大明國師 第507章

作者:西湖遇雨

  在清帝康熙於京西暢春園之北建圓明園,賜予皇四子胤禛居住的時候,英國人亞伯拉罕達比,第一次用焦煤作爲原料鍊鐵,讓爐火的溫度劇烈升高,獲得了穩定的1600度的高溫。

  從那以後,燃料上的突破就陷入了瓶頸期,爲了獲得更高的爐溫,獲得更高品質的鋼材,西方人又開始從鼓風器具和冶鐵爐兩方面着手,冶鐵爐的結果就是貝塞麥轉爐的出現,而鼓風機則一開始是通過畜力帶動水車,水車帶動鼓風機,後來有了用於抽水的紐科門蒸汽機,就直接用蒸汽機帶動水車了。

  焦煤鍊鐵→畜力水車→蒸汽機水車

  事實上,想要完全去除或者一步脫硫脫磷姜星火不會,但只要能獲得液態鋼,脫磷的辦法還是有幾種的,難一點的譬如氧吹除磷、鎂還原除磷,當然了,沒有鎂和高壓氧氣其實都無所謂,因爲還有簡單一點的辦法——大明現在總有石灰石吧?

  有石灰石,就能脫磷。

  作爲石灰石的主要成分,碳酸鈣能能夠用來還原除磷的,其反應原理是在高溫條件下,碳酸鈣和爐內的鋼水反應,生成二氧化碳等氣體和氧化鈣,氧化鈣再與鋼水裏的磷反應生成氣體並排出爐外。

  這種方法適用於含磷較高的鋼水,說白了就是往鋼水裏撒石灰石粉末,沒有任何技術難度,跟往水裏撒麪粉沒有任何本質區別。

  有了能穩定地低成本高效率獲得的低磷鋼材,就有了重工業大到軍艦火炮,小到車牀零件的一切。

  而蒸汽機的發展,也是與煤鐵工業密不可分的,譬如蒸汽機一開始的主要作用,就是用來給煤礦抽水和給冶鐵鼓風,而前置科技點,也就是車牀、鏜牀等技術,卻是爲了用於火炮炮管生產,才發明出來的。

  此前對這些零散的知識點始終沒有串聯起來的姜星火,在此情此景的逼迫下,終於理解了這一切。

  至此,他也拿到了開啓第一次工業革命裏重工業大門的那把最關鍵的鑰匙。

第四百七十九章 鋼材

  這是一個技術停滯不前的年代。

  在這個年代,由於大明帝國的國土面積廣闊,人口相對稀疏,再加上路引制度導致陸路交通極爲閉塞,這個帝國在建立之初的三十餘年,一直沒有進行有效的、大規模的技術交流,匠戶制度下不管是父死子繼還是師死徒繼,都存在着“代代留一手”的情況,有的技術留着留着就斷了傳承,這使得冶金領域的技術發展速度極其緩慢,幾乎是凝滯,甚至是倒退的狀態。

  這時候,在冶金領域使用最廣泛的燃料,其實就是煤炭。

  說來很奇怪,但其實一點都不奇怪的一件事,那就是在這個時代,幾乎沒有人想過,煤炭還能變成什麼。

  “煤炭的產物”這個命題,放到後世,很多人都能想到一大堆,汽油、柴油、煤油、尿素、甲醛、瀝青、塑料、合成纖維……

  但這都是第二次工業革命以後的科技產物了,在第一次工業革命階段,其實煤炭最重要的產物,就是焦煤。

  焦煤其實就是煤在隔絕空氣的條件下,加熱到一千度左右,然後經過乾燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段最終制成的,這一過程叫高溫煉焦,然後煉製出來的焦煤主要用於高爐鍊鐵和用於銅、鉛等有色金屬的鼓風爐冶煉,姜星火雖然化學學的一般,但也大概記得,是起還原劑、發熱劑的作用。

  而鍊鐵的高爐採用焦煤代替煤炭和木炭,爲現代高爐的大型化奠定了基礎,是冶金史上的一個重大里程碑。

  但在現在的工匠眼裏,卻完全意識不到這一點,原因也很簡單,煤炭的主要作用就是在冶煉過程中,作爲跟木炭一樣的燃料,起到給冶鐵高爐加熱的作用。

  而對於工匠來說,他們用的煤炭的價格其實是很貴的,不能隨意浪費,是必須要愛惜一點使用的,隨意給霍霍了那就太可惜了,畢竟這玩意兒比木炭要難獲得,大明南方的煤礦並不多,產量也不高。

