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明末之虎 正文 第一百三十七章 新式煉鐵

作者/遙遠(yuǎn)之矢 看小說文學(xué)作品上精彩東方文學(xué) http://www.nuodawy.com ,就這么定了!
    李嘯一行人,離開了濟南,隨后一路南行,三天后,便到了單縣鐵龍城。

    “大人請看,那便是我軍建好的鐵龍城!”有隨從興奮地叫起來。

    李嘯遠(yuǎn)遠(yuǎn)地看到,前面不遠(yuǎn)處出現(xiàn)的那座巍峨雄峻的高城時,心下十分激動。

    這座按李嘯之意設(shè)計規(guī)劃的雄城,周長12里,城高為15米,墻面馬道寬6米,城皆包青磚,開有東、西、北三座城門,每座城門都建有甕城、并且暗藏了千斤墜之類的守城機關(guān),鐵龍城四周皆挖有寬闊的護城濠,正好利用單縣南部的太行堤河的河水進行填充,使其環(huán)城而過。

    而在城墻之上,諸如雉堞,女墻,羊馬墻,角樓,炮臺,射孔等防御措施,統(tǒng)統(tǒng)按制修建,以保證城池的防御能力。

    算起來,從五月初到九月下旬,用了近五個月的時間,這座關(guān)于李嘯軍未來命運的鐵龍城,在充足資金的保證下,才終于修建完畢。

    李嘯心下暗嘆,這般雄峻的鐵龍城,北面那周長不過4里的單縣縣城,與之相比,何其寒酸簡陋。

    李嘯等人先看到,北門外的官道的兩邊,已修建了十幾家大大的商鋪,店鋪伙計此起彼伏的吆喝聲中,鐵龍城的百姓們,進進出出地采買物品與各類商貨,整條官道,已頗有一些熙攘的感覺。

    而遠(yuǎn)處鐵龍城東西兩側(cè),可影影綽綽地看到,兩處皆有大批的百姓勞工,在挖礦、碎礦、洗礦,然后再裝車運入城中。

    再行進到北門外時,駐守鐵龍城的將領(lǐng)王義守,鐵主城主管吳亮等人,已率著一眾鐵龍城的將領(lǐng)官員,分列城門兩邊,歡迎指揮使李嘯到來。

    李嘯與王義守吳亮等人親熱擁抱,笑語寒暄,一訴離別之情。隨后,在眾人的簇?fù)硐拢煌M入鐵龍城內(nèi)。

    進入城來,李嘯看到,鐵龍城內(nèi),有四條闊達1米寬的呈十字交叉狀的中央主干道,部用寬闊的青石板鋪就,把整個城堡規(guī)劃為東北,西北,西南,東南四個大區(qū)。

    李嘯看到,東北區(qū)作為軍隊駐屯地,已環(huán)修了一圈內(nèi)墻,將其與其他三個區(qū)隔開,只有兩處路徑通往外面的大道,這樣的做法,可以以確保軍事機密不會輕易泄漏。

    其中,軍營,馬廄,校場,武庫,糧倉之類建筑,均已修好,大隊的鐵龍總軍兵正在校場中喊著口號進行訓(xùn)練,而在靠近軍隊建筑的一側(cè)的空余地方,則修建了沿著一條街分列的各類官署,里面包括給李嘯單獨居住的府邸,以及民政司、商業(yè)司、工業(yè)司、監(jiān)撫司、安司等各類官府機構(gòu)。

    李嘯站在十字街道的中央,又大略地看了了其他的三大區(qū)的情況。

    西北區(qū),是李嘯打算將它建成火炮廠、火銃廠、彈藥廠、維修廠等與李嘯軍最為密切相關(guān)的軍工產(chǎn)業(yè)的地方。現(xiàn)在廠房均已修建好,只是里面都還是空蕩蕩的,沒有設(shè)備也沒有工人。

