二十九章 琉球钢铁厂
铁匠冯火山主持下,一座肚⽪宽大,颈部逐渐收窄,外观有点类似景德镇花瓶的⾼炉,在这片钢铁厂离河岸不远的位置,沉积岩台地的地基上树立起来了。
没错,确实是冯火山主持修建的,楚风只是按照现代冶铁工艺,提了一些修改方案。
哪个穿越者回到宋代,想通过“明”⾼炉炼铁来捞第一桶金,他一定会活活气死的,因为⾼炉早就普及了。
北宋元丰年间,朝廷军器监在汴河两岸架设⾼炉,炼铁的红光映⽇,昼夜不息。生产的⾼峰期,仅华北地区年钢铁产量就达到了15万吨;要知道,大英帝国在整整七百年后才达到7。6万吨的钢铁年产量,那时候它已经开始了工业⾰命。
整个宋朝期间,包括了北宋初年和南宋时期国土面积狭小,包括了战时期生产遭到破坏的不利因素,居然能达到3。5-7万吨平均钢铁年产量!
南宋时期福建钢铁产业达,有的大型⾼炉,一次就可以冶炼上万斤生铁;冯火山作为船场的铁匠把头,也曾主持一次浇铸千斤大铁锚。
⾼炉的建造并不复杂,五十年代末的“大跃进”号召国全 民人炼钢铁,甚至有的小学生学、生产队村民、副食品商店售货员都组成一个个炼铁小组,建造⾼炉来炼钢炼铁。
那些⾼炉的技术⽔平大约也就和宋代差不多吧,理论上是能够炼铁的,但是技术掌握不过关,所以大多不了了之。
琉球史上第一座⾼炉,⾼四丈五尺,⾼炉容积约15立方米…比这个时代任何一座⾼炉都大,但要是在二十一世纪,国內2oo立方以下的⾼炉都必须強制关停,倭国甚至已经在使用5ooo立方米的⾼炉了。
技术进步的度真快。
但这并不表示楚风休息了大半个月。先他据土著人提供的线索,找到了⾼铝粘土,这玩意氧化铝含量⾼,研磨后加上石灰石煅烧,就是耐火⽔泥;直接庒制成砖,在13oo度的⾼温下可以烧制成耐火砖。
其实这个时代地小⾼炉。直接使用粘土筑造。或者用红砖砌都没很大问题。关键是楚风希望提⾼它地使用寿命。于是在⾼炉內衬中。使用了现代炼钢炉才用地⾼级耐火材料。
鼓风机也是个大问题。现代⾼炉都是专用地风机。马力強大。但在宋代。还是使用地风箱。风箱有两种类型。一种像手风琴。上下是木板。四周围着折叠地⽪⾰。用地时候一下一下地踩踏鼓风。另一种是个大木箱子。有活门。推拉鼓风。
第一种风箱使用久了⽪⾰会老化。楚风害怕到时候换都来不及。送风不⾜⾼炉炸炉。滚热地铁⽔流出来附近地工人全得成焦炭。还是活门推拉地险保。用⽔车提供动力。利用偏心轮把旋转运动变成往复运动。整个⾼炉布置了四台风箱、四个风道。另外做了两台备用地风箱。以防意外。
进气道最后⼊炉前地一段并在一起。下方设有和进气道隔离地火池。內盛燃煤。空气在进炉前。就被加热到八百至一千度。
空气预热。这是现代钢铁生产中。提⾼炼铁效率地最关键一步。楚风印象中。至少在明末以前全世界都没掌握这门技术。
庞大地炉⾝外。还用扎实地木头搭建了支撑点落在地面地立独式检修塔。另用滑槽、滑车和滑轮组组成了炉顶上料系统。
⾼炉炼出的铁⽔是含碳量⾼、杂质多的生铁,但是已经可以用来铸造大型铁件,比如铁锚之类的东西,于是在出铁口外接一条沟槽,平时封闭,如有需要就打开,烧红的铁⽔直接注⼊模具,浇铸大型铁件。
⾼炉旁边修建了一台大型炒铁炉…就是亨利。科特在1784年明的反式搅炼炉。这台炒铁炉的外形有点像功夫茶的茶杯,是焰、铁隔离的反炉型。它用耐火砖整体建造,炉底部中间凹陷,四周是拱形炉壁,下部为燃烧室,进风道在燃烧室底部。
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,炉边总有一位⾝強力壮的大汉,拿着铁做的炒铁,挥汗如雨的来回动搅。
热爱机械的楚风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,下面有三铁子斜斜地伸向炉,仍旧是⽔车提供动力,就有了机械化的炒铁设备。
以往生铁是冷却成锭后再加热,炼成铁;楚风现在使用的技术,是把⾼炉出来的生铁⽔直接炒成铁,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。
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,铁柔软,可锻強,加工能优越。
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大巨冲击力。
三个大的锻锤重两百五十斤,冲程三尺,每秒落锤5o次;三个小的重八十斤,冲程二尺,每秒落锤15o次。大锻锤用于耝加工,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。
可惜,现在的技术条件不能冲庒,更不能精密锻造,否则楚风就有金属机可用了。
⾼炉、鼓风机、⽔力锻、炒铁炉,这些东西还在冯火山的认知內,但炼钢法的改进终于让他彻底认不出来了。
楚风用⾼铝粘土烧制了很多大土锅,几个窑场的主管徐财旺,以前曾在瓷窑⼲过,这事儿他是当仁不让。先把粘土粉碎加⽔过筛成细泥,再像塑瓷胎那样在飞旋转的木盘上手工成型,最后放到专门的⾼温窑中烧制十个小时,土锅就新鲜出炉了。
只是冯火山不明⽩,这些土锅子能拿来炼钢吗?那不和炒菜差不多了。
宋末的钢,主要有炒钢、百炼钢、灌钢三种工艺。
炒钢实际上就是炒铁,楚风那炒铁炉就能生产,其实出的主要是铁,还有少量中低碳钢,质量很不稳定;
百炼钢用炒钢作为原料,加热后反复折叠锻打,或用数种成分不同的原料反复叠锻得到的,工艺复杂成本⾼,只适合制造宝刀宝剑;
灌钢法在《梦溪笔谈》有记载:“世间锻铁所谓钢铁者,用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,封泥炼之。锻令相⼊,谓之团钢,亦谓之灌钢。”
这三种工艺都不适合大规模工业化生产。
楚风要炼的,是坩埚钢。自从舂秋时明坩埚炼钢法以来,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!
也许是五胡华的战争,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,反而墙內开花墙外香,在印度得到展,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了生新。
⾼炉、⽔车、炒铁炉、工人宿舍、冷却⽔塔,都一一建起来了,铁厂通向村子的路上,还起了一座大门。
国人喜写“到此一游”楚风也有此雅兴,于是靠着大路的门头上,挂起了五个抓狗刨的大字:“琉球钢铁厂”