第七十九章 煉鋼和煉鐵

擴大工廠改善運輸是重要的關注點，根據朱聿鍵的估計，只要經過冬季的全力準備，等到來年春暖花開的時候，唐王府的所有產業將呈現出爆發狀態，每月的進項很可能會突破三十萬兩白銀，這還是將合作夥伴李春玉和陳式舫所得刨除的淨利潤。

如果真的有這麼大的資金流入，他的許多計劃就能夠得以展開了，至少如今田見秀正在訓練的三千唐勇，就可以再擴軍一倍。因為朱聿鍵知道歷史上農民軍的厲害，所以始終對保護自己產業的武裝力量非常上心，現在雖然無法製造火器，他卻在冷兵器方面下了大力。

首先是防護問題，刀砍和箭矢都是今後一段時間內唐勇士兵要防護的重點，這就要求他們佩戴足夠強力的鎧甲，只不過朱聿鍵一直沒有改進煉鋼方法，鐵匠們只能用唐朝就開始使用的古老灌鋼法，效率低產品質量也不容易保證。

要想增加鋼產量並穩定質量，就必須進行工藝改進，這一點朱聿鍵非常清楚。當他們他建立高爐和煉焦爐那麼輕鬆是因為華夏早在數十年前有了使用焦炭煉鐵的歷史，這比歐洲的工業革命要早了一百多年時間。只不過以前大家都使用露天堆放的方式煉焦，效率差上許多。

煉焦起主要目的，就是為了降低煤炭中的硫含量，避免鐵因為含硫過高而變脆。但是傳統的煉焦方法不隔離空氣，讓硫以二氧化硫的方式散失時，也造成了碳氫化合物的大量損失，反而降低的煉鐵效率。朱聿鍵主持建造了煉焦爐，讓煤炭在缺氧的情況下焦化，大大降低了碳氫化合物的損失，才讓煉鐵更加高效，硫含量也降低了許多。

只是朱聿鍵發現，隨著黃鐵礦的增多，煉鐵硫含量再次超標，既是他提前對鐵礦石進行脫硫處理也無法從根本上改變。在經過一番研究之後，朱聿鍵決定在煉鐵高爐中加入石灰，以鹼性的石灰來中和硫化物，這才將煉鐵的質量穩定下來。

有了鐵以後，煉鋼就成了大問題，按照古老的灌鋼法需要將生鐵融化後灌注到熟鐵之中形成鋼，但熟鐵需要從生鐵經過鍛打而成耗時費力，鋼的質量也難以穩定，但要上轉爐工匠們的能力又不足。這樣顛覆性的煉鋼設備，可是直到二百多年以後才被發明出來的，現在要製作無異於天方夜譚。

為了改變煉鋼的效率和質量問題，朱聿鍵這位唐王住到了青山寨，一門心思的考慮冶煉問題，將其他工坊、商舖和農莊都扔給了張書堂和宋獻策等人進行管理。

朱聿鍵抵達之後，對煉鐵和煉鋼技術進行了深入研究，又與那些工匠們進行探討，朱聿鍵決定全面改進煉鐵和煉鋼設備，將這兩個過程連接起來，以便高效的產生鋼材。

很快兩座新的煉鐵高爐先被建設了起來，因為水泥和新型耐火磚的使用，高爐被製造的非常大。其高度已經超過了二十米，直徑達到了七米，其造型也不再是傳統的陡坡式，而是成了中間寬兩邊細的棗核型，它不但有了80度的爐腹角度和寬爐喉，其料線高度也達到了15米，同時朱聿鍵還設計了封閉式爐頭，以提高冶煉效率。

除了這些改進之外，新高爐頂部加裝了引管，將高爐煉鐵產生的煤氣引了出來送入煉鋼爐。同樣做法的還有那些加大的煉焦爐，煉焦爐頂部的導氣管被增加了一個噴淋塔，利用噴頭的水霧將多餘的二氧化硫變成硫酸，而剩下不溶於水的一氧化碳也被引到煉鋼爐之中。

朱聿鍵考慮到空氣分離機無法製造，沒辦法使用氧氣吹煉的轉爐法，所以他在青山寨設計建造了平爐。

平爐的爐膛是用耐火磚砌成的槽，上面有同樣使用耐火磚製成的爐頂蓋住。平爐的前牆上有裝料口，工人可以從這裡將爐料裝入爐膛，熔煉時可以關上耐火磚貼層的爐門以隔絕空氣。爐膛的兩端都築有爐頭，爐頭各有兩個孔道，供從高爐和煉焦爐引來的煤氣和熱空氣導入進行燃燒。

冶煉的時候將生鐵、鐵礦石、廢鋼、石灰石和生石灰放入爐膛，加上煤氣的燃燒，起內部溫度可以高達1800攝氏度。熱量直接由火焰傳給爐料，使爐料迅速融化。同時由一部分融化的生鐵生成氧化亞鐵，將硅、錳等雜質直接氧化變成爐渣。由於爐內放有過量的石灰石，磷和硫等雜質也能變成磷酸鈣和硫化鈣等爐渣，其次碳也能進行氧化並生成一氧化碳從融化的金屬中冒出來，形成二次燃燒給爐內加溫，讓冶煉的工作可以聯動進行。

為了加強冶煉效果，朱聿鍵讓木匠在水流湍急的瀑布下設立水車，用來帶動鼓風機，將空氣和煤氣加壓吹入爐中。經過這樣的設計，全世界第一套近代化的煉鐵煉鋼聯動設備算是建立了起來。

新設備很快被建造了出來，看著這些巍峨的高爐和平爐，朱聿鍵心中也沒底，他所擁有的的只是理論知識，在實際中能否應用還是個未知數。不過朱聿鍵現在財大氣粗，他也不怕浪費錢財，所以才直接搞了這麼一套設備來做實驗。

在朱聿鍵的指揮下，高爐首先開始了工作，隨後平爐也開始進行操作。因為新高爐需要十幾個小時才能熔煉一爐鐵水，朱聿鍵卻等不了這麼長時間，所以平爐的第一次煉鋼，使用了老高爐出產的鐵水。

工人們將各種填料從裝料口堆入平爐之中，隨後滾燙的鐵水也被導入爐膛，光著膀子的工人打開閘板，將煉焦爐和高爐中的煤氣送入平爐之中。因為有著高達1500攝氏度的鐵水，那些煤氣不需要點燃就會自己燃燒起來。平爐中的溫度在快速升高，很快就達到了熔煉的溫度，那些被填入的廢鋼和鐵礦石都開始融化了。

所有工匠不管是否休息，都守在了冶煉廠中，他們對朱聿鍵能夠設計如此複雜的煉鐵煉鋼設備都感到非常佩服。不管這些設備最終是否能夠練出合格的鋼材，至少他們知道這個從未做過鐵匠的唐王，絕對是冶煉方面的高手。