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《他改變了大明》四十九.煉鐵
  在整頓內廷和廠衛的同時,朱皇帝也沒放松過對工業發展的關注。

  暫時放棄了發展紡織機械等會製造大量失業人口的產業,他就得從另一些產業上尋找突破口。本來,他還有馬上就上馬高爐,搞出一個煤鐵複合體的想法。

  這會外星大佬似乎很閑,要立刻上馬個蒸汽機,當然毫無壓力。不過深入考慮了一會後,朱皇帝還是決定從聽人家的建議,先打基礎。造幾台蒸汽機是不難,人家不知何時就會離開,造出來後就沒有了下文那就尷尬了。蒸汽機這種複雜機器,光使用和維護都要不少具備一定知識水平的技術人員,把十分緊張的技術人才資源浪費在維護上也不合適。

  不準備立刻上馬蒸汽機,也不代表什麽都不去做,工業發展從來都是需要一點一滴的積累。

  中國古代很早就將焦炭用於煉鐵,但一直到現在其實都沒有真正的近代高爐煉鐵技術,現在廣泛存在於大明北方地區的,用焦炭煉鐵的方法都是坩堝煉鐵法而不是高爐煉鐵,焦炭多是作為燃料而不是還原劑。在冶煉溫度不夠的條件下,含硫等雜質多的問題根本就解決不了,冶煉出的生鐵質量非常差。

  在實用蒸汽機沒有誕生前,英國就能用焦炭煉鐵,那是因為他們非常幸運地找到了適合煉焦的低硫煤炭,使用水力鼓風就能冶煉出質量不錯的生鐵。而中國基本上是沒有多少低硫煙煤的,沒有人家那麽好的條件。

  作為一個理科生,朱皇帝很清楚,風壓不夠,那就在水力鼓風設備上繼續深挖技術,上馬預熱鼓風技術,把送進高爐的風先加熱變為熱風,總是能把冶煉溫度推高一些的。

  去年開始,他就在京師附近一處河流處,搞了個冶鐵技術實驗場,試著加大了水車直徑,並研發了帶蓄熱室的熱風爐。在今年一月的時候建設成了帶水力熱風爐的高爐。不過在兩個二月的試驗中,工匠們很快發現了一個大問題,為了加工方便,由皇帝設計的這個蓄熱室的精鐵管道,由於熱風爐本身的設計問題,在高溫環境下很快就會爛掉。

  這一次的試驗,雖說沒有獲得成功,不過同樣取得了比較喜人的成效。

  經過對比,同等大小的冶鐵爐,冶煉同樣多的生鐵時,使用熱風爐,燃料消耗有明顯減少,冶煉出的生鐵質量也有一定幅度的提高。

  在獲得了大堆技術資料之後,朱皇帝最近再次對試驗用高爐冶煉工藝進行了大幅度的改造。

  照抄了英國近代的設計,他讓工匠們建造一個封閉式磚頭砌成的蜂窩式煉焦窯,使其取代了原本用來製造木炭的那種原始的煉焦窯和埋進地下的原始土法煉焦工藝。

  對煉焦工藝,朱皇帝暫時沒準備往煤化工方向深挖,他現在手下總共就沒有幾個識字的技術人才,現在就去研究煤焦油,提取那些劇毒物質,那是給自己找不自在。研究煤焦油是有多危險,他還是清楚的,現在技術人才每一個都很寶貴,都必須要用到刀刃上。

  對高爐的形狀,也做了調整,使其變得更加合理。

  在五月初的時候,經過連續趕工,這一次的試驗用高爐終於宣告建設成功。

  這一處鐵場,三四十畝地大小方圓,附近有幾處易開采的煙煤礦,有一條水量豐沛的河流經過,算是一處不錯的地方。原本是某個外戚家的,被皇帝花錢買了來。這一處試驗場,雇傭了兩千工人,花費了兩個月將原本的平地擴大了十倍左右。