    當(dāng)然,這是沒辦法的事情,在鋼鐵生產(chǎn)都尚未解決的情況下,造槍造炮之類,還只能是空中樓閣。

    西南區(qū),這塊被李嘯設(shè)定鍛冶基地的地方,將來要用于打制各種盔甲、刀劍、盾牌、以及各種生活器具等物品。此時,這塊鍛冶基地,也與西北區(qū)一樣,在沒有合格的鋼鐵供應(yīng)的情況下,除了廠房外,也都是空蕩蕩的一片。

    李嘯注意到在西南區(qū)與東南區(qū)靠近主街的地方,修建了大批的普通民居,還有學(xué)堂、澡堂、水井、以及公共廁所之類的日常建筑。

    李嘯的目光,集中在東南區(qū)。

    他看到,東南區(qū)內(nèi),修建了大量的巨大倉庫,應(yīng)該是用來貯裝礦石,以及將來要煉出的生鐵、熟鐵、鋼材、以及作為燃料的煤炭所用。其中,貯存鐵礦石的兩個巨大的倉庫,已裝得滿滿當(dāng)當(dāng)。

    李嘯又注意到,鐵場作頭顏均,正帶著十幾名工匠,熱烈地討論高爐設(shè)立的要點。

    李嘯臉上,露出淡淡的微笑。

    他知道,現(xiàn)在,終于輪到自已這個前世學(xué)過鋼鐵冶煉專業(yè)的大學(xué)生來一顯身手了。

    李嘯走過去,顏均等人這才現(xiàn)竟是指揮使李嘯到來,人人一臉慌亂,便要急急下拜。

    李嘯扶住他們,然后拍拍顏均的肩膀,微笑著對他道:“顏作頭,這個高爐的設(shè)計,就讓官與你們一起完成吧。”

    顏均等人面面相覷,沒聽錯吧,指揮使李大人,竟還懂得煉鐵?

    不過看上去,李嘯的神情,并不象是開玩笑的樣子,各人略一思索,便一同拱手言道:“既然大人親來主管煉鐵事項,我等悉聽安排便是。”

    李嘯等人安頓下來后,他開始仔細(xì)考慮如何用新式方法,來進行鋼鐵工業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)。

    李嘯知道,這個明末時代,工匠中能達到的最先進技術(shù),也不過就如《天工開物》所講的那些煉鐵手段了。而且,由于明朝各地鋼鐵生產(chǎn),基是處于一個封閉與孤立的狀態(tài),先進技術(shù)交流不充分,工匠所能采用的方法,許多甚至還沒有達到《天工開物》里面的標(biāo)準(zhǔn)。

    李嘯當(dāng)然知道現(xiàn)代高爐是怎么樣子以及如何運作,只不過李嘯并不認(rèn)為自已能在短時間內(nèi)把現(xiàn)代技術(shù)完照搬過來。還是結(jié)合當(dāng)代的實際工業(yè)水平,一步一步加以改進來做,才是更現(xiàn)實的方法。

    李嘯決定,在建高爐前,先建起了一座炭窯。

    李嘯這樣做,是為了保證試驗煉鐵的效果,因為木炭的純凈度比煤與焦炭都要高得多,而含雜質(zhì)量卻比這二者皆要少,現(xiàn)在用來試驗性質(zhì)的煉鐵,卻是最合適不過。

    然而,李嘯的炭窯設(shè)定,是各位明朝工匠前所未見的古怪模式,讓一眾工匠感覺十分新奇。

    李嘯設(shè)計的炭窯,半截埋在地下,半截露在外面,用一名工匠的話來,這炭窯,象一只巨大的烏龜。

    李嘯聞言大笑。

    李嘯這樣做,是有他的設(shè)計道理的。

    因為炭窯半埋地下可以有效的保溫,更好地提高原料利用率。它的具體結(jié)構(gòu),則是類似一座二層樓,一樓用來燒火加熱,二樓放置燒制木炭的原料木材。

    李嘯讓工匠們用城墻包磚剩余的磚頭來修建,三天后,一座炭窯便建好了。

    隨后,從附近各地荒山上,砍下木材,經(jīng)簡單晾曬后,便搬進窯的上半部,窯的下層則放入放入從單縣縣城煤行買的煤塊。

    接下來,李嘯讓工匠在一樓的火嘴處點火,引燃煤層,這時二樓窯中木材開始被火炙烤,這些猶然有些濕的木材,水分蒸后,混合其他揮物,形成冷白的煙霧,從煙囪中冒出,迅被寒風(fēng)刮散。

