姜明在石碌呆了半個(gè)月,便率領(lǐng)督軍衛(wèi)隊(duì)帶著首批100噸礦石返回了肇新寨,留下第一營和木匠隊(duì)繼續(xù)修建公路。
李婧柔和蘇佚來碼頭迎接姜明的船隊(duì)歸來,剛下船見到兩人,姜明便首先道“蘇兄,這次我去昌化那邊找到了鐵礦和銅礦,大船上裝滿了鐵礦石和銅礦石,咱們馬上就可以煉鐵、煉銅?!?br/>
聽到這個(gè)消息,蘇佚有些激動,道“太好了,終于有鐵打造兵器、盔甲了,真是服了姜兄,說能找到鐵礦,就真找到了。哈哈哈”
我這不是作弊么?離線地圖都帶了,找不到才怪呢?姜明心里暗道。
旁邊的李婧柔笑道“又不是第一天見姜兄的神奇,蘇大哥何必大驚小怪?”
“是是是,大哥著相了,讓小妹見笑了。”
蘇佚訕笑,道“姜兄,你出發(fā)之前讓我修建的所謂高爐已經(jīng)建好了,就等著你把礦石運(yùn)來,咱們立馬可以煉鐵了?!?br/>
海南的土壤主要有磚紅壤、赤紅壤和燥紅壤等幾種,紅壤的主要礦物顆粒以高嶺石為主,但磚紅壤和赤紅壤的有機(jī)質(zhì)較多,高嶺土的成分較少,可以用來燒制紅磚,但燒制水泥、特別是耐火水泥就不行了。
所以,燒制水泥用的都是山嶺上品質(zhì)較好的黏土,但要建造高爐,得有高嶺土才行。姜明在筑建寨城的那兩個(gè)月,探訪了儋州附近的很多山嶺,終于找到了品質(zhì)較好的高嶺土。高嶺土的氧化鋁含量高,可以用來燒制耐火水泥。普通水泥在1300度軟化了,耐火水泥可抗1600度左右的高溫。
找到高嶺土后,姜明便燒制了一批耐火水泥,再壓制成磚。臨出發(fā)前,特地囑咐蘇佚按照工程圖的樣式修建一座高爐。
聽到好消息,姜明開心道“好,咱們明天就開始煉鐵。不過,現(xiàn)在要麻煩蘇兄指揮大家把礦石搬到高爐那邊去了。”
總算把蘇佚這個(gè)電燈炮打發(fā)走了,姜明走到李婧柔跟前,望著眼前伊人,伸出手抓著美人的柔荑,輕聲道“婧柔,你瘦了!”
被心上要抓著小手,李婧柔雙頰羞紅,低頭道“還說我,你也是,又黑又瘦!”
海南本就在熱帶,陽光毒辣,又在石碌那破地方干了十幾天活,能不變黑變瘦么?
姜明只好撓撓頭,戲笑道“變黑好,要是一幅小白臉,不知道要被多少女子看上呢?你知道的,我一向不喜歡勾三搭四的?!?br/>
聽到姜明這么不要臉的話語,李婧柔嗔道“真不知羞,看我不告訴孫姐姐和盧妹妹?也不知是你主動勾搭,還是別人主動上門的?”
唉,聰明的女人真不好惹,姜明只能慫道“酒雖好,三杯足矣,這個(gè)飲酒的習(xí)慣我一直堅(jiān)持著?!?br/>
“是嗎?那以后喝酒可不準(zhǔn)超過三杯哦?”
“當(dāng)然,當(dāng)然!”姜明應(yīng)道。
心里默默地加了句“酒后,還要喝兩三杯醒酒茶!”