  但工匠們哪知道,如果不霍霍一下,把煤炭扔進密閉空間去幹燒,是無法獲得焦炭的。

  總而言之,之所以沒人嘗試,或者有人嘗試了但是沒有傳播出來,主要原因就是煤炭對於工匠們來說,就已經足夠了。

  不過工匠們考慮的問題,對姜星火來說都不是問題。

  這就像是對於一個家庭來說,一袋米、一捆柴都很重要,不能輕易浪費,但對於一個國家來說,如果能用這種微小的代價就嘗試出新的技術路線,是完全可以通過“浪費”來試錯的。

  “派人去袁珙負責的化肥工坊,那裏是不是有小規模的製備焦炭設置?讓他們送焦炭過來,如果沒有就現在開始煉製。”

  雖然現在的化肥工坊,主要的生產過程就是把從萬里石塘的鳥糞島定期邅淼镍B糞稀釋,加入各種有用沒用的其他物品,製成化肥裝袋貼籤然後售賣。

  但在最初試驗的時候,爲了獲得合成氨來展示化肥的功效,是有一條土法煉焦線的,當時只是爲了通過綠狄后w來收集氨氣,並非是爲了煉製焦炭,焦炭只是副產物,姜星火也從來沒想過用焦炭來提高爐溫,繼而製造液態鋼的事情。

  畢竟穿越者也不是百科全書,很多串聯的知識點,在只想做一件事情的時候,是很難意識到它的其他作用的,所以姜星火也下意識地忽略了這一點,直到現在纔想起來。

  雖然現在的化肥工坊,已經不需要這種低效的製取手段,但是怎麼說呢……這種有紀念意義的裝置,還是被保留了下來,就像是很多名人保存完好的故居,意思是差不多的。

  煉焦有兩種,一種是土法煉焦,一種是正經的焦爐煉焦。

  化肥工坊裏保存的,就是土法煉焦的小爐子和長條埋焦設施。

  土法煉焦的實際過程,只能用“樸實無華”四個字來形容,所謂的長條埋焦設置,不過是一個堆放成長方形的池子,四周頂底都用耐火磚密封,然後點燃煤炭,經一段時間把煤氣全部燒完,不再冒煙,就煉成焦炭了……

  有什麼技術難點?也沒啥,最多就是弄個側壁的導火道,讓煤炭燃燒產生的廢氣與未燃盡的大量煤裂解產物形成的熱氣流,經長條埋焦設置側壁的導火道繼續燃燒,並將部分熱傳入裏面,然後從孔洞裏注水熄焦,冷爐,扒焦。

  土法煉焦結焦的時間相對比較長,成焦率也低,煤耗更是高的沒眼看,而且環境污染賴乐亍�

  但是無所謂,正經的冶鐵場,姜星火肯定會讓他們想辦法改進出來專門用於煉焦的焦爐的,對於這些人的聰明才智和動手能力,姜星火沒有懷疑過,他們缺的或許只是思路上的指引。

  這些拿過來用的焦煤,只是姜星火用來給他們看,怎麼用新的燃料,把爐火的溫度提高到足以熔化出鋼水的地步的。

  姜星火和胡元澄出去說話了,內裏的工匠們議論紛紛。

  “焦炭?聽着是把煤炭又燒了一次,是不是跟木頭燒成木炭,是一個道理?”

  “木頭燒成木炭還能接着燒,煤炭燒成焦炭,那不就是一堆黑疙瘩了?還能接着燒?”

  “誰知道呢,不過上頭這些大人物要怎麼弄,咱就怎麼弄吧,混口飯喫,計較那麼多幹嘛。”

  “我們這些熟鐵不夠吧?還需要往裏放生鐵?”

