第六十四章 爐火
朱桓的鋼鐵聯合冶煉測試方案，所用的絕大部分技術和材料，都是當前現有的。
高爐至少在西漢就成型了，此後一百多年間越來越成熟。
水力旋轉持續鼓風設備在東漢就有了。
焦炭宋朝就在用了，鋁礬土也在陶瓷行業用了幾百年了。
白雲石雖然用得少，但是這種材料隨處可見。
輔助冶煉需要的錳礦，是陶瓷和繪畫用的顏料，還是方士的煉丹材料，也被視為藥材，
甚至於，跟著朱桓幹活的煉鐵工匠們，能夠看懂朱桓現在要幹什麼事情。
在他們看來，這就是炒鋼法的變種。
炒鋼法是在池子裡面攪拌生鐵水，朱桓這是要做一個能活動的炒鋼爐。
相當於把手動翻炒變成了上下顛鍋，再加入鼓風輔助。
轉爐煉鋼的原理與炒鋼法確實非常類似。
朱桓把煉鋼的總體計劃安排下去，剛剛建立起來的鋼鐵廠便迅速忙碌起來。
大部分短期內需要製作的東西，都是工匠們本來就非常熟悉的。
全新設計的東西，主要是轉爐本身和鼓風加熱系統。
朱桓的主要精力，就是跟負責這些東西的鐵匠交流，親自畫了諸多的示意圖。
鋼鐵冶煉本身是個頗為耗費時間的大工程。
朱桓把大量的要求安排下去之後，也就不再天天去現場盯著了。
隔三差五去一趟，確認工程進度，解決工匠們的疑問。
有時間的時候就繼續規劃自己的教材。
在這樣的忙碌之中，一個月的時間轉眼就過去了。
龍鳳九年十二月十日的時候，所有冶煉用的設施全部準備完成。
朱桓下令開一次高爐，煉製一批脫氧劑——錳鐵合金。
空氣轉爐煉鋼，要往轉爐之中吹空氣，用空氣中的氧氣燒掉過多的碳。
但是在這個過程中，但也會讓部分鐵水氧化，形成鐵鏽。
關鍵是氧氣也會殘留在鐵水之中，在鑄錠的內部形成大量細微空腔。
這樣煉出來的鋼鐵性能不佳，需要繼續鍛造才能使用。
還要用脫氧劑，消耗掉過多的氧，把氧化鐵還原成鐵，避免形成鐵鏽和空腔。
最容易獲得的脫氧劑，也是最傳統的轉爐脫氧劑，就是錳鐵合金。
將篩選出來的軟錳礦、少量鐵礦石，與白雲石和焦炭一起投入高爐。
用儘可能熱的鼓風吹煉煅燒，就能得到塊狀的錳鐵合金了。
只需要一千三百度的爐溫就能完成，與燒制陶瓷一樣。
湖廣行省湘潭縣北十幾公里外，距離湘江同樣十幾公里的地方，有中國最大的錳礦。
該礦富含軟錳礦石，是高純度的二氧化錳。
埋藏最淺的地方只有不到兩米，開採條件和篩選條件都很低。
工匠們折騰了一天，成功燒制了一爐錳鐵合金。
朱桓煉鋼所需的東西全部就緒。
朱桓沒有馬上嘗試冶煉鋼鐵，因為知道朱元璋對鋼鐵冶煉非常重視。
所以晚上晚上吃飯的時候，專門跟朱元璋匯報了一下：
「父親，鋼鐵冶煉驗證設施已經全部準備完畢，接下來要正式嘗試冶煉了。
「父親是否要親自去視察一下？
「當然，這是第一次採用這種工藝，未必能夠成功冶煉出鋼材，後續肯定需要調整。
「父親也可以等完全成功之後再去看成品。」
朱元璋確實很重視鋼鐵冶煉，若能直接澆築出高水平的鋼材，很可能會直接影響戰局。
朱元璋幾乎沒有多少猶豫就決定親自去一趟。
第二天清晨，朱元璋帶著朱桓乘車來到了鋼鐵廠。
正式啟動高爐之前，朱桓先給朱元璋介紹了工藝流程。
朱元璋聽完也是下意識的反問：
「這套流程，跟傳統的炒鋼法最大的區別，就是所謂的除磷重煉過程吧？」
