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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。
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