第六十三章 鋼鐵廠
朱元璋修改了新皇宮的規劃，皇宮建設的工地也就挪到了城外。
時間慢慢來到了龍鳳九年十月底，朱元璋派去景德鎮的監生們終於回來了。
監生們在景德鎮停留了將近兩個月，仔細篩選招募了三十二個窯工和二十四個瓷工。
再加上他們的學徒幫工，總共有一百二十八人。
他們與朱元璋安排採購的工具和爐窯材料，一起搭乘王府的江船來到了應天。
朱元璋早就意識到，自己兒子如果要搞鋼鐵冶煉的話，自己家王府後院的地方就不夠了。
所以就在水力紡織廠的旁邊，提前建設了新的房屋和倉庫，當做未來的鋼鐵廠。
景德鎮來的窯工和瓷工們來到應天府之後，便被安頓在城南的官房中。
他們帶來的工具和材料，直接送進了還在建設中的鋼鐵廠。
朱元璋對鋼鐵冶煉比紡織更感興趣得多。
於是就在十一月初二日上午，親自帶著兒子朱桓接見了這些景德鎮來的工匠。
朱元璋坐在自己的王座上，朱桓的小桌子被放在王座下方側面。
工部主事餘九成等三人，此前跟著朱桓主持水力織布機建造，這一次也被專門招來。
他們跟著工部尚書一起，帶著景德鎮的工匠一起進殿，向朱元璋跪拜行禮。
朱元璋抬手讓他們全部平身，然後再次強調招他們來的目的：
「招募你們的使臣應當已經講明，我招你們來應天，是為砌築更耐燒的新爐窯。
「你們既然能來到應天，應當都是有這門手藝的。
「那麼，那到底如何才能讓爐窯耐燒不會壞，現在誰來說給我聽。」
朱元璋說完停下，目光掃過下方的所有工匠的臉。
現場安靜了好幾秒，才有一個大膽的窯工，小心翼翼的開口說明：
「稟大王，小人知道一點，只要砌窯的礬土夠好，那多熱的火都燒不穿爐窯。
「不過火太熱會把瓷器燒壞，所以景德鎮沒人專門往高了燒，所以平時沒有人會去試。」
朱元璋轉向朱桓：
「孩兒以為如何？」
朱桓非常嚴肅的回答：
「稟父王，他們說的倒是不錯，礬土確實是生產耐火磚和耐火泥的關鍵材料。
「但礬土是一種混合物，有普通黏土還有高嶺土。
「具體能有多少耐火效果，還要看其中真正有效的純淨礬土比例是多少。
「礬土比例越高，做成的磚也越耐燒，反之則不耐燒。
「我的要求是至少要能達到五成。」
朱元璋聽完再次轉向窯工們：
「你們都聽到了嗎？
「你們說的這個礬土之中，真正有效果的部分，就像稀粥中的米，最高能占到多少比例？
「能達到五成嗎？」
那窯工稍微沉吟了一瞬間，努力理解了朱元璋父子的意思，然後評估著說：
「稟大王，小人用過的最好的礬土，應該能達到五成以上。
「不過到底能不能行，還得試過才知道。」
礬土現代稱鋁礬土，算是鋁土的一種，有效成分是三氧化二鋁。
鋁礬土一直是最典型的耐火材料，無論是搞高爐煉鐵，還是搞坩堝和轉爐煉鋼都要用。
純鋁礬土能耐兩千度高溫，鋁礬土比例越低，雜質越多，耐火溫度就越低。
百分之五十比例的鋁礬土，是現代工業耐火磚的合格標準下限。
但是在現代工業體系建立之前，依靠手工和簡單工具分揀的時代，五成估計就是上限了。
這種比例的耐火磚，如果經過較為良好的煅燒，理論上能耐一千七百度的高溫。
但是超過一千四百度之後，耐火磚本身就會開始緩慢的軟化變形。
無法剔除的各種雜質，也會因為溫度不斷升高，開始產生各種無法控制的現象。
如果直接用來煉鋼的話，那用不了多久就要換一批。
不過，古代的很多煉鐵和煉鋼設備本來就是一次性的，這種耐火磚爐膛反而顯得耐用了。