哄好美女后,姜明牽著李婧柔的手返回了督軍府。
當(dāng)天晚上,姜明親自做了一頓晚飯慰勞兩位美女,簡單的清蒸鱸魚和泥鰍燉豆腐,還有幾個(gè)小菜。沒辦法,現(xiàn)在還沒有鐵鍋,炒菜都派不上用場,但兩位美女還是各種夸贊姜明的菜好吃,畢竟物以稀為貴,古代愿意為女人下廚做菜的男人,她們都沒聽說過。
。。。。。。
第二天,姜明便來到高爐煉鐵區(qū),小尾巴孫皓也跟了過來。昨天吃晚飯的時(shí)候,孫皓纏著姜明問這問那,小伙子看了姜明編的自然科學(xué)教材,求知欲強(qiáng)的不行,今天只好帶著他來見見世面。
鐵匠隊(duì)長蔣七走過來,道“督軍,所有的事情都準(zhǔn)備好了,隨時(shí)可以開爐?!?br/>
姜明點(diǎn)點(diǎn)頭,道“好的,辛苦大家了!你去叫大家準(zhǔn)備一下吧。”
蔣七去吩咐煉鐵的事了,姜明便帶著孫皓四處看看。
姜明也是第一次建高爐,所以高爐的容積不是很大,算是第一個(gè)試驗(yàn)性高爐。高爐修建在1米高的底臺上,總高度約3米,底部直徑1米,頂部的投料口直徑為03米,腹部最寬14米,總?cè)莘e約13立方米。高爐內(nèi)部的形狀像啤酒瓶,外部則是圓柱形,頂部外側(cè)有一根煙囪。
底臺、高爐都由耐火磚和耐火水泥砌成,高爐旁邊還修了一條傾角15度的斜坡,長約11米,工人可將翻斗車推到坡頂,直接將原料倒進(jìn)投料口。
高爐的前、后、左、右分別有四個(gè)孔洞,左、右兩個(gè)孔洞都是鼓風(fēng)口,距離底臺約05米;前面的孔洞為出鐵口,距離孔洞03米;后面的孔洞為出渣口,距離底臺約04米。
孫皓是第一次來鋼鐵廠,見過到都好奇,剛才一直纏著姜明問高爐的事。現(xiàn)在又指著高爐前面的大灶,問道“姐夫,這是什么灶?。吭趺丛谀銊偛耪f的高爐前面?”
孫皓背著姐姐的時(shí)候,習(xí)慣叫姜明姐夫,正好又滿足某人的虛榮心。所以,姜明便耐心道“這不是什么灶,是用來炒鐵的爐子。。。?!?br/>
這就是反射式炒鐵爐,建在高爐出鐵口前面,炒鐵爐是一個(gè)中型的坩鍋,它的左側(cè)是燃煤室,右側(cè)則是煙囪,三者上面都由一個(gè)“弧形拱洞”罩著,而坩鍋的前面開有爐門,用于攪煉。反射式炒鐵爐部用耐火磚修建。
其實(shí)明朝宋應(yīng)星的《天工開物》也有炒鐵爐的記載,不過中國古代的炒鐵爐類似于農(nóng)村的土灶,它的受熱部位是坩鍋下面的煤爐,上面是開放的,無法產(chǎn)生足夠的高溫,所以炒的是半液態(tài)的鐵。
真正將炒鐵爐發(fā)揚(yáng)光大的還是英國人享利?科特,他在1784發(fā)明了反射式攪煉爐,并申請了專利。
東西方的差異還是體現(xiàn)在科學(xué)理論上,歐洲更重視理論指導(dǎo)科學(xué),一旦技術(shù)突破就申請專利,加速推廣;中國則是純粹的技術(shù)摸索,可能這個(gè)工匠能夠炒出熟鐵,另一個(gè)就不行,所以國人總喜歡找很多似是而非的證據(jù),證明某朝很早就掌握了某項(xiàng)技術(shù),但又拿不出鐵證。
歐洲每項(xiàng)技術(shù)都有傳承和實(shí)證,天朝的很多工藝則遺失在歷史長河當(dāng)中,像陌刀、神臂弩、鄭和寶船,很多人只能去猜想它的威力,而按照文人的春秋筆法又復(fù)制不出來,所以又有很多人否認(rèn)它們的存在。
實(shí)際上,國人的很多東西記載實(shí)在太夸張,神臂弩只有脫離地球引力才能射到書中記載那么遠(yuǎn),鄭和寶船除非脫離工程力學(xué)的束縛才能像書中那么大。
