第八百七十一章平爐和高爐
    等到了熙寧十年，經(jīng)過改造的冶爐，產(chǎn)量已經(jīng)翻倍，平均年產(chǎn)八萬斤左右，而且隨著焦煤的使用，高爐的擴(kuò)大，各種先進(jìn)技術(shù)的投入，以及南方二林部，渡口，鄭州，徐州，鄆州，兩浙路梧州諸地鐵礦的發(fā)現(xiàn)，南方鋼鐵的產(chǎn)能已經(jīng)直追北方，三司對(duì)元豐元年的預(yù)估，全國(guó)鐵課，將達(dá)到一千三百萬斤左右。
    不過各地鋼鐵質(zhì)量參差不齊，最好的鋼鐵在二林部和梧州，這兩處出產(chǎn)的鋼鐵，除了用作鑄造槍炮，兵器之外，常常被其它鐵冶，用作改良自己鋼鐵品質(zhì)的“鐵母”。
    但是交趾鐵，因?yàn)殍F礦和煤礦的品質(zhì)關(guān)系，比二林部的二林長(zhǎng)刀以及兩浙路的龍泉寶劍還要更勝一籌，最關(guān)鍵的是，第六代高爐經(jīng)過前五代二十多年的積累之后，產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍！
    從結(jié)構(gòu)上來說，這已經(jīng)是一座近代意義上的冶鐵高爐！
    冶州高爐和后世一樣采用了鋼板作為爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。高爐本體自上而下，分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五大部分，與后世幾乎一模一樣。
    高爐生產(chǎn)時(shí)，同樣是從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑——石灰石，從位于爐子下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣。
    煉出的鐵水從鐵口放出，爐渣從渣口排出。
    產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐的燃料，同時(shí)還是制備硫酸和氨水的生產(chǎn)原料和燃料。
    熾熱的煤氣，還是煉鋼爐的重要燃料。
    而爐渣，又是磚廠和水泥廠的原料。
    高爐的上料和配料系統(tǒng)，也采用了容積配料法和重量配料法。其中鐵礦和焦煤用的是容積固定的斗車，而石灰石則采用斗車加彈簧大稱平臺(tái)。
    高爐爐殼內(nèi)部的耐火磚，底部厚達(dá)一米，頂部也厚達(dá)四十公分，煉爐底部采用石墨磚，上部為礬土燒制的高鋁磚。
    另外還有補(bǔ)充燃燒的吹料系統(tǒng)，這口高爐吹的是煤粉。
    爐外掛著鐵質(zhì)的水箱作為冷卻系統(tǒng)，以防止?fàn)t殼在高溫下軟塌。
    除此之外，還有無數(shù)嚴(yán)格的的操作規(guī)范，作業(yè)流程，保護(hù)措施，全都是一條條人命換來的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
    這個(gè)高爐嚴(yán)格說起來只能算作小爐，一爐只能生產(chǎn)鐵水兩千斤，別說和后世相比，就連大宋如今的普通鐵冶一爐的產(chǎn)量都達(dá)不到。
    但是它有個(gè)現(xiàn)代高爐的特點(diǎn)，就是一旦點(diǎn)火，晝夜不停，一天能夠熔煉四爐，日產(chǎn)就是八千斤。
    一年三百萬斤，一個(gè)高爐就幾乎占了十年前大宋鐵課的一大半！而且無需如以前那樣煉一爐毀一爐造一爐，一個(gè)高爐能夠連續(xù)使用十年以上！
    這個(gè)高爐，是皇家理工學(xué)院，眉山理工學(xué)院，鐘山理工學(xué)院，司天監(jiān)，將作監(jiān)，三司胄案，商州胄案，石家，四通商號(hào)，皇宋銀行齊心協(xié)力攻關(guān)的結(jié)果。
    高爐的總設(shè)計(jì)師是石富，副總設(shè)計(jì)師是陳昭明，趙宗佑，負(fù)責(zé)研發(fā)。
    總監(jiān)理是蘇油，副監(jiān)理是石鍮，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)資金，人力，物力，從四面八方抽調(diào)精英參與設(shè)計(jì)，計(jì)算，討論……
    方案五年前就已經(jīng)拿出來了，中間有反復(fù)修改，關(guān)鍵部位如耐火磚，吹料系統(tǒng)，渣口，鐵口，無數(shù)的小設(shè)計(jì)小改進(jìn)，都在各地的鐵冶進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)。
    所以這個(gè)高爐，可謂是大宋舉國(guó)理工人才，能工巧匠，各地鐵監(jiān)，實(shí)際管理者們共同的智慧結(jié)晶。
    等到所有的設(shè)計(jì)，計(jì)算，實(shí)驗(yàn)最后都做完了，高爐卻卡在了礦料上。