朱桓根據現實情況，提了個百分之五十的基本標準出來。
朱元璋聽罷，便直接下令：
「既然如此，從現在開始，你們全部聽從我第五子朱桓的命令。
「按照我兒的要求，配合鋼鐵廠製造爐窯所需材料。
「若是能盡心竭力，我也不會吝嗇金錢財物賞賜，也可以直接授予你們官職乃至世職。
「若是欺瞞賴皮不敬上位者，我也必將嚴懲不貸。」
這些工匠們在來應天的路上，就已經聽說過朱桓這個「小神仙」了。
已經知道他們來應天府之後，多半要跟著小神仙去幹活，已經有了心理準備。
現在看著眼前的小孩子，雖然心中都非常的好奇和驚訝，但卻也沒有太過意外。
朱元璋的話音剛落，工匠們便一起再次俯身領命：
「小人遵命。」
朱元璋隨即命餘九成等三名工部主事協助朱桓，管理工匠配合鋼鐵冶煉技術探究事宜。
此前朱元璋支持朱桓做的研究，包括提煉柳鹽水楊苷、製作瓦罐肉粥、研究硃砂和汞蒸汽的毒性、製作避雷針、設計水力織布機等等，規模都不算很大。
每次少則只有幾個工匠，多則不過三十多個工匠。
但這次探索新的鋼鐵冶煉法，單就今天到場的套瓷工和窯工就有五十六人。
另外已經調派準備好的工匠，還有負責建造維護煉鐵高爐的工匠，負責鍛打和鑄造各種鐵器的鐵匠，負責煅燒熟煤焦炭的燒炭工，以及負責干雜活的泥瓦工、石匠、木匠等等。
單看工匠數量，就已經有一百多人了，算上他們的學徒和幫工，數量已經有三百多人了。
相比這次的大張旗鼓，此前的研究都可以算是小打小鬧了。
龍鳳九年十一月初五上午，朱桓再次在沐英的護衛下出城，來到了秦淮河邊的鋼鐵廠。
這個鋼鐵廠現就是個大院子，院子中有幾個儲存材料和工具的房子與廠棚。
所有參與這次項目的工匠，也都已經提前趕到院子裡等待。
負責建設院子和房屋的工匠，還在一個大廠棚下面砌築了一個一尺高的講台。
跟隨朱桓來的僕人，把朱桓的小桌子放在了講台上。
朱桓坐在小桌子後面，工匠們則在講台下面，一個人一個小凳子坐好。
餘九成跟在朱桓身邊，把所有工匠的名單遞給朱桓。
朱桓看了一下便馬上開始安排活兒。
過去的這大半個月裡面，朱桓每天只在太史監停留兩個小時，指導劉基等人搞天文研究。
剩下的時間，只要有空的時候，就是不斷地考慮和謀劃，如何快速冶煉鋼鐵。
並且工部提供的信息，逐步擬定了一套儘可能簡單的冶煉方案。
現在直接拿出來，給各方面的工匠依次分派下去。
朱桓已經提前寫好了總體上的要求，先讓相應的工匠到前面來，自己現場給他們講解要求。
然後安排一個工部來的基層官員，拿著自己寫的要求帶著工匠去幹活。
先讓瓷窯工和瓷工去砌築專門的磚窯。
燒磚的技術跟燒瓷器的技術是同源的，要靠陶瓷爐窯本身重複疊代來來升級。
要先用從景德鎮帶來的普通瓷窯耐火磚，燒制性能更高的百分之五十鋁礬土耐火磚。
然後再用鋁礬土耐火磚砌新爐窯，煅燒白雲石為主的鹼性爐襯料。
要在中國直接煉鋼，除了製造鋁礬土耐火磚，還要有白雲石為主料的鹼性爐襯。
中國的多數鐵礦含磷量過高，需要配合鹼性爐襯除磷。
中國宋朝時期就開始用焦炭配高爐煉鐵，再結合炒鋼法大量快速產鋼。
這種鋼雖然耐磨，但是都比較脆，適合當農具，不適合做刀劍。
就是因為沒有使用鹼性爐襯，無法快速去除鐵水中含有的磷，煉出的都是高磷鋼材。
然後把泥瓦工叫到前面來，讓他們先去砌築一個五尺高的高爐平台。