朱桓點頭說：
「是的，原理是非常類似的，最大的區別就是有了除磷等後續精煉過程。
「以及用搖晃和吹氣炒鋼，不用棍子翻炒了。
「這樣得到的鋼材，性能遠高於以前只能做農具的高磷炒鋼。
「可能略低於精品百鍊鋼，但是性能穩定，且產量和生產速度都遠超百鍊鋼。
「與此同時，這種鋼材也可以繼續用傳統工藝，快速製成百鍊鋼。」
轉爐煉鋼的原理不複雜，朱元璋很快就明白了：
「好，那就開始吧。」
朱桓點頭答應著，然後轉向另一邊的幾個工部官員：
「父王有令，開爐冶煉！」
工部官員將命令再次傳給所有工匠，工匠們馬上回到各自的位置上開始忙活。
朱桓昨天冶煉錳鐵合金之後，沒有繼續使用高爐冶煉鐵料，但是熱鼓風爐卻始終開著。
這一晚上都在用熱風持續吹著爐膛，以免爐膛完全冷卻後發生崩裂。
仍然溫熱的高爐起火，速度比從冷爐開始更快。
朱元璋帶著朱桓回到指揮調度的廠棚，坐在專門給他準備的書案後看著工匠們忙碌。
高爐中很快開始冒出滾滾濃煙，放出明顯有些刺鼻的氣味，溫度也越來越高。
這種時代的鋼鐵廠，從準備材料到冶煉，就沒有考慮過什麼環保。
不久之後，負責觀察火候的瓷工便舉牌子示意。
按照事先約定的規則，這表示按照瓷窯的標準判斷，高爐熱量已經達到燒制青花瓷標準了。
也就是已經達到了一千三百度左右了。
燒制青花瓷和冶煉生鐵的溫度非常接近，這時候鐵礦石應該已經在迅速融化了。
負責控制爐口的高爐鐵匠，看到瓷工的示意之後，就忍不住微微皺眉，然後馬上用自己的方法確認爐膛情況。
瓷窯工確認爐窯溫度的方式，是在觀察孔擺放專門的瓷坯，根據瓷坯反射的火焰顏色來判斷。
鐵匠對溫度的感知不如瓷工那麼敏感，所以觀察到的情況也稍微慢半拍。
昨天第一次啟動高爐，鐵匠和瓷工還發生了矛盾。
瓷工當時反覆確認自己觀察到火光顏色，確認高爐的熱量應該已經達到燒結標準了。
但高爐鐵匠本能的覺得時間沒到，當時就忍不住瞪眼吼了回去：
「你瞎報什麼訊，爐火怎麼可能這麼快上來——」
瓷工同樣馬上瞪眼吼回去：
「看火色判斷爐窯燒熱量，可是老子吃飯的手藝，老子說到了就是到了。
「繼續燒，瓷器該燒壞了，但鐵沒事，你不信自己看！
「關鍵無論是不是，趕緊去向公子匯報！」
高爐鐵匠聽到朱桓的身份，才覺得反正多確認一次也不費事，真的搞砸了事情可就麻煩了。
於是他就去確認了爐溫，發現火候確實已經到了，就去向朱桓匯報情況了。
有了昨天的這次經驗，高爐工今天就沒有再遲疑，直接去確認了爐火情況，然後派人向朱桓匯報。
餘九成站在朱桓身邊，將現場傳過來的情況向朱元璋和朱桓說明。
朱元璋對煉鐵流程頗為熟悉，聽到餘九成匯報熱量達到的事情，也是非常意外的向朱桓確認：
「桓兒，這火燒的太快了，新爐會比傳統爐窯上火更快嗎？還是工匠看錯了？」
朱桓自己也沒有煉過鋼鐵，並不知道高爐溫度多久能夠達標。
但是今天的朱元璋和昨天的鐵匠都如此驚訝，那說明新爐的升溫速度按照這時候的標準非常快。
至於為什麼快，朱桓稍微了捋了一下工藝流程，就知道了：
「新高爐上火更快，這應該不是意外應，應該是正常現象，因為我專門做了熱鼓風。
