第118章 高爐煉鐵
「先生,這個人力鼓風機真的能鼓出足夠強的風嗎?」妙詣指著一個由六個男壯喊著口號一起推拉的大型鼓風機,問道。
「這個鼓風機跟手搖鼓風機不同,它裡面的空氣是定向流運的,只能從熱風爐流向高爐,而不會倒流。為了做到這一點,就要設計好風的出入口和擋板。這是它的設計圖紙,它有四個口,兩進兩出。進風口的擋板向內開,出風口的擋板向外開,你們知道這是為什麼嗎?」萬磊讓闈兒把圖紙抽出來讓眾道過目,繼續採用啟髮式教學。
「這個我知道,根據空氣動力學原理,空氣從壓強高的一邊主動流向壓強低的一邊,當空氣被排開后,風箱內空間大壓強變小,風箱外的熱氣只動推開擋板由入口進入風箱內。而另一邊的空氣在推力的作用下,壓強變大,推開出氣口,向出口吹去。」赤心道。
「恩,不錯,就是這個原理。其實,推拉式鼓風機不如水排,即水力鼓風機,不過北平城內沒有河流,不能建水壩設水排,而那種旋轉式的鼓風機如果用人力或畜力帶動,轉速太慢,起不到提高風速的作用,所以我們才退而求其次,用這種推拉式的鼓風機。以後如果設立新廠,一定會選址在河邊,一來只以建水排省去人力,二來取水方便,而且還便於各種原料的運輸。」萬磊解釋道。
「先生,煉鐵為什麼要加入石灰石呢,它們又不能跟鐵礦發生反應只會生成雜質,還要費力來處理它們。」赤誠不解地問道。
「是為了造渣,其實鐵礦也不是純氧化鐵,它有很多雜質,這些雜質混合於鐵水中,所以要把它們分離開來。加入石灰石,這些雜質就能被包裹在其中,然後漂浮在鐵水上形成廢渣,這樣才能得出比較純的鐵水。」
「先生,造渣又浪費鐵水又浪費熱量,難道就不能省掉這一步嗎?」妙詣也問道。
「不能,現在高爐煉鐵不能,以後在平爐鍊鋼的時候,首要條件也是要造好渣,所以說,加料造渣是鋼鐵工業的一門必修課,也是必要的浪費,省不得。」萬磊道。
「煉鐵要求一千多度的溫度,高爐真能產生這麼高的溫度嗎?」妙語問道。
「要想高爐加溫,一方面要加高高爐的出氣口,加長熱氣留爐的時間;一方面要加大鼓風送氧的速度,現在沒有辦法製取純氧,如果能鼓送純正的氧氣,那就能讓焦炭燃燒更旺,讓爐溫更高。」
「哦,原來鼓風也是為了加高爐溫,那為什麼不把爐氣口堵上,那就不會有熱力流失了。」妙語又問道。
「燃燒是碳和氧反應生成二氧化碳並放過熱量的過程,如果把爐口堵死,那二氧化碳就排不出去,反倒會影響燃燒。」妙詣代為解釋道。
萬磊與眾道你一言我一語地議論著,坐在一旁的鐵鉉等人聽得一頭霧水,沒一個聽得明白的。不過,他們也懶得管什麼原理不原理,他們只想看煉出來的鐵水。
這個時候,高爐內的溫度已經足夠熔化鐵了,透過爐門,可以看到一片片滾滾動的「紅水」。而煉鐵工人握著長長的攪棍,不停地攪動著,火光映照在他們的臉上,直接「烤」紅,滾滾的汗水不停地往下流。
在煉鐵廠外,數以萬計的百姓在圍觀,看著高大的煙囪上滾滾的黑煙飄出,開始討論紛紛,不過大部分人都是在大讚萬先生才高,幹什麼都是大手筆,就連開個煙囪,都比人家高出幾丈。
大約到了下午時分,眼看著爐內的鐵水已經生成得差不過了,而鐵渣也差不多高過了排渣口,萬磊就讓工人停止加料,並讓人舀取了一瓢鐵水,倒入一個試模後放下水中快速降溫,一個鐵鍋就這樣成形了。
當然,這個鐵鍋的質量如何,還得經過檢測。萬磊拿了一個鐵鎚,用不同的力度敲擊著。鐵鉉等人也緊張地看著,每一次鐵鎚擊落,就好像是砸在他們的心上,畢竟這個煉鐵廠可是花了十萬官銀的,如果煉出來的鐵水連鍋都造不了,那真是賠血本了。
經過一陣大力錘擊,那鐵鍋除了有些變形之外,並沒有被砸破,鐵鉉等人都長長地出了一口氣,看來這些鐵水用來造鍋是可以的了。不過,萬磊還不放心,又進行了好幾項類如鑽擊,加熱敲擊,猛火干燒等測試,最後結果都還甚滿意,才一聲令下:「出鐵水,造鍋。」