  有人立即說道,他們剛剛也看了,若是大規模的煉,怕是這裏的不夠,因爲剛剛送走了一批熟鐵。

  雖然這個時代,工匠們無法直接得到液態鋼,但是基本常識還是知道的,生鐵含有其它雜質較熟鐵要多些,同樣的道理,把生鐵回爐的話,最後得到的鐵水,裏面的雜質也要比熟鐵的鐵水要多些……事實上在現代鍊鋼也是,除非是特種鋼,不然的話理論上都是可以用熟鐵回爐的,只不過很少有人這麼做就是了,都是有成套的設備和工藝幾步就到位的。

  “老師傅,你說這能行不?”

  這時候,工匠們看向了一直在角落裏沒說話的那個面色蠟黃,穿着棉业睦先恕�

  老人皺了皺眉,對那個瞎折騰的安南人,他看不順眼,因爲他一眼就能判斷出來,想要靠着減少冶鐵爐的對空氣接觸面積來提高爐溫是不可行的,以前不是沒人想過這個法子,早就折騰個遍了,卻無一人成功。

  但國師不一樣。

  國師的威望,又豈是這些安南人能夠比的?

  所以,他並不敢質疑姜星火的決定,只是努了努嘴,說道:“且看看吧。”

  這時候,姜星火正在和胡元澄討論煉焦設施的建設。

  畢竟總用土法煉焦,產出比實在是太低,想要實現正規化的持續冶煉,肯定是要弄正兒八經的煉焦爐。

  但這東西姜星火也不太懂,只是翻書的時候有個大概的概念,嗯,原子彈他也有個大概的概念……總之吧,先描述出來,然後讓胡元澄去弄就是了。

  事實上,焦爐也不是隻有一個模樣,畢竟煤焦化技術的應用在他前世已經有了幾百年的歷史,爐子的結構形狀也經歷了許多變化,一開始的煉焦是仿造燒木炭的過程採用成堆乾餾,還比較原始;到了後來開始演變成磚砌的半封閉式長窯爐,也就是類似於現在化肥工坊用的土法煉焦;再往後,開始採用全封閉式圓窯,即俗稱的“蜂窩爐”,其技術特點是炭化和燃燒在一起,靠燃燒一部分煤和乾餾煤氣直接加熱其餘的煤而乾餾成焦。

  而姜星火認知裏的小時候在農村見的焦爐,則是十九世紀中期以後的產品了,也就是從窯爐發展到外部加熱的炭化室煉焦階段,並且出現了倒焰爐,這個版本的焦爐是將成焦的炭化室和加熱的燃燒室用牆隔開,在隔牆上部設有通風通道,炭化室內煤的乾餾氣經此通道直接流入燃燒室,並且與來自燃燒室頂部風道的空氣混合,自上而下地流動燃燒……至於後來的版本,也就是一個逐步完善的過程,比如回收化學品的改動,還有利用煙氣廢熱的改動,總體來講變動不大了。

  “要建一個煉焦的工房,你準備怎麼做?”

  “還請國師示下。”胡元澄恭謹地回答道。

  姜星火聞言搖了搖頭,說道:“說說你自己的想法。”

  胡元澄對此基本可以稱得上一無所知,當然不會有什麼太好的想法,但姜星火之所以這麼問他,就是暗示他,自己不需要他表現成爲一個提線木偶來讓自己放心。

  胡元澄大概說了說想法,姜星火不置可否地點了點頭,然後說道。

  “找個房間,先給你畫個圖紙。”

  到房間門口的時候,他止住了腳步。

  姜星火這時候在腦海裏想了想,才進到屋子裏,然後就坐在桌案前,提筆畫了起來。

  一支毛筆,一疊宣紙,姜星火花費了小半個時辰的時間,總算把自己能想到的圖樣都畫好附上標註了,然後交給了胡元澄。

  胡元澄仔細看了一番後,點點頭說道:“明白國師的意思了。”

  “焦煤到了嗎?”