平台的前面是直立壁，背面則是緩斜坡，兩面都是樓梯。
建好平台之後，再把把高爐建在高台上，後續直立壁面向外傾倒生鐵水。
這個新高爐的內襯，也要用鋁礬土耐火磚來砌築。
朱桓擔心本地的鐵礦的矽含量不夠，依靠鼓風反應釋放的熱量不能讓鐵水完全沸騰。
要儘量在高爐裡面就把鐵水溫度燒到的儘可能高。
接下來讓石匠配合泥瓦匠幹活，在高台直立壁面前面砌築兩座支撐用山牆。
後續要把轉爐架在支撐山牆上。
像龍門吊一樣懸吊起來轉爐生產控制難度太高，無論是轉爐本身還是支架都是太難製造。
朱桓選擇了最原始的側面支撐轉爐，這樣還能用磚石山牆做臨時的支架。
測試用的轉爐尺寸也不會做的太大，高度有四尺就行了。
但也不能太細，否則塞不下多層耐火材料。
接下來是鐵匠，先回去工部原來的鐵廠，鑄造兩個口小腹大的歪頭生鐵大瓮。
這個大瓮裡面貼上鋁礬土耐火磚，再鋪上一層鹼性爐料，就是最初級的鹼性空氣轉爐了。
轉爐腰部加一道鐵箍，鐵箍在兩側向外延長，形成兩個支撐用的耳朵。
一個支撐耳內部中空，通過鐵管和耐火噴嘴通風，另一側支撐耳外面裝上鑄造齒輪。
支撐用的耳朵將轉爐架在支撐山牆上，用絞盤和齒輪控制轉爐前後搖晃。
另外鑄造一批薄皮通風管道，一批密集排列的鑄鐵格柵。
加上泥瓦匠製造的焦煤烘烤爐，就能構成最為基本的熱鼓風系統了。
無論是煅燒鹼性爐襯，還是要把鐵水燒到接近一千五百度，都必須使用熱鼓風。
木匠去配合鐵匠幹活，製造為高爐和轉爐鼓風用的水車。
燒炭工現在暫時沒有工作，可以去尋找更多更適合燒制焦炭的原煤。
並不是所有的煤都能燒焦炭，他們也要選煤。
這時候也沒有現代科學方法，只能依靠工匠們自己的經驗。
有空就繼續燒制更多焦炭。
時間慢慢來到了龍鳳九年十月底，朱元璋派去景德鎮的監生們終於回來了。
監生們在景德鎮停留了將近兩個月，仔細篩選招募了三十二個窯工和二十四個瓷工。
再加上他們的學徒幫工，總共有一百二十八人。
他們與朱元璋安排採購的工具和爐窯材料，一起搭乘王府的江船來到了應天。
朱元璋早就意識到，自己兒子如果要搞鋼鐵冶煉的話，自己家王府後院的地方就不夠了。
所以就在水力紡織廠的旁邊，提前建設了新的房屋和倉庫，當做未來的鋼鐵廠。
景德鎮來的窯工和瓷工們來到應天府之後，便被安頓在城南的官房中。
他們帶來的工具和材料，直接送進了還在建設中的鋼鐵廠。
朱元璋對鋼鐵冶煉比紡織更感興趣得多。
於是就在十一月初二日上午，親自帶著兒子朱桓接見了這些景德鎮來的工匠。
朱元璋坐在自己的王座上，朱桓的小桌子被放在王座下方側面。
工部主事餘九成等三人，此前跟著朱桓主持水力織布機建造，這一次也被專門招來。
他們跟著工部尚書一起，帶著景德鎮的工匠一起進殿，向朱元璋跪拜行禮。
朱元璋抬手讓他們全部平身，然後再次強調招他們來的目的：
「招募你們的使臣應當已經講明，我招你們來應天，是為砌築更耐燒的新爐窯。
「你們既然能來到應天，應當都是有這門手藝的。
「那麼，那到底如何才能讓爐窯耐燒不會壞，現在誰來說給我聽。」
朱元璋說完停下，目光掃過下方的所有工匠的臉。
現場安靜了好幾秒，才有一個大膽的窯工，小心翼翼的開口說明：
「稟大王，小人知道一點，只要砌窯的礬土夠好，那多熱的火都燒不穿爐窯。
「不過火太熱會把瓷器燒壞，所以景德鎮沒人專門往高了燒，所以平時沒有人會去試。」
