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江山公

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第586章 预热炉

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汉武帝时期,河东郡,大司农下属的冶铸令前往冶炼场现场督察。

一位身着官服、风尘仆仆的官员,正在巡视一处正在修缮的冶铁竖炉。

听到视频讲述高炉形制与耐火的重要,以及比现在的炉子更加先进的高炉,他捋着胡须,对身旁负责技术的丞说:“后生之论,大益我等。”

老师傅指着现在还没有开烧的炉子说到:“如今之炉,乃是黄土砾石所砌,太大了便不能保温,所以只能砌一人之高,而天幕介绍的高炉,却能达三人之高,这效率一炉能比我等三炉。节省的材料燃料人工不知凡几,我等当效之!”

铁官补充道:“若能有如瓷窑之砖,再行砌筑,是否更省工时,且炉壁更坚?可命人去瓷窑寻砖,回来一试。”

旁边的老师傅回道:“大人所言极是。以往补炉,多是现场夯筑,费时费力。若有成砖,破损处更换也便捷。只是瓷窑之砖未必合用,可能需要重新烧制一批高炉用砖。”

铁官点头:“可小规模试之。记下,凡能增铁产、省工力之法,皆可尝试,瓷窑那边,吾去交涉。”

……

宋熙宁年间,军器监沈括在考察河北磁州锻坊。

他对着一座正在鼓风炼铁的高炉,仔细记录其形制尺寸。天幕之言正好与他的观察相互印证。他对陪同的当地监官和匠头说:“妙哉!天幕所述,要优于此炉!炉腹如倒碗,确为聚气升温之要。其言耐火砖乃自瓷窑来,更发人深省。”

他又想起之前在瓷窑的考察结果:“我曾见钧窑窑变,火色绚丽,窑壁必极耐高温。若取其材制砖,或可使冶炉之火更烈、更久。且炉型尺寸、风口角度,与出铁之多寡、生熟,必有数理可循。或可绘为图式,供诸路铁官参详改进。”

“这风口连接着你用厚泥和石板夯筑成的环形风道,风道则通向炉子背坡处你那架硕大的、牛皮蒙制的木风箱。风箱要两人才能拉动,一推一抽,风就通过泥道,从风口呼呼地灌进炉子最灼热炉膛中。”

“但光是生冷的风还不够劲,进气的温度太低是会降低温度的,温度一低,铁水就会冷却,这可不行,你得让进去的空气也带上火力才行。”

“你需要在风道贴着高炉的那一段,你用耐火砖精心砌出一个空心夹层,这就是预热炉。这预热炉的膛腔不大,也不需要额外用燃料生火加热,你可以用陶瓷管道将高炉烟道与预热炉的炉膛连接起来,让那股带着高炉余威的灼热废气来加热预热炉。”

“这个形状相当于一个反向的火炕,当两人合力鼓动风箱推出的生冷空气,在冲进高炉之前,拐了个弯流过这被烧得滚烫的砖砌夹层之后,进入高炉的就已经是高达上百度的空气了。”

“这法子说起来简单,做起来却要格外精细。预热炉的烟道口开多大,砖壁砌多厚,才能既让废气把砖烧透,又不至于把砖烧化或让冷风道过早开裂,全是慢慢试出来的经验。你得时刻留心,预热炉的外壁摸上去是否均匀烫手,砖缝有没有漏出火星子。”

“有了预热炉,高炉的效率会更高,只是要千万小心,预热的风温太高,风口那块的耐火泥容易烧蚀脱落,需得时不时停了风,用长铁钎探进去清理修补,再赶紧封上。一旦听到炉内风声变调,或看到火焰颜色发虚,就得当心是不是预热炉那边出了岔子。”

【“预热鼓风是提高高炉效率、降低燃料消耗的关键技术,将高炉废气引入风道夹层预热空气,这个设计极其巧妙,它回收了废气中的余热,显着提高了送入炉内空气的温度,能提升数百度左右,从而大幅提升炉内燃烧温度,使还原反应更充分,出铁更多、更好。是革命性的节能增效思路。】

【“嗯嗯嗯,记下了,穿越之后就用。”】

【“好的,学会了,什么时候穿越?”】

东汉初年,南阳太守杜诗治所。 杜诗以发明水排而青史留名。今年他正督导农民种植,听到天幕讲述预热鼓风之妙。

这位务实的技术型官员顿时目光炯炯:“风温之论,发前人未发之秘!我等造水排,力省功倍,然所鼓之风,确是生冷。若能将那炉顶喷涌之炙热废气,设法导引,预暖风道,则入炉之气自带火性,炉火必更烈,出铁当更迅。”

“此非独省炭,亦可增铁之精良。速召铁官及巧匠,依此理,于官冶坊择一炉试作暖风夹墙。不必强求陶管,先以砖石砌夹层,引废气尝试。纵有万难,此乃大利,当竭力为之!”

……

唐开元年间,河北道某大型官营冶铁作坊。 一位资深炉头正为燃料消耗过大而烦恼。

听到视频介绍预热之法,他如获至宝,立刻召集徒弟们蹲在沙地上画图:“都听真了!咱们炉子那烟道,烫得能烤饼。若在旁边,用耐火土再砌一道墙,中间留空腔让鼓进去的风先走一圈,被那热墙烘热了再进炉子……赶紧的,趁下次修炉,咱们就在三号炉上改改试试!风口那块泥得加厚,多用熟料!”

……

“如果有条件的话,风箱也需要改造,让两个人日夜不停地拉拽,这太累人了,若你高炉旁有条湍急的溪流,水力便是天赐的动力。”

“你可以在溪边立起一座结实的立式水轮。用硬木做成巨大的轮辐,外圈装上匀称的木板作为桨叶,让水流持续冲击它们,带动整个水轮隆隆转动。关键之处,在于如何将这周而复始的旋转,变成风箱所需的往复推拉。”

“这便需要一个简单的机构——连杆与摆杆。在水轮的主轴上,牢固地安装一个偏心轮,或直接装上一根曲柄。用一根长长的连杆一端套在这个偏心轮上,另一端则铰接在一根可以左右摆动的摆杆中部。”

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