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第二十章 高炉炼铁

葬宋993年 隐宗宗主 3512 2021.12.20 23:24

  “大王,李将军传来消息,宋军已经分兵,为了以防万一,他希望朝廷能派出兵马北上支援。”

  听到张小北的汇报,王孚明连忙找来地图看了看,道:“宋军分兵,无非还是走那几条古道,告诉李顺,让他只管守好那几条秦岭就好,必要时,可放弃洋州,退守城固。”

  想了想,王孚明又说道:“另外,让姚惟吉派出一部兵马北上进驻龙州、文州两地,协防宋军从阴平古道偷袭;另外传令张余,让他加派兵力前往达州,防守住可能由大巴山洋巴道南下的宋军。”

  王孚明如今只能依靠险关,严防死守,只要宋军进不了蜀地,那就一切都好说,要是一旦让他们突破了防线,那结果就未可知了。

  毕竟,那可是大宋禁军啊,历史上的历史几十万大军被王继恩的数万轻松击溃,甚至就连十万重兵防守的成都城都被王继恩攻破了。

  所以,王孚明不敢赌,他深知,现在的大明红旗军还远不是宋朝禁军的对手,据险而守还好,但一旦没了险关来抵挡宋军,那就是他们的末日了。

  匆匆结束了对军队训练的视察后,王孚明便向正在建设的工坊区赶去,时不我待啊,只有先打退强敌,才能安心发展。

  到了那时,只要给他两年时间,然后他便可率军横扫天下了。

  既然回到了古代,王孚明肯定也会搞个工业兴国,提升国力,名扬四海!

  那作为国家工业的基础——钢铁就是穿越客必须要面对的问题了!

  湖南长沙春秋晚期的墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”,说明从春秋晚期起中国就有炼钢生产了,智慧的中国工匠在西汉中期发明了“百炼钢”的新工艺,西汉中晚期又发明炒钢技术,汉代以后发明了灌钢方,一直沿用到明清。

  古代比较成熟的量产钢铁路线:一是由铁矿石→粉碎→和炭烧→获得生铁这样的块炼法;再有便是半液态生铁不断搅拌,使生铁中的碳份和杂质不断氧化得到钢或熟铁的炒炼法。

  3最后便是生铁与熟铁→熔化搅和在一起,使生铁中的碳份会向熟铁中扩散,并趋于均匀分布,且可去除部分杂质来得到钢材的灌钢法。

  工业上,炼铁的方法包括高炉法、直接还原法、熔融还原法、等离子法等等,高炉炼铁是现代社会炼铁的主要方法,其产量占世界生铁总产量的95%以上。

  王孚明很幸运,穿越到了北宋初,要是再晚个几十年,高炉炼铁法就出来了。

  高炉炼铁是一个复杂的过程,它使用的原料有铁矿石、石灰石和焦炭,在高炉内发生的反应主要分三部分,第一部分是制备还原剂的过程,第二部分是冶铁的主要原理,第三部分是除去杂质,形成炉渣的过程。

  高炉的造型就是模样像一个大腰鼓,两头细来中间粗,这种造型可以使煤气分布趋于均匀,炉料和煤气充分接触,节约燃料,延长炉墙寿命。

  炼铁时将原料铁矿石、焦炭和石灰石按一定比例分层加入高炉中,被热风炉加热过的大量富氧空气从进风口吹入高炉,使焦炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳再与上层炽热的焦炭反应还原成一氧化碳;

  一氧化碳从炉顶加入并与不断下降的铁矿石发生反应。其中铁的氧化物逐步被还原成液态的铁,俗称铁水。被还原出来的液态铁积累到一定程度后,由炉底放出。而炼铁时加入的石灰石起造渣作用,目的是使铁矿石中熔点很高的脉石与石灰石反应,生成浮于铁水之上的硅酸钙等,形成炉渣而与铁水分离。

  其实高炉炼铁可不是现代人的专利,早在北宋中期的时候,这种炼铁方法就就普及了。

  只是离如今嘛,还有几十年的时间。

  高炉的相关图纸王孚明早就交给吴由良了,高炉也早就打造好了了。

  不过,在试验的时候却出现了问题,经由匠人们的叙说,王孚明回想了一下才发现他忽略了耐火砖的问题。

  因为冶炼钢铁需要一千五百度左右的温度,而普通的粘土砖在一千四百度左右就会开始软化,所以必须要烧制耐火砖。

  其实烧制耐火粘土砖并不算太难,普通的土地砖窑就可以胜任,难得是材料。

  后来王孚明想了想后,决定先烧制耐火水泥,而烧制耐火水泥又需要铝土矿。

  恰好,王孚明就知道后世的雅安也就是现在的雅州那里有一个大型的铝土矿。

  铝土矿也称高铝粘土,主要矿物为一水硬铝石、勃姆石、三水铝石和高岭石等,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;直接压制成砖,可以烧制成耐火砖,最低耐火温度可达一千五百多度!

  其实宋代的那种小高炉一般都是直接使用粘土筑造的,但寿命不高,而王孚明想打造一个最接近于现代钢铁厂所用的那种高炉,所以这种现代炼钢炉才用的高级耐火材料自然能用就用了!