「按照我看到的後世經驗，單純用火爐持續烘烤鑄鐵的通風管，加熱吹入陸港的風，就能讓煉鐵消耗的煤炭降低一半。
「我還專門製作了更加成熟的熱鼓風管道，在鼓風管道內布置連續多道鑄鐵管組成的柵欄。
「用火爐持續烘烤鐵管柵欄，讓鐵管柵欄始終保持紅熱狀態。
「水排吹出來的風，經過被燒紅的鐵柵欄後變得異常炙熱，進入爐膛後能讓爐溫迅速上升。
「這樣能夠繼續降低煤炭消耗。
「以前煉一石鐵可能需要十石焦炭，以後應該只需要三石就夠了。
「最為直接的表現，就是高爐熱量上升的更快，鐵礦石完全融化所需的時間也會明顯縮短。」
朱元璋見多了朱桓的神異，但現在聽到朱桓的這些回答，還是忍不住驚得直瞪眼：
「以前要煉一石生鐵，確需十石煤乃至更多，以後竟然只需三石嗎！
「那以後煉鐵，豈不是能省出至少一半的錢啊！」
朱桓面對朱元璋難以置信的反應，便輕輕點頭給了個肯定的答覆：
「我知道的情況確實是這樣，現在我們也都已經看到了，高爐熱的比以前快多了。
「昨天的時候，煉鐵的工匠也是不敢相信了，父親您今天也非常意外。
「而且，等以後煉鐵工藝提升了，高爐耗煤量還能繼續降低，可能不到兩石就夠了。
「以後把織布機換成鋼鐵的，織布速度還能再次翻倍，布幅還能再次擴大。
「把車廂和車輪都換成鋼鐵的，可以製造能轉彎的車架。
「關鍵還可以大量鑄造鐵炮、火銃。
「甚至能用鋼鐵建造船隻的龍骨，就能真的建造出長四十丈的大船了。」
朱元璋聽著朱桓描繪的那些應用前景，思緒也不由自主的飄散起來，已經不知道該說什麼了。
高爐至少在西漢就成型了，此後一百多年間越來越成熟。
水力旋轉持續鼓風設備在東漢就有了。
焦炭宋朝就在用了，鋁礬土也在陶瓷行業用了幾百年了。
白雲石雖然用得少，但是這種材料隨處可見。
輔助冶煉需要的錳礦，是陶瓷和繪畫用的顏料，還是方士的煉丹材料，也被視為藥材，
甚至於，跟著朱桓幹活的煉鐵工匠們，能夠看懂朱桓現在要幹什麼事情。
在他們看來，這就是炒鋼法的變種。
炒鋼法是在池子裡面攪拌生鐵水，朱桓這是要做一個能活動的炒鋼爐。
相當於把手動翻炒變成了上下顛鍋，再加入鼓風輔助。
轉爐煉鋼的原理與炒鋼法確實非常類似。
朱桓把煉鋼的總體計劃安排下去，剛剛建立起來的鋼鐵廠便迅速忙碌起來。
大部分短期內需要製作的東西，都是工匠們本來就非常熟悉的。
全新設計的東西，主要是轉爐本身和鼓風加熱系統。
朱桓的主要精力，就是跟負責這些東西的鐵匠交流，親自畫了諸多的示意圖。
鋼鐵冶煉本身是個頗為耗費時間的大工程。
朱桓把大量的要求安排下去之後，也就不再天天去現場盯著了。
隔三差五去一趟，確認工程進度，解決工匠們的疑問。
有時間的時候就繼續規劃自己的教材。
在這樣的忙碌之中，一個月的時間轉眼就過去了。
龍鳳九年十二月十日的時候，所有冶煉用的設施全部準備完成。
朱桓下令開一次高爐，煉製一批脫氧劑——錳鐵合金。
空氣轉爐煉鋼，要往轉爐之中吹空氣，用空氣中的氧氣燒掉過多的碳。
但是在這個過程中，但也會讓部分鐵水氧化，形成鐵鏽。
關鍵是氧氣也會殘留在鐵水之中，在鑄錠的內部形成大量細微空腔。
這樣煉出來的鋼鐵性能不佳，需要繼續鍛造才能使用。
還要用脫氧劑，消耗掉過多的氧，把氧化鐵還原成鐵，避免形成鐵鏽和空腔。