朱元璋轉向朱桓：
「孩兒以為如何？」
朱桓非常嚴肅的回答：
「稟父王，他們說的倒是不錯，礬土確實是生產耐火磚和耐火泥的關鍵材料。
「但礬土是一種混合物，有普通黏土還有高嶺土。
「具體能有多少耐火效果，還要看其中真正有效的純淨礬土比例是多少。
「礬土比例越高，做成的磚也越耐燒，反之則不耐燒。
「我的要求是至少要能達到五成。」
朱元璋聽完再次轉向窯工們：
「你們都聽到了嗎？
「你們說的這個礬土之中，真正有效果的部分，就像稀粥中的米，最高能占到多少比例？
「能達到五成嗎？」
那窯工稍微沉吟了一瞬間，努力理解了朱元璋父子的意思，然後評估著說：
「稟大王，小人用過的最好的礬土，應該能達到五成以上。
「不過到底能不能行，還得試過才知道。」
礬土現代稱鋁礬土，算是鋁土的一種，有效成分是三氧化二鋁。
鋁礬土一直是最典型的耐火材料，無論是搞高爐煉鐵，還是搞坩堝和轉爐煉鋼都要用。
純鋁礬土能耐兩千度高溫，鋁礬土比例越低，雜質越多，耐火溫度就越低。
百分之五十比例的鋁礬土，是現代工業耐火磚的合格標準下限。
但是在現代工業體系建立之前，依靠手工和簡單工具分揀的時代，五成估計就是上限了。
這種比例的耐火磚，如果經過較為良好的煅燒，理論上能耐一千七百度的高溫。
但是超過一千四百度之後，耐火磚本身就會開始緩慢的軟化變形。
無法剔除的各種雜質，也會因為溫度不斷升高，開始產生各種無法控制的現象。
如果直接用來煉鋼的話，那用不了多久就要換一批。
不過，古代的很多煉鐵和煉鋼設備本來就是一次性的，這種耐火磚爐膛反而顯得耐用了。
朱桓根據現實情況，提了個百分之五十的基本標準出來。
朱元璋聽罷，便直接下令：
「既然如此，從現在開始，你們全部聽從我第五子朱桓的命令。
「按照我兒的要求，配合鋼鐵廠製造爐窯所需材料。
「若是能盡心竭力，我也不會吝嗇金錢財物賞賜，也可以直接授予你們官職乃至世職。
「若是欺瞞賴皮不敬上位者，我也必將嚴懲不貸。」
這些工匠們在來應天的路上，就已經聽說過朱桓這個「小神仙」了。
已經知道他們來應天府之後，多半要跟著小神仙去幹活，已經有了心理準備。
現在看著眼前的小孩子，雖然心中都非常的好奇和驚訝，但卻也沒有太過意外。
朱元璋的話音剛落，工匠們便一起再次俯身領命：
「小人遵命。」
朱元璋隨即命餘九成等三名工部主事協助朱桓，管理工匠配合鋼鐵冶煉技術探究事宜。
此前朱元璋支持朱桓做的研究，包括提煉柳鹽水楊苷、製作瓦罐肉粥、研究硃砂和汞蒸汽的毒性、製作避雷針、設計水力織布機等等，規模都不算很大。
每次少則只有幾個工匠，多則不過三十多個工匠。
但這次探索新的鋼鐵冶煉法，單就今天到場的套瓷工和窯工就有五十六人。
另外已經調派準備好的工匠，還有負責建造維護煉鐵高爐的工匠，負責鍛打和鑄造各種鐵器的鐵匠，負責煅燒熟煤焦炭的燒炭工，以及負責干雜活的泥瓦工、石匠、木匠等等。
單看工匠數量，就已經有一百多人了，算上他們的學徒和幫工，數量已經有三百多人了。
相比這次的大張旗鼓，此前的研究都可以算是小打小鬧了。
龍鳳九年十一月初五上午，朱桓再次在沐英的護衛下出城，來到了秦淮河邊的鋼鐵廠。
這個鋼鐵廠現就是個大院子，院子中有幾個儲存材料和工具的房子與廠棚。
所有參與這次項目的工匠，也都已經提前趕到院子裡等待。