歐洲就是生產(chǎn)出來了能夠耐1600度以上高溫的耐火坩鍋,才可以在液態(tài)狀態(tài)下,將生鐵煉成熟鐵,因?yàn)樯F的熔點(diǎn)是1100度左右,熟鐵則超過1500度。找到高嶺土后,姜明就讓泥瓦匠做了幾個(gè)坩鍋,預(yù)備修炒鐵爐用。
反射式炒鐵爐的原理是煤炭在燃燒室燃燒,產(chǎn)生的熱量通過拱洞,傳遞到炒鐵爐,炒鐵爐上面是球形弧面,可以反射熱量和光線。生鐵水流到炒鐵爐后,高溫?zé)崃肯蛩闹茌椛?,被爐頂?shù)那蛐位∶娣瓷浠貋?,球形弧面設(shè)計(jì)要嚴(yán)格計(jì)算,它能將熱量和光反射后,聚焦到一點(diǎn),從而在炒鐵爐中產(chǎn)生足夠的高溫。最后,尾氣則通過很小的拱洞,從煙囪排出。
姜明以前看很多穿越小說,瞎扯什么反射式炒鐵爐像功夫茶杯,根本就沒搞清它的原理。它的核心原理是利用爐上的球面弧頂將光和熱聚集到一點(diǎn),從而產(chǎn)生高溫超過1500度的高溫。只有學(xué)過大學(xué)物理中的光學(xué),懂得球面反射原理,才能設(shè)計(jì)出反射炒鐵爐。
姜明的炒鐵爐不大,直徑04米,容積約016立方米,按照鐵水的密度每立方米71噸計(jì)算,每次可以炒鐵100公斤左右。當(dāng)然,姜明并不清楚鐵水的密度,只能從鐵的密度79噸/立方米出發(fā),大致推算需要建多大的炒鐵爐。
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離開高爐區(qū),來到不遠(yuǎn)處的木炭窯,看到不少人正在劈砍木材,孫皓問道“姐夫,他們在干什么?那座房子是干嗎的?”
姜明越來越喜歡這個(gè)小舅子了,不但姐夫叫的好聽,而且人聰明好學(xué),特別是對自然科學(xué)很感興趣,便道“你平時(shí)看見的木炭,實(shí)際是用木材干餾得到的,方法是。。?!比缓蠼鞅隳托牡亟o孫皓解釋木材干餾的工藝。
“煉鐵、煉銅都需要木炭,鐵礦石、銅礦石和木炭在高溫下會進(jìn)行復(fù)雜的反應(yīng),然后就煉出了鐵和銅。將來你把數(shù)學(xué)和物理都學(xué)好了,我再教你化學(xué),你就知道其中的奧秘了?!?br/>
孫皓點(diǎn)點(diǎn)頭,心中暗自決定,一定要加倍努力,學(xué)好姐夫的本領(lǐng)。
木炭窯就建在高爐和炒鐵爐的旁邊。煤炭含有硫、磷等損害鋼鐵質(zhì)量的有害成分,不能直接用來煉鐵,煉鐵還是用木炭最好。
后世用焦炭替代木炭冶煉鋼鐵,主要也是出于成本的考慮,木炭需要大量砍伐森林,既不環(huán)保,成本也高。
儋州的煤炭主要是褐煤,根本沒法煉成焦炭,而且五代時(shí)期的海南森林茂密,也不需要刻意保護(hù)森林環(huán)境。
木炭窯比較簡單,底下是圓柱形的矮房子,頂部成拱形,直徑4米,墻高3米,部用紅磚和水泥砌成,墻體每隔2米開一扇小窗,總共6個(gè),后面還豎起一根高高的煙囪。
燒制木炭時(shí),將木材砍成條塊狀,堆放在炭窯內(nèi),點(diǎn)火燃燒后,等燒到三分之一時(shí),封閉窯門和窗口,讓其在缺氧的狀態(tài)下慢慢燃燒分解,分解出一氧化碳、木焦油、木醋液等有害氣體,剩下的就是木炭。
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