節13煉銅

    知道了基的原理之后，金屬的冶煉其實并不神秘。

    比如想要冶煉氧化亞銅為主的赤銅礦，那么只需要加上碳去置換掉氧化亞銅中的氧就可以了。當然，在反中用需要很高的溫度才能從從穩定的分子結構中置換出氧原子。

    高溫，是金屬冶煉之中除了碳之外的第二個要素。

    原理上很簡單，也沒有什么神秘之處，但高溫這一點卻難倒了從古至今無數的科學家與工程師。即便是在被認為科學發達的地球上，如何達到足夠的高溫依然是個巨大的難題。

    當然古人的糾結是如何讓溫度達到青銅、鋼鐵融化的程度，而現代人所糾結的是如何產生太陽般的高溫，如何增加核心溫度，如何提高高溫所持續的時間，如何讓高溫變得可控……

    ……圍繞著溫度，由無數世界性的難題困擾著人類，阻礙著人類前進的步伐。

    而困擾著陳征前進步伐的，同樣是在現代人看來無比簡單，而對身處異星的陳征來卻無比艱難的事情——如何才能用木炭達到一千兩百度以上的高溫。

    銅單質的熔化溫度高達13多度，鐵單質的熔化溫度為15多度。

    相對于單質來，合金的熔化溫度就低得多了，比如青銅就只有9至1度，雖然根據配方的不同，青銅的熔點也不盡相同，但一般來都低于1攝氏度。

    如果沒記錯的話，氧化亞銅的熔化溫度應該在1度左右，遠高于一般的青銅。

    普通的煤炭燃燒溫度大概在9度左右，優質褐煤在民用鍋爐中的燃燒溫度也不過是1度。煉鋼廠中無煙煤在鼓風機的幫助下燃燒溫度可以達到17至19度，而使用焦炭的高爐才能到達3度的高溫。

    可以看得出，即便是在科技發達的現代，普通的民用溫度也很難超過1度，況且這還是在使用煤炭作為燃料的情況下。

    至于木炭的燃燒溫度就更低了，只有區區7度，在有著“先進”的泥胚爐膛、鼓風設備（風箱）的情況下，木炭的燃燒溫度可以勉強達到1度。

    中原地區古代很少有使用“石炭（煤）”的紀錄，即便是冶煉金屬也多使用木炭。

    青銅的冶煉溫度很低，在使用木炭的條件下也可以使其溶化。而鐵就不一樣了，即便是開始普遍使用的鑄鐵（主要成分為鐵、碳、硅），其熔點也要超過1度。

    別看這差距只有區區多度，這多度就是區分鐵器時代與青銅時代天塹般的鴻溝。人類文明用了數千年的時間才跨了這區區度的瓶頸。

    比較一下上述所就不難發現，為什么古代先經歷了“青銅時代”，然后才是“黑鐵時代”。

    用區區木炭來冶煉熔點1度的氧化亞銅其中的難度不言而喻。不過對于陳征來，他與摸石頭過河的古代人不同，既然有著前人之慧，那么他要做的只是彎腰去拾就好了。

    比起簡單粗暴的碳化池，接下來陳征要做的事情既是人類文明曾經邁過的重要一步——冶煉高爐。

    準確的，其實是類似土法煉鋼時期的高爐。

    當然，由于沒有優質無煙煤，用木炭代替的話陳征還需要做一些結構上的調整。

    在這些調整中最重要的部分，可以是占了整個工程百分之5以上工程量的，就是鼓風設備以及熱回收系統。

    沒錯，為了用木炭達到更高的溫度，陳征需要更加復雜的系統。

    首先要做的是設計工作。

    攤開一塊風干的樹皮，陳征用一根細細的木炭條在凹凸不平的紙面上寫寫畫畫起來。

    鼓風系統自然就是鼓風機，白了就是個大號的人力風箱。就其風箱身來，難度并不高，不過如何提供動力，如何達到足夠大的供風量，這才是最大的難題。

    不過好在陳征需要冶煉的銅礦并不多，即便再背回來幾箱子，一個幾倍于普通風箱的鼓風系統就能搞定了。

    至于動力問題嘛，自然不是由人的手臂來回推拉這種費力模式。陳征設計了個類似老式火車的傳動系統，可以將下踩的力轉化為圓周運動。再由簡陋的皮帶系統帶動整個風箱循環往復。

    而風箱的設計，也是無論推拉都可以進風的“雙動式活塞風箱”，可以連續不斷的鼓風。

    熱回收系統得高端，其實來更加簡單，無非就是將炙熱的廢氣與風箱鼓進來的新鮮空氣混合，再重新送回爐膛中。

    這樣的話一方面提高了進風溫度，有利于提高爐心溫度，另一方面廢氣中的氧氣和燃燒不完的一氧化碳也可以重新進入爐膛二次反應，大大提升了反應效率。

    不過這個廢氣回收系統如何設計、氣密性如何解決、如何利用風箱的力量將廢氣和空氣充分混合……這些，才是整個工程中最大的設計難點。

    當這些困難一一攻克之后，陳征就能得到一部分純度不是很高的銅了。至于如何去除這些銅制品中的雜質……那就是另一個更加龐大的問題了。

    在樹皮紙上比比劃劃了一個多時，陳征終于滿意的停下了筆。想象中的困難在這段時間里被陳征逐個解決，當他放下那根纖細的碳條時，心中還頗有些自得。

    的確，在工程上用一些的改變就實現了困擾他多時的難題，那種感覺的確非常不錯。不過很快的，陳征心中的這份得意就變成了苦澀。

    計劃了半天之后，他發現有一個最重要的部分他忘記計算了，那就是……天氣！

    在如此寒冷的天氣下，他要如何打泥胚磚？如何溜縫？

    就算烤化了地面，融出了雪水調出泥漿來，那打成了泥胚磚后要如何風干？沒等泥胚子晾干就要被凍裂了！

    同理，就算一切順利陳征砌出了高爐，但是密封問題怎么解決�。坑煤秃玫南∧嗔锟p？沒等泥干呢墻也要被凍裂�。�！

    “……看來還有很多事情要做啊……”

    陳征無奈的搖了搖頭。

    嘴上和落在紙筆上，比起實際要做的，那可真是簡化太多太多了。

    不過嘛，這些困難總會有辦法克服的，只是計劃要稍微調整一下了。

    在砌高爐之前，陳征還需要搭建個烘干室。

    “還要再擴大一些才行……”

    陳征看著冒出裊裊青煙的碳化池喃喃自語。

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