    溫度漸漸升高,此時一樓的煤炭已經(jīng)燒盡,二樓窯內(nèi)木材自身開始氧化熱,木質(zhì)材料生熱分解反應(yīng),其組成開始生了變化。其中的不穩(wěn)定成份,如半纖維素,生分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物質(zhì)。

    木材自身分解熱把窯內(nèi)溫度推到了最高點,大約攝氏4度,木質(zhì)材料急劇地進行熱分解,木材表面有粘稠的油狀物流出,那是反應(yīng)生成的大量醋酸、甲醇和木焦油,時不時的還會鼓起一個氣泡,則是甲烷、乙烯等可燃性氣體。這些物質(zhì),在爐內(nèi)缺氧的環(huán)境下緩慢燃燒,釋放熱量、保持窯溫。

    此時,冒出的煙也開始變化,開始先變黃,后變青,漸漸變成淡青色的透明狀煙霧。

    見到煙霧變成透明,工匠們便開始封窯,把窯頂?shù)臒焽瓒伦 ?br />
    這樣,窯內(nèi)的木柴開始在非常缺氧的環(huán)境下繼續(xù)化學(xué)反應(yīng),固為徹底堵住了氧氣,窯內(nèi)氧化反應(yīng)就慢慢停下來,窯溫逐漸變低。

    又過了三天,李嘯讓工匠打開窯頂透氣,隨后又冷卻了兩天,李嘯便讓人開窯取炭。

    工匠們打開窯門,一股嗆人的煙氣撲面而來,讓在場的工匠皆咳嗽不止。

    一名年紀(jì)較大的老工匠命令大家,趕緊把嘴閉住,包上濕巾,然后弓背屈膝,把一段一段烏黑亮的木炭從窯內(nèi)撈出來。

    兩個多時辰后,揮汗如雨的工匠們終于取完了所有的木炭。

    木炭總重,整整五千斤。

    李嘯帶有試驗性質(zhì)的燒炭大獲成功。

    可用于冶煉優(yōu)質(zhì)鐵料的木炭,就這樣燒成了。它的炭含量極高,磷、硫等雜質(zhì)含量低,還原性強,還具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),燃燒充分,供熱均勻,在高爐煉鐵中比焦炭更加優(yōu)秀。

    而在木炭燒制的這幾天里,一座由青磚搭建,并且內(nèi)外糊滿的拌了鹽泥的紅色粘土,高約六丈,容積約3立方米的煉鐵高爐,也在李嘯的指導(dǎo)下,在鐵龍城東南區(qū)靠近城墻角的位置,拔地而起。

    這一座肚皮寬大,頸部收窄,外觀有點類似景德鎮(zhèn)花瓶的高爐,爐身有一多半是在地下,爐身如瓶,其口廣丈許,底厚三丈五尺,因為要方便加料,故爐身大半在坑里。其中爐口瓶頸最窄處,僅容一人鉆入,遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去,有點象個酒瓶,也極象現(xiàn)代社會行為藝術(shù)的荒誕派作品。

    相比明朝那些容積最大只有1立方米的煉鐵高爐,這座高爐在顏均和眾鐵匠看來幾乎是龐然大物,而在李嘯看來,不過是兒科罷了,與后世的煉鐵高爐,實在是不堪對比。

    因為在李嘯前世生活的二十一世紀(jì)里,中國國內(nèi)基上都是3多立多米的大型高爐,立方以下的高爐都必須強制關(guān)停,日甚至在二十世紀(jì)八十年代就已在使用5立方米的高爐。