  “剛到,沒敢打擾國師。”

  姜星火滿意地說道:“那就趕緊拿焦煤試試吧。”

  幾車還冒着熱乎氣的新鮮焦煤被送了過來,然後就在腥说淖⒁暷抗庵校腿肓艘辫F爐裏。

  所有人都在猜測,這種新燃料,能否將爐火的溫度,加熱到足以把鋼材熔化成水的地步。

  胡元澄也不例外,雖然他覺得這樣從未有人嘗試過,但既然是姜星火如此鄭重其事吩咐的事情,哪怕在別人看來希望渺茫,也必須要去嘗試。

  但在此之前,胡元澄還有點事情,他出門吩咐外面的小吏道:“馬上去找人,按照圖紙,趕緊在那邊修一個煉焦室出來,記住,要快,這幾日就要弄出來。”

  小吏轉身欲走,胡元澄又拉住他的袖子,想了想補充道。

  “另外,都要用最好的材料,最快速度,最堅固的磚石,來幹活的人,我要求是最精細機靈的。”

  胡元澄對着他又叮囑了幾句,然後揮了揮手,示意小吏離開。

  隨後,重新回到熔鐵爐旁的胡元澄,他的目光也跟着腥艘黄鹂聪驙t子。

  “轟—!”

  “滋啦—!”

  熔鐵爐裏突如其來的響動聲震耳欲聾,嚇得站在旁邊圍觀的人一跳。

  畢竟,這個時代的鍊鐵爐,是從來不用焦煤的,所以有點狀況,也實屬平常。

  胡元澄愣了半晌,然後轉頭看向身側的人:“國師?”

  熔鐵爐裏什麼情況誰都不知道,因爲只有頂部的進料口,和下面的出料的小孔,所以這時候拿着鏟子在天橋送料的工匠,也不敢繼續有動作了。

  “繼續加。”

  姜星火神情自若地說道:“炸不了,往裏加,除了送料的人都往外站點就是了。”

  胡元澄連忙應道:“是!”

  然後腥吮憷^續投入到了工作中。

  姜星火靜默地等待着。

  片刻後,熔鐵爐的火焰果然出現了以前從未有過的異常!

  嗯,其實一般人不知道的是,爐火的顏色,是能夠直觀地判斷出溫度的。

  雖然這時候的工匠們沒有具體攝氏度之類的概念,但老祖宗口口相傳下來的東西,還是形成了口訣。

  直觀一點,按不同的攝氏度,其實就是這種演進。

  600攝氏度:暗紅色

  700攝氏度:深紅色

  1000攝氏度:橘紅色

  1100攝氏度:純橘色

  1200攝氏度:金橘色

  1300攝氏度:金白色

  1500攝氏度:純白色

  1600攝氏度:白藍色

  在場的所有工匠所背誦的口訣,最多,就是到金白色。

  饒是如此,也極少有人在實際冶煉過程中見過金白色的火焰。

  這當然不是玄幻或是修仙小說裏小嘍囉們沒見過異火,而是現實世界真的沒人見過,原因就在於,生鐵的熔點是1100-1200攝氏度,雜鐵的熔點是1200攝氏度,而煤炭或木炭所能提供的熱量,也只夠加熱到這個範圍,所以這些工匠平常最多就是把生鐵給熔鍊了,根本沒有熔鍊鋼材(1400攝氏度)或是熟鐵(1400-1500攝氏度)的能力。

  而今天令他們震驚的是,跟木炭和煤炭完全不同,隨着焦煤的使用,剛一開爐,下面的火焰就直接變成了金白色!

  “金白色的火!”

  工匠們目瞪口呆地看着這副奇景。

  要知道,以往都是他們用最好的炭,才能極小概率下見到金白色的火焰,通常或深或湹拈偕鹧婢鸵呀浀筋^了,而現在,才一開始不一會兒,直接就出現了金白色火焰!

  這說明了什麼?

  在場的人也不是傻子,很清楚地就意識到了它所代表的的含義,那就是焦煤的下限,就已經是煤炭和木炭的上限!

  這簡直就是顛覆他們的認知!

  “我的乖乖啊,我活了大半輩子,還是第一次見到一開始就冒金白火的啊!”

  “是撒,誰能想到用焦煤能取得這麼高的熔鍊效率啊!”

  “難怪國師說用焦煤可以解決燃眉之急呢。”

  “哈哈,這是我見到的最厲害的鍊鐵方法了。”

  這絕對是不可思議的事情,而更不可思議的還在後面,那就是火焰的顏色,還在變化!

  金白色的火焰,其中的金色開始緩緩褪去。

  火焰,漸漸變成了純白色!

  這時候的腥耍呀洀氐左@呆了,連話語都沒了聲息。

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