水力鍛錘的轟鳴,如同擂響的戰鼓,催動著黑水縣軍工生產的脈搏。然而,江辰深知,若要真正鑄就無堅不摧的利刃與堅甲,僅靠加工效率的提升是遠遠不夠的。源頭活水,在於材料本身——在於鐵,在於鋼。
現有的高爐,依靠木炭和優質煤炭作為燃料和還原劑,雖能產鐵,但瓶頸日益凸顯。木炭燃燒溫度有限,且大量砍伐林木已引發環境憂慮和資源枯竭的苗頭;本地雖產煤,但直接使用的普通煤炭(煙煤)雜質多,尤其是硫磷含量高,導致煉出的生鐵質地脆硬,難以鍛造優質鋼材,嚴重製約了武器盔甲的效能上限。
記憶中的知識碎片再次閃耀——焦炭。將煤炭在隔絕空氣的條件下高溫乾餾,驅除揮發份和有害雜質,得到的一種銀灰色、多孔、堅硬且燃燒溫度極高的固體燃料。這才是大規模工業化鍊鐵的完美“食糧”!
焦炭鍊鐵,成為必須攻克的下一道技術難關。這一次,挑戰的不僅是工匠的理解力,更是對化學原理的初步探索和應用。
江辰再次扎進了軍工坊深處的“格物院”。這裡聚集了他網羅來的最能工巧匠和少數對“格物”感興趣的讀書人,堪稱黑水縣的“最高科研機構”。
沒有現成的焦爐,一切從零開始。江辰憑藉著記憶和推理,繪製出一種原始的“蜂巢式”煉焦窯的草圖——磚石結構的密閉窯室,下部有進氣口和燃燒室,上部有匯出焦油和煤氣的管道,頂部可密封。
“將軍,這…把煤封起來燒,不讓它見明火,就能得到更好的燃料?”一位負責高爐的匠頭撓著頭,滿臉困惑,“這煤燒起來冒黑煙,有味,還愛結塊,封起來燒,豈不更糟?”
“非也。”江辰耐心解釋,儘量用他們能理解的方式,“此過程如同煅燒石灰,意在驅除雜質,留其精華。煤炭中之油性、煙瘴之氣被逼出,剩下之炭核,更加純淨,燃燒更烈,溫度更高,且不易碎,最適合高爐吹煉。”
道理雖簡單,但實踐起來卻困難重重。
第一批試驗窯建成點火後,不是密封不嚴,空氣進入導致煤炭燒成了灰燼;就是溫度控制不當,乾餾不徹底,得到的半生不熟的“焦炭”質量低劣;更危險的是,匯出的煤氣在窯口遇明火發生爆燃,險些釀成事故。濃煙、怪味和一次次失敗,讓不少匠人打起了退堂鼓,私下裡議論將軍是不是又在意想天開。
江辰卻不為所動。他吃住在格物院,與工匠們一起守候在窯口,觀察火焰顏色,記錄溫度變化(依靠簡單的陶製高溫計和經驗),調整進氣口大小,改進煤氣匯出管的設計。他深知,這是邁向高質量鋼鐵的必由之路,沒有退路。
轉機發生在一個深夜。經過無數次調整引數後,一座經過精心修補的試驗窯終於完成了預設的乾餾週期。窯火熄滅,窯體自然冷卻。
所有參與試驗的人都緊張地圍在窯旁,空氣中瀰漫著焦灼與期待。江辰親自拿著鐵釺,撬開了密封的窯門。
一股熱浪夾雜著奇異的氣味撲面而來。映入眼簾的,不再是黑黢黢的原煤,也不是灰白的灰燼,而是一窯室銀灰色、閃爍著金屬光澤、佈滿奇異孔隙的固體塊!
“成了?!”江辰眼睛一亮,用鐵釺撬出一塊。那塊狀物入手沉甸,敲擊發出清脆的金屬聲,結構堅硬,孔隙均勻。
“快!取水澆滅餘熱!”他大聲命令。
冷水澆上去,發出刺啦的聲響,蒸汽瀰漫。待完全冷卻後,江辰拿起一塊焦炭,走到一個特意準備的小型鍛爐前,將其投入爐中,鼓風點燃。
呼——!
爐火瞬間變成了灼白的顏色,火焰穩定而猛烈,幾乎看不到黑煙,散發出逼人的熱浪!遠比燃燒木炭或普通煤炭的溫度高得多!
“天爺!這火…這火如此之烈!”老匠頭瞪大了眼睛,忍不住將手靠近些,又瞬間被高溫逼退,臉上寫滿了震驚和狂喜!
“成功了!我們成功了!”格物院內爆發出震天的歡呼聲!所有的疲憊和懷疑在這一刻煙消雲散!
接下來便是大規模生產和大規模應用的挑戰。江辰立刻組織人手,在黑水河下游遠離工坊區的地方,依山傍水,修建了數十座連排的蜂巢焦爐,形成了第一個焦炭生產區。洗煤、配煤、裝窯、乾餾、熄焦、出爐…一套雖然原始卻行之有效的生產流程被建立起來。
當第一批成噸計算的、質量穩定的焦炭被運抵高爐區時,高爐的匠人們既好奇又忐忑。
“換料!全部改用新燃料!”江辰下令。
焦炭被投入高爐,伴隨著更加猛烈的鼓風(水力鼓風機也已就位),高爐內部發生了翻天覆地的變化。
焦炭極高的燃燒溫度和還原性,使得爐溫達到了前所未有的高度,鐵礦石的還原更加徹底;其堅硬和多孔的特性,保證了高爐內料柱的透氣性,使得反應更加充分均勻;而雜質(尤其是硫)的大幅減少,則從源頭上提升了鐵水的品質。
經過一晝夜的緊張冶煉,到了出鐵的時刻。所有人都屏住了呼吸,包括江辰。
以往出鐵,鐵水顏色暗紅,流動性一般,冷凝後的生鐵錠表面粗糙,斷口呈灰白色,質地較脆。
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