    真正讓李嘯憂心的是,現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中,高爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中,所用的構(gòu)建磚均為高鋁粘土所制的耐火磚,這種磚頭能保證高爐可以長期使用,而現(xiàn)在在單縣這樣的平原地帶,李嘯實在沒辦法在附近找到高鋁粘土,只能用普通的青磚敷鹽泥代替。

    這樣一來,因為爐壁青磚的主要成份是二氧化硅,當(dāng)石灰等造渣劑加入爐中后,將與鐵水中的磷等雜質(zhì)產(chǎn)生磷酸,而這個磷酸會與酸性爐壁生激烈反應(yīng),導(dǎo)致高爐內(nèi)壁的侵蝕與破損。青磚敷鹽泥這種傳統(tǒng)的中國古代煉鐵方法,其實有相當(dāng)?shù)奈kU性,直接導(dǎo)致了明朝各地炸爐事件的頻。

    按李嘯心下估計,現(xiàn)在這座高爐,很可能用個不到二十次就會有燒塌的危險。

    這高鋁礬土,李嘯記得在中國當(dāng)代礦產(chǎn)物志中記載過,在魯南地區(qū)是有出產(chǎn)的,尤其是臨沂山區(qū)更是極多,只是李嘯現(xiàn)在只能控制這鐵龍城及附近三十里的范圍,無法伸手撈過界,故暫時無法徹底解決這個問題。

    李嘯在心中暗下決心,以后一定要想辦法解決這個問題,力求讓高爐安使用時間,能達到臨近現(xiàn)代工業(yè)的水平。雖然明朝的工人沒有什么勞保制度,但李嘯還是希望盡力保證這些工人的人身安,畢竟每個工人的后面,都是有指望他工資活命的一家老。

    為了保證安,李嘯對鐵匠們反復(fù)叮囑,這樣的一座高爐,只能用上十六七次,便要務(wù)必拆了重新搭建。

    李嘯為了安起見,又對高爐附設(shè)的鼓風(fēng)機,做出了重大改進。

    在明朝的時候,煉鐵鼓風(fēng)所用的還是折疊皮革所制成的地風(fēng)箱,外型象個大型的手風(fēng)琴。使用地時候用腳一下一下地踩踏鼓風(fēng)。這種鼓風(fēng)機最大的問題就是容易在高溫中老化,萬一因為鼓風(fēng)不力,而導(dǎo)致這座沒有使用高鋁粘土耐火磚的高爐炸爐崩塌,滾熱的鐵水能把附近的工匠瞬間汽化。

    現(xiàn)在這種可拆卸的活動式推拉木箱鼓風(fēng)機,便是李嘯經(jīng)熟思后所設(shè)計的新式鼓風(fēng)設(shè)備。

    外形上,它象一個大抽屜一般,上面有木制把手,可推拉鼓風(fēng)。而且一旦現(xiàn)有破損,因是可拆卸木質(zhì)結(jié)構(gòu),可以很方便地立即更換破損部件。

    顏均與鐵匠們用近乎崇拜的眼神看著李嘯。

    真正讓他們感到震撼的,其實并不是這座煉鐵高爐,而是在高爐旁邊新建立的炒鐵爐。

    顏均他們所知道的明代炒鐵爐,也就是《天工天物》上面所記載的那種開放式炒鐵爐,是一種完用人力攪拌制作的設(shè)備,爐形與一個水水缸類似,爐邊總有一位身強力壯的大漢,拿著根柳木棍做的炒鐵棒,揮汗如雨的來回攪動,使生鐵液中的碳氧化,而成熟鐵。只不過,這種方法,極沒效率也極損害工匠的健康。