出鐵水也是高危的作業,畢竟鐵水可是一千多度的高溫,沾到人身上,能把人燙死,所以要格外小心。不過現在主要是以制鐵鍋為主,可以把模具送到鐵水出口處,只要用閥門控制好出鐵水的量就行,而裝有鐵水的模具被平穩地移動到冷卻水漕中,一陣水霧升騰,一個鐵鍋生產出來了。
萬磊連續檢查過出爐的二十個鐵鍋,發現只有兩個質量不合格,底部穿洞,廢品率只有十分之一,在可以接受的範圍內,所以讓工人們加快進行出鐵鑄鍋的流程,力爭在半個時辰內出完鐵水,以免鐵水與氧氣過久接觸而氧化。
其實,萬磊也早有籌謀,幾十個模具排成一條流水線出鐵鑄鍋,流程是很快的,兩刻鐘不到,高爐內的鐵水就差不多排空了。萬磊一邊派人去清點得鍋數量,一邊讓人換下模具,用剩下的鐵水鑄了幾口大小不一的鐵炮。
當然,這些鐵炮是用來實驗的,在沒有試驗成功之前,還不能大量生產。畢竟鐵炮不同於鐵鍋,它們是用來發速炮彈的,對炮管和炮膛的強度要求非常高,一個部位設計不當,出來的就是一口廢炮,甚至還會發生炸膛等嚴重事故,一點都疏忽不得。
「先生,這一爐鐵就鑄了四百七十個鍋,除去四十五口廢鍋,並得四百二十五口好鍋。」一個監工喜滋滋地來報。
要知道,鐵鍋是生活必須品,賣價比較高,一口鍋最少也值一兩銀子,四百多口,就是四百兩。就是除去鐵煤成本二百七十兩,最少也能盈利百兩銀子。如果日日這樣生產,一個月就有三千兩盈利,最多三年,就能回本。
「不錯不錯,以後多造些模具,咱們不只是生產鐵鍋,還生產刀劍犁鋤等等所有鐵器。」萬磊也笑了,又道:「今天就到此為止,給大夥發工錢,讓他們好好地休息一天,明天凌晨繼續開爐。」
「好勒,小的馬上去帳房取工錢。」監工喜滋滋地去了。
「賢侄,今天第一次開煉就是開門紅,該設宴慶祝啊。」鐵鉉也喜不自勝,他這一提議馬上得到了眾同僚的響應。
「各位如此好興緻,萬某本不該說掃興的話,不過這些鐵水還是有很多雜質,萬某還要細細地研究和改進生產工藝,不能跟各位一起歡飲了,還請不要見怪。」萬磊拱手道。
「哎,萬先生總是獨挑大樑,我等又不能幫上忙,只會坐享其成,實在是慚愧啊。」趙鴻儒也在場參觀,略帶歉意地說道。
「誰說各位沒有幫上忙的?各位負責督造器械,保證所有爐具都符合開工要求,這可是天大的功勞啊,反倒是我,只會指指畫畫和挑毛病,這才是坐享其成啊。」萬磊也苦笑道。
「萬先生過謙了,賢侄運籌帷幄,功勞是最大的,我等不過是跑跑腿而已。」眾官笑道。
「哎,客氣的話就不必多說了,既然賢侄沒空,那咱們獨樂樂不如眾樂樂,給工人們加發工錢,讓大夥都高興高興。」鐵鉉最後拍板,反正煉出第一鍋鐵了,以後不愁鐵廠回不了本,給工人加發工鐵也不過是九牛一毛而已。
「既然如此,那萬某先告辭了。勞煩鐵大人派幾個人把那幾尊鐵炮送到城頭上,並架上炮架,我有空的時候會去試炮。對了,在我沒有試過之前,別讓別人亂試,免得發生事故。」萬磊一拱手,帶著幾個小道,背著一些鐵屑就回家去了。
萬磊之所以走得這麼急,是想回家去用試劑來分析這些生鐵的成分,特別是磷硫等有害雜質的含量。如果磷硫含量偏高,那煉出的的鐵很快會變成無用的廢鐵,更會加大鍊鋼的難道。
鐵鉉看著萬磊一行人離去的背影,好似自言自語道:「萬賢侄真是我大明一寶,只可惜,朝廷不識寶。」
「鐵大人,萬先生能留在咱們順天府,也算是我等之幸,日後兵強馬壯,立不世之基亦非難事。」一個縣令道。
「只是要跟明朝爭天下,兵凶戰危,我等於心何忍啊。」鐵鉉嘆氣道。
「咱們也不想跟朝廷爭高下,只是我們處處退讓,朝廷還是處處威逼,我等也是出於無奈。」趙鴻儒也道。
「且不說這些,咱們既然是順天府的父母官,就該為順天府的百姓著想,與朝廷是戰是和,現在只能走一步看一步。」鐵鉉說完,也快步離去。