐,爐身有一多半是在地下,爐身如瓶,其口廣丈許,底厚三丈五尺,因為要方便加料,故爐身大半在坑里。其中爐口瓶頸最窄處,僅容一人鉆入,遠遠看去,有點象個酒瓶,也極象現代社會行為藝術的荒誕派作品。
相比明朝那些容積最大只有10立方米的煉鐵高爐,這座高爐在顏均和眾鐵匠看來幾乎是龐然大物,而在李嘯看來,不過是小兒科罷了,與后世的煉鐵高爐,實在是不堪對比。
因為在李嘯前世生活的二十一世紀里,中國國內基本上都是3000多立多米的大型高爐,200立方以下的高爐都必須強制關停,日本甚至在二十世紀八十年代就已在使用5000立方米的高爐。
真正讓李嘯憂心的是,現代鋼鐵工業中,高爐的內部結構中,所用的構建磚均為高鋁粘土所制的耐火磚,這種磚頭能保證高爐可以長期使用,而現在在單縣這樣的平原地帶,李嘯實在沒辦法在附近找到高鋁粘土,只能用普通的青磚敷鹽泥代替。
這樣一來,因為爐壁青磚的主要成份是二氧化硅,當石灰等造渣劑加入爐中后,將與鐵水中的磷等雜質產生磷酸,而這個磷酸會與酸性爐壁發生激烈反應,導致高爐內壁的侵蝕與破損。青磚敷鹽泥這種傳統的中國古代煉鐵方法,其實有相當的危險性,直接導致了明朝各地炸爐事件的頻發。
按李嘯心下估計,現在這座高爐,很可能用個不到二十次就會有燒塌的危險。
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