    此種方法,與當(dāng)時的歐洲常用的,熟鐵入爐加溫滲碳煉成鋼的灌鋼法不同,被稱為炒鋼法。

    那為什么這種用柳木棍攪拌煉制熟鐵的方法,會在中國這般普及呢?這是因為,這種簡陋的方法,還有個意外的好處。

    那就是,攪拌的同時也會逐漸燒去柳木棍,相當(dāng)于是往生鐵中混入單質(zhì)碳,藉由這個步驟,有時可以碰運氣般地,直接炒出含碳量低于生鐵,卻高于熟鐵的鋼來,甚至有機會炒出中碳鋼與高碳鋼。用明朝工匠的法來,便是祖師爺爺開了眼,賞給辛苦作業(yè)的工匠的禮物。

    只是這種炒鋼法作業(yè)方式,這種碰運氣般煉鋼的生產(chǎn)作業(yè)方法,比起當(dāng)時歐洲已是規(guī)模化的煉鋼工業(yè)來,實在是太過原始與簡陋。

    隨著時代的繼續(xù)展,中國原就簡陋的煉鐵技術(shù),自清朝以后,卻更加衰敗不堪,與近代工業(yè)迅猛展的歐洲諸國,形成了鮮明而可悲的對比。

    甲午戰(zhàn)爭時,在朝鮮作戰(zhàn)的綠營清軍驚恐地現(xiàn),自已的大刀竟然常被日軍的刺刀一磕就斷,這讓來就士氣低沉的綠營更加畏日如虎,遇之即潰。而日軍則輕蔑地稱這些不堪一戰(zhàn)裝備極差的中**隊為“支那垃圾軍”。

    讓顏均與眾鐵匠十分驚奇的是,李嘯設(shè)計的這座炒鐵爐完顛覆了他們對炒鐵爐的原有認(rèn)知。

    這座李嘯設(shè)計的炒鐵爐,外形有點像功夫茶的茶杯,它用敷鹽泥青磚整體建造,爐床底部中間凹陷,四周是拱形爐壁,下部為燃燒室,進風(fēng)道在燃燒室底部。是一種前所未見的火焰與鐵礦隔離的反射爐型。

    它的結(jié)構(gòu)可以看作上中下三層,頂層和次層互相隔離,中間是多個可翻動的鐵柵欄。使用時鐵水從高爐流到頂層,次層鋪堆的煤炭平躺在鐵柵欄上燃燒,加熱樓上的鐵水,煤炭燒過后翻翻鐵柵欄,炭渣就掉進了底層的除渣室,鐵柵欄放平,又能從斜向下45度的進煤道向它上面添加煤炭。

    接下來,李嘯設(shè)計了一個支架,安放在炒鐵爐的正中央上方,支架下面安插著有三根熟鐵棍子斜斜地伸向爐床,外面使用絞盤推用,有三個把柄向外伸出,可以由三個壯漢離著一段距離共同推動炒鐵,這樣改進后,雖然仍是人力推動,但可以有效維護工匠的身體健康,也可以使炒鐵更有效率。

    經(jīng)過了二十多天的籌備,一切準(zhǔn)備工作都做好了。

    望著這些凝聚著自已心血,新建成的煉鐵高爐,炒鐵爐,鼓風(fēng)機等煉鐵設(shè)備。李嘯心下,十分激動。

    這些設(shè)備,與現(xiàn)代煉鐵工業(yè)對比,雖然還是簡陋不堪,卻已大大了明朝這個年代的實際工業(yè)水平。

    李嘯突然想起明朝一些名人對各地?zé)掕F狀況的評價。

    當(dāng)時的鐵以福建的最為聞名,方以智曾經(jīng)在《物理過:南方鐵以閩鐵為最上,廣鐵次之,而楚鐵只可做鋤。

    茅元儀在《武備志》中則在:制威遠(yuǎn)炮用閩鐵,晉鐵次之。

    趙士楨則在《神器譜或問》:制銃須用福建鐵,他鐵不可用。煉鐵,炭火為上,北方炭貴,不得已用煤代替,故迸炸常多。

    李嘯在心下暗想,我所制的鐵龍城鋼鐵,這質(zhì)量與數(shù)量,定要均在那明朝最好的閩鐵之上。各位大賢,承讓了。(未完待續(xù)。)8

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