冶煉坊常年哼哧哼哧的鼓風箱,這幾天終於安靜了下來,匠人們敲擊鐵錠的聲音,偶爾迴盪在高爐區,顯得很是清脆。
入冬以來,因為冶煉坊準備調整生產技術,所以在熊山的命令下,從前兩天開始,八座高爐都已經停了下來,做進一步的改造。
整個冶煉坊裡面的溫度也低了不少,一些匠人正鑽到高爐裡面,清理爐壁上附著的雜物,疏通鼓風口,在裡面重新砌上新的耐火磚。
趁著熊山去參加部落集議,牙黑等人臨時負責起冶煉坊的管理,此時正帶著冶煉坊裡面資深的匠人們,來到冶煉坊專門修建的議事堂,在這裡對高爐的改造以及新冶煉技術的運用進行商議。
目的只有一個,提升冶煉的效率和質量。
“要說冶煉前需要準備什麼,大家都很清楚,無非就是鐵礦石破碎、清洗、煤炭煉焦……這些大家都知曉的,頂多新增加了一個步驟,就是將鐵礦石、焦炭放到一起先燒成塊,族長稱為燒結塊。燒結完成後,再放到高爐裡,按照一層燒結塊、一層焦炭一層石灰石的順序,一層層鋪到爐子裡。”
這是目前部落新改進的的冶煉堆料方法,事先透過驗證,效果還不錯,能夠提升近半成的金屬產量,故而才在冶煉坊推廣起來。
這樣做也是逼不得已。
首先,部落露天開採的鐵礦石礦脈,多為赤鐵礦,雖然儲量很大,但品位並不算高,熊洪估計差不多含鐵量在35%左右,按照之前簡單粗暴的冶煉方式,如果去掉損耗和技術限制,差不多十斤鐵礦石只能熔鍊出來兩斤鐵。
故而在熔鍊之前,需要先進行選礦,也就是破碎之後,用水流的辦法,來沖洗掉一些較輕的雜質,將含有鐵的粉末顆粒留下來。
水選出來的鐵礦石含鐵量就上升了不少,但此時也多為顆粒狀,直接放到高爐裡,由於間隙太小,沒有空氣又無法完全熔鍊,故而需要燒結,燒結需要焦炭共同來參與,會燒成一個個核桃大小的塊狀原料,方便高爐進一步冶煉。
當然了,部落開採的煤炭,自然也需要提前處理。開採出煤炭後,需要將一塊塊煤炭,破碎成拳頭大小,放到專門的爐子裡悶燒,就像是製作木炭一樣,外面用木柴煅燒,保持爐子的溫度和缺氧環境,通常要燒上一整天,才能將煤炭裡面的大部分雜質給乾餾出去,得到較為純淨的焦炭。
這種焦炭,可以將煤炭裡面含有的硫、磷等去除很多,不然用這種煤炭直接冶煉,冶煉出來的鐵,很脆,一碰就斷。
一般剛剛出爐的焦炭,溫度很高,甚至都已經燒了起來,就需要快速冷卻,這個時候會有專門的車,將這些焦炭放到車上的罐子中,迅速運到冷卻區冷卻——通常是密封后再用水浸泡,等焦炭熄滅後,再收集起來準備下一步使用。
另外還需要新增一種礦石,主要用於造渣,這種參與冶煉的原料就是石灰石,它可以將鐵、焦炭裡面的雜質給吸附掉,成為爐渣後會浮在鐵水錶面,鐵水在倒進澆鑄模具之前需要先清理掉。
光是這些冶煉前的準備,需要很多專門的裝置,操作這些裝置的匠人,必須要有豐富的經驗和默契的配合。單從這個方面來說,這就不是一般部落能完成的,甚至可以說,除了熊部落能投入如此大量的糧食、原料和人工,沒有任何一個部落可以做到。
這也讓部落裡有些聰明的族人反應過來,熊洪族長說過的,部落越來越大,個人的作用就會越來越小,因為最終的發展,都將是一個系統性的建立和發展。
“燒結的時候,煤炭粉和鐵粒的大小,最好都是差不多的,這樣燒結後放到高爐裡面分層堆放,它們就能充分煅燒。”
有工匠說道,這些高爐的堆料,也是一個技術活。
“之前燒結出來的原料,大大小小都不一樣,放到爐子裡燒起來,就有快有慢,這樣肯定會發生同樣的材料下,有時候這爐鐵水質量好,有時候就不行的情況。”
堆料的方式不同,高爐裡面反應的速度、效率就不一樣,甚至連溫度都有相當大的差別,雖然部落冶煉坊裡面沒辦法直接觀察相應的溫度,但從火焰的顏色、鐵水的狀態以及煙霧的狀態,有經驗的匠人們還是能分辨出來些許不同。
溫度越高,反應越充分,高爐裡面產生的鐵水質量就越好,含有的各種雜質就越少,這是匠人們的共識。
“不錯,燒結出來的原料大小,應該也會對鐵水的熔化有些影響。還有,爐子裡面你們進去看過沒有,底部粗頂部細,底下能讓火燒的地方不算大。就像燒柴一樣,木柴要架起來才能燒的更快更熱。”
“所以我覺得,燒結塊不僅僅是作為鐵水和燃燒的來源,也能給高爐底部作為支撐,讓底部的空間更大。另外有有個想法,要是能解決冶煉過程中持續放料的問題,那鐵水是不是就能不斷地流出來了?”
“這個想法很不錯,現在這些高爐,每次冶煉完,還要重新裝料,很是麻煩,而且需要不短的時日。”
在座的匠人們之前不是沒想到這些,只不過沒有任何經驗能證明這樣的可行性,而部落的金屬一直比較缺,作為產出金屬的唯一渠道,常年需要不停冶煉的高爐,就不可能讓族人們去拆解研究。
畢竟要冶煉一爐鐵水,至少需要幾天的準備,而部落對金屬製品的需求,幾乎是無時無刻不在的。
現在冶煉坊常用的冶煉工藝,就是將一座爐子裡面填滿原料,再進行煅燒,爐子的設計和堆料的方式,導致中途是不能新增任何原料的,故而高爐在點燃後,只能等待這一爐原料燒完,冷卻清理後才能再次填充原料。
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