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第519页

    “焦炭的作用是提供高温并产生还原剂。石灰石是用于造渣除脉石,使冶炼生成的铁与杂质分开。”


    还原剂一词,这是李陵与他们探讨时,流传开来的,当然他们并不知道焦炭产生的具体还原剂是啥,这时候还没化学这么科学呢,当然李陵也不知道,连初中学生都不如。


    这里所谓的还原剂便是一氧化碳,木炭未燃烧充分的产物,进一步燃烧可以产生比直接烧木材还高的高温。


    最后出炉的铁,便是块炼铁了,块炼铁是铁矿石在“较低温度”1000c左右的固体状态下,用木炭还原而得到的含有较多夹杂物的铁。


    这种铁为海绵状固体,杂质较多,含碳量低,质软,只能锻,不能铸。经加热锻打,进一步挤出夹杂物,改善机械性能而制成的铁器称为块炼铁锻件。


    ☆、第四零一章 大商炼铁进行时


    如在反覆加热过程中,块炼铁同炭火接触,碳渗入而增碳变硬,则成为块炼渗碳钢。


    李陵参观视察之后,非常满意,大赏众人,赐钱财,并表示铸成铁犁之后,还会赐爵。随后李陵便吩咐下去,可以推广炼铁之法了。


    “不要骄傲自满,要刻苦钻研,让炼铁之法每天都能有进步!”李陵离开前最后叮嘱道。


    当然,最重要的不在炼出块炼铁,而是锻造和铸造。


    铸造就是先加热成铁水,浇注到事先铸造成的胚模中,冷凝成型,然后再经过锻造成各种用具。锻造就是所谓的打铁,另外再加上一些细加工,像磨光了什么的。


    李陵不知到,他今日所作所为,将是一场科技革命的开始,在他的鼓舞下,炼铁研究所从地炉炼铁开始,又发明了平地筑炉炼铁,在是在地面上搭建炉子而不是深挖。


    随后不久又开始学会用竖炉炼铁,这是一种在竖炉内用高还原性气体预热并还原高品位铁精矿,在固态下还原制取海绵铁的直接还原炼铁工艺。


    一它包括由炉墙组成的炉膛,设于炉膛下端的锁风卸料装置,炉膛上部的球团料进口和设于炉膛内中部的破碎辊,炉墙下部设有供风喷口,炉膛内设有与炉膛内外相通的燃料管道,所述燃料管道炉膛内部分设有燃料喷嘴。


    它结构简单,燃料直接在炉内燃烧,炉宽方向温度均匀,热效率高,焙烧带供热足,球团产量高,质量均匀。


    这样块炼铁的三种炼铁方法,大商已经全部掌握,便是地炉、平地筑炉、竖炉3种。


    很快,在大商掌握块炼铁技术的不久,就炼出了含碳2%以上的液态生铁,并用以铸成工具。甚至是战国初期,我国才掌握了的脱碳、热处理技术方法,也陆续被大商的能工巧匠们发明创造出来。


    这样,大商的炼铁水平进一步提升,可以很好的生产韧性铸铁了!然后便走上了发展的快车道,开始运用可重复使用的“铁范”,这是一种用铁制成的铸造金属器物的空腹器,历史上它是战国后期的产物。


    然后是西汉时期出现的坩埚炼铁法在大商提前出线了,同时,炼铁竖炉规模进一步扩大。


    坩埚炼铁法实际上就是类似坩埚炼钢法,后者是指在石墨黏土坩埚中熔化金属料成为钢水的方法。将渗碳铁料切成小块置于封闭的黏土坩埚中,在坩埚外面加热,铁料继续吸收石墨中的碳而熔化成为高碳钢水,浇铸成小锭后锻打成所需的形状。


    钢在坩埚中熔化时,石墨碳还能起还原剂作用,钢中氧可以去除,各种夹杂物也能从液态钢中上浮去除,所以钢(工具钢)的质量优于当时的各种金属材料,可用来制造加工金属材料的工具。


    坩埚法是人类历史上第一种生产液态钢的方法。但是生产量极小,成本高。


    在李陵的大力支持下,尤其是重赏之下,西汉时期才发明的“炒钢法”,即利用生铁“炒”成熟铁或钢的新工艺,产品称为炒钢,在大商朝歌应运而生。同时,还兴起“百鍊钢”技术。


    中国古代将炒钢经反覆摺叠锻打变形而制成的钢及其工艺。其特点是反覆加热锻打,多次反覆锻打可排除钢中夹杂物,减少残留夹杂物的尺寸,从而使其成分趋于均匀,组织趋于緻密,细化晶粒,改善钢的性能。


    古代工匠把“精铁”加热锻打一百多次,一锻一称一轻,直到斤两不减,即成百鍊钢。魏晋时期是百鍊钢的鼎盛时期。唐宋之后,因灌钢工艺的发展等原因,百鍊钢有所减少。


    随后便是水力鼓风炉接踵而至,历史上这是东汉(公元25~220年),光武帝时的发明,即“水排”。我国古代水排的发明,大约比欧洲早1100多年。


    鼓风设备叫“橐”(音tuó),是一只皮制的鼓风机。这种橐,在历史上汉代时作了进一步的改进,由皮革制作的风囊和木架构成,有入风口和排风口,把几个橐连在一起的称为排橐或排,它可以增大进风量,增强燃烧的火力,把炉温迅速提高到炼铁所需要的1200多度。


    最早,橐用人力畜力带动。据史书记载,当时的炼铁,需要上百匹马拉动大型排橐鼓风,加上装运矿石的成百上千的工人,真是人强马壮。


    但是,无论人力还是畜力鼓风机都不能满足日益发展的炼铁的需要,炼铁业呼唤更有力的鼓风机的出现,于是功率更强大的水力鼓风机——水排应运而生了。
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