負責建設院子和房屋的工匠，還在一個大廠棚下面砌築了一個一尺高的講台。
跟隨朱桓來的僕人，把朱桓的小桌子放在了講台上。
朱桓坐在小桌子後面，工匠們則在講台下面，一個人一個小凳子坐好。
餘九成跟在朱桓身邊，把所有工匠的名單遞給朱桓。
朱桓看了一下便馬上開始安排活兒。
過去的這大半個月裡面，朱桓每天只在太史監停留兩個小時，指導劉基等人搞天文研究。
剩下的時間，只要有空的時候，就是不斷地考慮和謀劃，如何快速冶煉鋼鐵。
並且工部提供的信息，逐步擬定了一套儘可能簡單的冶煉方案。
現在直接拿出來，給各方面的工匠依次分派下去。
朱桓已經提前寫好了總體上的要求，先讓相應的工匠到前面來，自己現場給他們講解要求。
然後安排一個工部來的基層官員，拿著自己寫的要求帶著工匠去幹活。
先讓瓷窯工和瓷工去砌築專門的磚窯。
燒磚的技術跟燒瓷器的技術是同源的，要靠陶瓷爐窯本身重複疊代來來升級。
要先用從景德鎮帶來的普通瓷窯耐火磚，燒制性能更高的百分之五十鋁礬土耐火磚。
然後再用鋁礬土耐火磚砌新爐窯，煅燒白雲石為主的鹼性爐襯料。
要在中國直接煉鋼，除了製造鋁礬土耐火磚，還要有白雲石為主料的鹼性爐襯。
中國的多數鐵礦含磷量過高，需要配合鹼性爐襯除磷。
中國宋朝時期就開始用焦炭配高爐煉鐵，再結合炒鋼法大量快速產鋼。
這種鋼雖然耐磨，但是都比較脆，適合當農具，不適合做刀劍。
就是因為沒有使用鹼性爐襯，無法快速去除鐵水中含有的磷，煉出的都是高磷鋼材。
然後把泥瓦工叫到前面來，讓他們先去砌築一個五尺高的高爐平台。
平台的前面是直立壁，背面則是緩斜坡，兩面都是樓梯。
建好平台之後，再把把高爐建在高台上，後續直立壁面向外傾倒生鐵水。
這個新高爐的內襯，也要用鋁礬土耐火磚來砌築。
朱桓擔心本地的鐵礦的矽含量不夠，依靠鼓風反應釋放的熱量不能讓鐵水完全沸騰。
要儘量在高爐裡面就把鐵水溫度燒到的儘可能高。
接下來讓石匠配合泥瓦匠幹活，在高台直立壁面前面砌築兩座支撐用山牆。
後續要把轉爐架在支撐山牆上。
像龍門吊一樣懸吊起來轉爐生產控制難度太高，無論是轉爐本身還是支架都是太難製造。
朱桓選擇了最原始的側面支撐轉爐，這樣還能用磚石山牆做臨時的支架。
測試用的轉爐尺寸也不會做的太大，高度有四尺就行了。
但也不能太細，否則塞不下多層耐火材料。
接下來是鐵匠，先回去工部原來的鐵廠，鑄造兩個口小腹大的歪頭生鐵大瓮。
這個大瓮裡面貼上鋁礬土耐火磚，再鋪上一層鹼性爐料，就是最初級的鹼性空氣轉爐了。
轉爐腰部加一道鐵箍，鐵箍在兩側向外延長，形成兩個支撐用的耳朵。
一個支撐耳內部中空，通過鐵管和耐火噴嘴通風，另一側支撐耳外面裝上鑄造齒輪。
支撐用的耳朵將轉爐架在支撐山牆上，用絞盤和齒輪控制轉爐前後搖晃。
另外鑄造一批薄皮通風管道，一批密集排列的鑄鐵格柵。
加上泥瓦匠製造的焦煤烘烤爐，就能構成最為基本的熱鼓風系統了。
無論是煅燒鹼性爐襯，還是要把鐵水燒到接近一千五百度，都必須使用熱鼓風。
木匠去配合鐵匠幹活，製造為高爐和轉爐鼓風用的水車。
燒炭工現在暫時沒有工作，可以去尋找更多更適合燒制焦炭的原煤。
並不是所有的煤都能燒焦炭，他們也要選煤。
這時候也沒有現代科學方法，只能依靠工匠們自己的經驗。
有空就繼續燒制更多焦炭。