  在技術水平不夠的時候,

煤炭消耗很大,煤鐵複合體布局都是就煤運鐵的。就這個工坊的數據看,目前煉一斤鐵,煤炭消耗甚至超過了十斤。  經過最後一輪對水輪機和傳動裝置的調試之後,新修的高爐和熱風爐的耐火泥和磚已經全部都乾透,可以開始煉鐵。

  開爐在這個時代本來是個很重要的事,鐵場的管事張鐵牛還準備和上一回一樣,請個算命先生定下吉日,不過直接被皇帝否決了。

  這處實驗作坊,原本是皇帝派了一個宦官來管的,不過前陣子他發現那宦官不夠聽話,做出了一點成績的同時,貪腐克扣工人夥食工錢的事也同樣沒少乾,就把他抓起來關進詔獄讓他反省一陣。考察了一陣,發現這個叫張鐵牛的中年煉鐵老手技術過關,做事認真,對工人們態度和善,就直接點了他的名,把那些只知道討好公公的大小頭目換掉了。

  這裡的工人們都有不錯的手藝,唯一的缺點就是不識字,先前那個宦官無視了皇帝的命令,把皇帝發下來的教這些工人中的技術骨乾識字的錢都吞了大半,沒教材,沒教師,也沒有紙,本來也年紀大了,再加上鐵場這種環境下也沒個學習的氛圍,他哪裡學得進去。

  最近換了管事的宦官,把之前制定的獎懲和針對識字人才加薪和獎勵政策落實,各項物資都全都到位,加上出台了不認真學習的要受罰的政策,鐵場裡的掃盲工作總算是正常展開。

  隨著四座大水車被啟動,水流帶動著水輪旋轉,連杆將動力傳導到風箱,開始帶動著四座雙作用的風箱做著往複運動,通過特製的管道向四個風口正常送風,熱風爐和高爐隨即都完成了點火。

  很快的,整個高爐內部的溫度就升了上去,有經驗的老手們很快判斷出一切正常。

  鐵場上很快爆發出了一陣歡呼聲,盡管還不確定是不是能成功,起碼一開始一切都運轉順利,開了個好頭。

  負責盯著爐前的一個老手,看了看不遠處的水車,嘴上嘖嘖地讚道:“嘖嘖,每回看到這大水車轉起來,俺心裡就覺得踏實。”

  張鐵牛也不由點頭:“這大水車真好,李老頭他們那幾個改了改,勁頭比上回的又足了些。”

  “宮裡的大師傅說, 這送進去熱風,加大送風的力氣,鐵就能練得更好,燒的石炭也能更省。俺以往還不信,現在是真服了。”

  朱皇帝進一步加大了水車直徑,並優化了水車葉片形狀,做了以當下的加工條件下最合適的改動,對水車推動的風箱結構也進行了大幅的優化,風箱的出力自然是比以往要大一些的。

  隨著冶煉進行,爐前的老手們,一直都關注著高爐內部的情況,他們能用肉眼粗略判斷爐溫,大夥一直都擔心熱風爐的管道再一次被燒爛,降低了冶煉溫度,通過上次的實驗,他們開始確信這個熱風爐的好處。

  這一次,朱皇帝依舊是照抄了英國人發明熱風爐初期的設計,把熱風爐的管道改成了鑄鐵的,用耐火磚砌嚴實了,當然是不會出問題的。

  幾天下來,大夥最擔心的熱風爐管道被燒爛的事情最終沒有出現。

  這一次的冶鐵實驗還不能說完成成功,畢竟還需要相當長的時間,才能測試出高爐和熱風爐的使用壽命,對於具體的能耗,也要去記錄進一步的數據。

  得到了具體的數據之後,煉鐵廠還有進一步的改進任務,張鐵牛手裡的任務還是很重。

  這個冶鐵作坊,在朱皇帝的定位中,是大明鋼鐵工業的第一重鎮,將擔負最重要新技術研發工作,以及高技術人才和產業工人的培訓工作。

  原本他還想過,要帶大明的鐵場主們一起玩,不過稍微考慮了下,就發現,他手下就這麽點人,培訓自己的產業工人都教不來,便宜那些不交稅的官商們,純屬吃多了。
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