  再有便是,哪怕高炉的技术泄漏,没有好的耐火砖,一样白搭。

  如今这样虽然麻烦些,但好在得益于如今宋朝的手工业基础,倒也没有耽搁多久。

  北宋建立之后,宋太祖想要在短时间内恢复国家生产,将所有的都恢复到正规,也表明自己的实力和本事,不得不发展除了小农经济之外的道路。

  历朝历代以来被抑制的商业,在宋朝时期得到了官府的鼓励,得到了空前发展,因此,在经济方面,达到了历史最顶峰。

  宋朝在手工业基础上,继承了隋唐时期以来的技术革新,尽管是遭到额五代十国混乱时期的一些阻碍,但是,这对于宋朝发展手工业和技术方面发展并没有太大的影响。

  在五代十国时期,社会上也已经出现了很多的关于手工工作技术的更新,这为了宋朝时期发展手工业奠定了相应的基础,也让宋朝有了可以参照的东西。

  北宋朝廷对于矿产资源开发非常重视,这都是能够给国家创造税收的产业。宋朝政府重视,也是因为之前开采矿产,比如说,铜矿和铁矿等等的技术方面需要成熟,这也让北宋时期统治者想要快速恢复社会经济的重要手段。

  例如,在开采矿产的时候,已经练就了先内后外的一些开采方式。这样的方式对于我们现在进行矿产开采也起到了非常大的借鉴作用。

  也就是说,都是从地面进行挖井,垂直性挖掘,然后根据漆面的构造、煤矿的种类、质量等等进行一些列的勘探,这个采矿点是不是能挖。

  凿开一个洞,形成了一个比较完善的开采方式。因为采煤区经常有很多的采坑,也就是挖东西的时候先试一试,因为技术水平的限制也让达不到采一个坑就能够准确,因此,就会采用其他的勘探技术。

  所以,当王孚明指出哪里有什么矿产的时候,吴由良等人能迅速组成勘探队前去勘探后招募矿工挖取。

  看着眼前这座经过成百上千的匠人忙碌两个多月才建成的高炉,王孚明终于体会到了什么是工业体系,不说其它,在如今一穷二白的情况下,单是一个耐火砖的问题,就让数百工匠忙碌了近一个月才完成,

  可是没有这个砖头还不行,没有它,就不可能有高炉,没有高炉就没有规模化的钢铁工业。

  其实在很多时候制约工业发展的就是这些微小的看似不值一提的小东西,这一刻,王孚明深有体会。

  看着身旁的吴由良,王孚明忽然笑了笑,道:“军师啊,你相信吗?就算这个高炉的技术泄漏出去,外人也很难模仿出来。”

  “属下相信,他们就是模仿出来了,也就是我们刚开始建造的那座高炉的样子而已。”其实在吴由良看来,第一座高炉就已经可以了。

  但对王孚明来说,他要做就做的尽善尽美,以此来形成一个体系。

  王孚明所需要的就是在这一穷二白的时代,建立这个看似简单其实又复杂无比的体系,这个体系却又是农业文明时代的人们所无法复制的。

  体系,或许就是工业文明与农业文明最大的区别。

  工业从零开始,往往需要克服很多困难。

  随着耐火砖的问题解决之后,铁厂终于投产了,成车的精选铁矿石,通过运料的坡道被推到炉顶,然后再倒入炉膛,铁矿石、焦炭以及石灰、萤石等被倒进了炉膛。

  别看有些小说中说找到煤炭就能炼钢了,那是扯淡!战国时古人就试过,煤受热易裂,使炉料透气性变坏,不易顺利生产;另煤含硫较高,致使生铁硫磺含量升高,降低生铁质量。

  聪明的中国人在南宋末期就开始用焦炭取煤而代之。

  焦炭好造,就是将煤隔绝空气加热到一千度左右就成了焦。

  当然了,王孚明只是动动嘴,理论上肯定不难,具体的嘛他就不知道了,不过,他也没有要求一定要使用焦炭,他只是说出了这么一个方法而已。

  看着散落在地上的萤石,王孚明身旁的一个匠人捡起来看了看后不解的出声问道:“官家,这加入萤石是为何?”

  王孚明闻言想了想,组织了一下语言后说道:“这萤石主要是缩短的冶炼时间,同时去除钢中夹杂的作用,但过多使用萤石会导致喷溅,加剧对炉衬的侵蚀,所以你们在平时冶炼加入萤石的时候,注意把握一个量。”

  现在他只能这么解释,太深奥的他说不明白,这些古人们也听不懂。

  石灰石作为第一溶剂,早就被古人发现并使用了,明朝时发明第二溶剂萤石的使用,石灰石可以使铁水中的杂质附着在石灰石中,形成氧化渣,便于清理,利于铁水纯净;萤石则是助熔剂,加入炉内后使熔点降低,缩短的冶炼时间,同时去除钢中夹杂。

  “对了,那些炉渣给我留着,我有用。”那种高炉渣可以粉碎了配制成水泥,水泥也可以说得上是神器了。

  不过嘛,现在王孚明还没有发明创造的心思,当前的主要精力是先全力歼灭了来犯的宋军以后再说。

  ........

  夔州府,巫山县。

  相较于北线李顺那里的天天大战,夔门这里却要温和得多了。

  铁索横江封锁江面,宋军便不得寸进,更别说岸上还有投石器之类的防守了。

  不过,张余却不想只是被动防守........

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