    大宋各地的煤鐵礦標(biāo)本，經(jīng)過皇家理工學(xué)院的檢測(cè)，只有渡口的勉強(qiáng)合格，其余含硫均太高，會(huì)嚴(yán)重影響高爐壽命和鐵料品質(zhì)。
    倒是聽風(fēng)閣經(jīng)過千辛萬苦，從西夏祁連山脈和遼國(guó)大草原上搞到的礦料，檢測(cè)通過。
    趙頊在敷文閣收到報(bào)告后，氣得當(dāng)場(chǎng)就摔了書桌上的碧玉山子。
    蘇油在密折中安慰趙頊，冶金的進(jìn)步是一點(diǎn)一點(diǎn)積累起來的，就和理工的學(xué)問一樣，雖然大高爐一時(shí)造不成，但是各處鐵冶上使用的小措施小改進(jìn)，也讓大宋的鋼鐵產(chǎn)量在十年內(nèi)翻了一番，這個(gè)成績(jī)已經(jīng)很不錯(cuò)了。
    可兩人心中，其實(shí)都難免遺憾。
    交趾的征服和高品位煤鐵礦的發(fā)現(xiàn)，終于給美夢(mèng)送來了舒適的枕頭。
    鋼鐵的生產(chǎn)是一個(gè)長(zhǎng)期而復(fù)雜的準(zhǔn)備過程，在交趾興建如今大宋最大的鋼鐵基地，可以說是完全是白手起家。
    勘探，繪圖，開路，架橋，試煉，確定品位，修建鐵軌，組織人力，搬運(yùn)機(jī)械，炸礦，開采，建造中轉(zhuǎn)倉(cāng)房，修建港口，組織船運(yùn)……
    等到第一爐鐵水煉出來后，蘇油一點(diǎn)興奮感都沒有了，就好像將地丁膠遞到自己面前的張道長(zhǎng)一樣，在豐功偉績(jī)面前，只剩下淡淡的裝逼味道……
    不是想裝逼，真的是太特么累，連裝逼的力氣都沒有了！
    高爐不但能夠產(chǎn)生鐵，還能產(chǎn)錳鐵，但是真正在應(yīng)用上有用的，是鋼材和錳鋼，以及球墨鑄鐵。
    所以這些都還要要煉鋼爐進(jìn)行精煉。
    大宋理工發(fā)展的精煉，一直都是走的平爐的路子。
    從當(dāng)年最早的帶蓋兒石墨坩堝，外加焦炭底部強(qiáng)吹熱空氣熔煉開始，從小到大，一步步慢慢走過來。
    后來有了玻璃，四通又開始用坩堝爐熔煉玻璃。
    平爐，其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)超級(jí)巨大坩堝爐，模樣有些像一個(gè)巨大的有蓋子的平底鍋。
    但是之前受加熱效率的影響，平爐的體積注定大不了，一鍋也煉不了多少鋼。
    直到石富將腦筋動(dòng)到了了煤氣上。
    當(dāng)時(shí)的煤氣還沒有如今這么多的應(yīng)用，白白浪費(fèi)掉不少，等到有了球閥和壓力表之后，石富才在坩堝爐側(cè)面多引了一根進(jìn)氣管，添加了爐頭，用來走煤氣。
    所以現(xiàn)在的煉鋼平爐，爐膛是一個(gè)熔池，底部帶有加熱空氣和煤氣的蓄熱室。整體結(jié)構(gòu)由熔煉室、爐頭、上升道、沉渣室、蓄熱室、換向閥、煙道、煙囪等組成。
    熔煉室是平爐的中心部分，前面有裝料爐門、后面底部有出鋼口。
    熔煉室有厚厚的防火罩蓋子，熔煉過程在密封環(huán)境中進(jìn)行，通過輪番灌入熱空氣和煤氣，進(jìn)行燃燒加溫和還原反應(yīng)。
    生鐵液在這樣的環(huán)境里，過量的碳被氧化，帶走，鐵液的含碳量漸漸減少，變成鋼水。
    平爐熔煉室使用的是堿性耐火材料，也就是鋁礬土磚筑砌，與轉(zhuǎn)爐煉鋼不同的是，轉(zhuǎn)爐只需要利用鐵水自身提供的熱量，就能靠吹入熱空氣，完成煉鋼過程。
    而平爐因?yàn)闋t體龐大，冶煉時(shí)間長(zhǎng)，爐墻散熱損失和高溫廢氣帶走的熱量大，因此必須從外部供給燃料和使用預(yù)熱空氣，方能保持煉鋼時(shí)需要的熱量和氧氣。
    一爐鋼需要二十四個(gè)小時(shí)才能煉出來。
    但是相比轉(zhuǎn)爐，平爐也有更多的先進(jìn)之處。這玩意兒溫度高，能夠?qū)U鐵廢鋼進(jìn)行重新熔煉，能夠精確調(diào)控和配比，能夠往里邊增加其余金屬和非金屬添加劑，調(diào)成合金鋼或者球墨鑄鐵。
    球墨鑄鐵說起來很高大上，就是通過球化和孕育處理，讓鐵器中的碳以球狀石墨的形式存在，可以有效地提高了鑄鐵的機(jī)械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到碳鋼強(qiáng)度的鑄鐵。
    種花家為了對(duì)抗本土鋼鐵中大量存在的硫，提高鋼鐵性能，其實(shí)早在漢魏時(shí)期，就已經(jīng)發(fā)明了球狀石墨鑄鐵。
    而渡口鐵的加入，讓球墨鑄鐵工藝更加完善方便，因?yàn)槟抢锏蔫F料，富含稀土和鎂，以渡口鐵為“鐵母”，能夠極大的改善鑄鐵的性能。
    如果往里邊添加富錳渣或者鏡鐵，得到的就是高錳鋼。
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