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明末之虎 | 作者:遥远之矢 | 更新时间:2017-08-02 04:28:23
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  钢铁试制的大获成功,无疑给将来的各项钢铁产业以及火器研制,提供了一个坚实的基础。

  只是现在的钢铁生产,其实还有个重大问题。

  那就是,现在这种全凭炒铁炉碰运气般地生产高碳钢材,产量实在太少,还有要努力想办法,才能实行合格钢材的量产化。

  李啸所想到的办法,便是坩埚炼钢。

  这种在后世已是常见的炼钢方式,在这明朝时代,想做成功,却是十分困难的事情。

  坩埚炼钢的关键在于那个坩埚,而坩埚的关键又在于他的耐火材料,或者说是高温耐火砖。铁料含碳量越高,则熔点越低,而钢的含碳量比生铁低的多,起码要达到1600℃,钢料才会融化成钢水。而坩埚材料他虽然知道——石墨、瓷土、粘土,混合均匀以后塑成型状,小火烘干,再用焦炭烧到最高温度,方可炼出钢来。

  现在的问题是,李啸知道这个比例,但诸如石墨、瓷土之类,一时还没找到原料产地。其中瓷土还好找,鲁南一带就有,只是石墨矿,李啸回忆前世的知识,在山东当地,他处难寻,唯有青州府的莱西县当地所产最多,据说石墨探明储量687.11万吨,现保有储量639.93万吨。

  李啸下定决心,等返回赤凤卫后,就开努力去莱西地区探寻并开采石墨矿,尽快把能用于炼钢的坩埚制作出来。

  不过这样的钢材生产,对于李啸来说,还是可以下一步再着手解决的事情,现在的当务之急,就是把整套钢铁工业建立并运作起来。

  李啸立刻着手,开始规划铁龙城的各项生产事宜。

  他打算,现在这座高炉在用到十六次后,便立刻拆除,然后重新兴建两座带蓄热室,用高铝钒土制成内壁的更加完善的炼铁高炉。

  那么一年之内,情况正常的话,应该可以有一百五十天出铁,这也是明朝各地铁矿出铁时间,如果建设了两个同样30立方米容积的高炉的话,每次出铁量约为12至15吨,一年的出铁量,便是1800至2000吨。

  这是一个相当惊人的数字,要知道明朝在万历年间,一年的全国总共出铁量,也不过16万吨,铁矿消耗32至40万吨。李啸仅有两座高炉,便有这样高额的产量,无疑已是远超这个时代。

  更何况,还在铁龙城东南区内,还有大片大片的空地,将来兴建更多的高炉与炒铁炉,皆不成问题。

  只不过,以后的钢铁生产,李啸决定用焦煤来代替木炭。

  他心下很清楚,若只用木炭烧制,这木材消耗未免太过巨大,就算把单县一地的木头都砍光了,也生产不了多长时间。李啸在想,从现开在始,只有将来要炼制高品质钢材时,方可用木炭,若只炼成熟铁和普通的中低碳钢,则还需早日用焦煤代替方好。”

  李啸所忧虑的事情,就曾困扰了大英帝国很长时间。

  当时英国为了增加钢铁产量,迅速成为欧洲第一流的大国,全国各地都开始兴建高炉炼铁,结果整个英国国内的森林木材几乎砍光,最后实在是不敷使用了,才最终开始用焦煤炼铁来代替,没想到却最终另辟蹊径。

  炼铁高炉采用焦炭代替木炭,为现代高炉的大型化奠定了基础,是冶金史上的一个重大里程碑,使人类终于能够实现大规模的钢铁生产。

  李啸把自已的想法对工匠们一说,颜均便急忙说道:“大人所说的可是炼铁的焦煤?”

  李啸一惊,忙说道:“正是。”

  颜均便说道:“大人要以此物来炼铁,却是易得,此物在山西之地有人专门将煤制成焦煤贩卖,小人往日在辽东铁岭红印山铁场,东家便是从山西买焦煤炼铁。”

  “哦,颜作头可知价格多少?”

  “据小的了解,1000斤焦煤价格为10两银子。”

  李啸倒吸了一口气,他心下暗算,炼一吨生铁一般需要焦煤一吨左右,若年产2000吨生铁,则要2000吨焦煤,按一吨焦煤20两算,合计买焦煤就要4万两银子。

  李啸心下庆幸,幸亏自已在金汤城外的边界山处发现了大批的煤矿,且有宋大这样的焦炭冶炼专家,又有四轮马车方便长途运输,这样一来,倒让李啸节省了一笔相当可观的费用。

  当日在宣府镇时,李啸听宋大介绍过焦煤的生产。具体步骤如下:

  首先,让工人们把挖好并碾碎的煤块,进行洗煤。

  李啸知道这一步的目的,是为初步除杂,去掉煤中的灰分,石块、泥土等等。因为这类物体多含有硫和磷等杂质,对于炼铁极为有害,为了除去这些杂质,就需要对原煤进行人工洗选,洗选后所得净煤又叫洗煤或者精煤。

  然后,要建一座炼焦窑。这种炼煤窑的外形,与普通的砖窑颇为相似。

  接下来,精煤晒干后入窑,在炉窑内不隔绝空气的条件下,借助窑炉边墙的点火孔人工点火,将堆放在窑内的精煤点燃,靠精煤自身燃烧热量逐层将煤加热,这是直接加热。随后,煤燃烧产生的废气与未燃尽地大量煤裂解产物形成的热气流,经窑室侧壁地导火道继续燃烧,并将部分热传入窑内,此为间接加热。

  经过直接与间接两道加热,八百摄氏度的高温燃气流则夹带着未燃尽地煤裂解物从窑顶开孔处排入大气。这个过程延续八到十天,焦炭就制成了,随后,可命工人从人工点火孔注水熄焦,待窑炉冷却后,便可开门,扒出制好的焦煤。

  李啸相信,现在随着宣府的流民到来赤凤卫,从宣府镇一同运回来的大批焦煤与硫磺,应该也快到达了。

  李啸决定,以后铁龙城内所产的钢铁,分用途的不同,而选择不同的钢铁来生产,能期各尽其用。

  下面是李啸决定的钢铁使用分类。

  1、诸如生活用具与各类农具等物品,用焦煤炼制的中下等品质熟铁来制作。

  2、李啸军的全体士兵所用的铠甲与盾牌,则都用焦煤炼制中上品高炭熟铁来生产。

  3、全军的武器与火器,都用焦煤所制的高碳钢来制造。

  4、高级将领的铠甲与武器,则用纯净木炭生产的精钢来制造。

  李啸决定,把赤凤卫的铁匠总头张铜柱等人调到铁龙城来,只留几名徒弟在赤凤卫继续开铁匠铺,由其负责整个锻冶场的具体运作。

  李啸初步的铁龙城人力规划如下:

  1、现在赤凤卫城已近修建完成,可把3000多名流寇俘虏调回铁龙城,从其中选出这半年多时间中,表现较好的500人,与另外的500名河南百姓一起,作为冶炼辅助人手以或搬运工,作为对他们良好表现的一种奖励。选择剩下的2500余俘虏中,1500余人安排去挖矿,1000余人碎矿并洗矿。

  2、而锻冶场,则除了那些剩余的河南与单县百姓外,再招2000流民工人,用师傅带学徒的形式运作,大批量打制生活用具、盔甲、武器等各种物品。

  3、火器总头赵杰,从火器部队调出到铁龙城,暂时招200名流民

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