最容易獲得的脫氧劑，也是最傳統的轉爐脫氧劑，就是錳鐵合金。
將篩選出來的軟錳礦、少量鐵礦石，與白雲石和焦炭一起投入高爐。
用儘可能熱的鼓風吹煉煅燒，就能得到塊狀的錳鐵合金了。
只需要一千三百度的爐溫就能完成，與燒制陶瓷一樣。
湖廣行省湘潭縣北十幾公里外，距離湘江同樣十幾公里的地方，有中國最大的錳礦。
該礦富含軟錳礦石，是高純度的二氧化錳。
埋藏最淺的地方只有不到兩米，開採條件和篩選條件都很低。
工匠們折騰了一天，成功燒制了一爐錳鐵合金。
朱桓煉鋼所需的東西全部就緒。
朱桓沒有馬上嘗試冶煉鋼鐵，因為知道朱元璋對鋼鐵冶煉非常重視。
所以晚上晚上吃飯的時候，專門跟朱元璋匯報了一下：
「父親，鋼鐵冶煉驗證設施已經全部準備完畢，接下來要正式嘗試冶煉了。
「父親是否要親自去視察一下？
「當然，這是第一次採用這種工藝，未必能夠成功冶煉出鋼材，後續肯定需要調整。
「父親也可以等完全成功之後再去看成品。」
朱元璋確實很重視鋼鐵冶煉，若能直接澆築出高水平的鋼材，很可能會直接影響戰局。
朱元璋幾乎沒有多少猶豫就決定親自去一趟。
第二天清晨，朱元璋帶著朱桓乘車來到了鋼鐵廠。
正式啟動高爐之前，朱桓先給朱元璋介紹了工藝流程。
朱元璋聽完也是下意識的反問：
「這套流程，跟傳統的炒鋼法最大的區別，就是所謂的除磷重煉過程吧？」
朱桓點頭說：
「是的，原理是非常類似的，最大的區別就是有了除磷等後續精煉過程。
「以及用搖晃和吹氣炒鋼，不用棍子翻炒了。
「這樣得到的鋼材，性能遠高於以前只能做農具的高磷炒鋼。
「可能略低於精品百鍊鋼，但是性能穩定，且產量和生產速度都遠超百鍊鋼。
「與此同時，這種鋼材也可以繼續用傳統工藝，快速製成百鍊鋼。」
轉爐煉鋼的原理不複雜，朱元璋很快就明白了：
「好，那就開始吧。」
朱桓點頭答應著，然後轉向另一邊的幾個工部官員：
「父王有令，開爐冶煉！」
工部官員將命令再次傳給所有工匠，工匠們馬上回到各自的位置上開始忙活。
朱桓昨天冶煉錳鐵合金之後，沒有繼續使用高爐冶煉鐵料，但是熱鼓風爐卻始終開著。
這一晚上都在用熱風持續吹著爐膛，以免爐膛完全冷卻後發生崩裂。
仍然溫熱的高爐起火，速度比從冷爐開始更快。
朱元璋帶著朱桓回到指揮調度的廠棚，坐在專門給他準備的書案後看著工匠們忙碌。
高爐中很快開始冒出滾滾濃煙，放出明顯有些刺鼻的氣味，溫度也越來越高。
這種時代的鋼鐵廠，從準備材料到冶煉，就沒有考慮過什麼環保。
不久之後，負責觀察火候的瓷工便舉牌子示意。
按照事先約定的規則，這表示按照瓷窯的標準判斷，高爐熱量已經達到燒制青花瓷標準了。
也就是已經達到了一千三百度左右了。
燒制青花瓷和冶煉生鐵的溫度非常接近，這時候鐵礦石應該已經在迅速融化了。
負責控制爐口的高爐鐵匠，看到瓷工的示意之後，就忍不住微微皺眉，然後馬上用自己的方法確認爐膛情況。
瓷窯工確認爐窯溫度的方式，是在觀察孔擺放專門的瓷坯，根據瓷坯反射的火焰顏色來判斷。
鐵匠對溫度的感知不如瓷工那麼敏感，所以觀察到的情況也稍微慢半拍。
昨天第一次啟動高爐，鐵匠和瓷工還發生了矛盾。
瓷工當時反覆確認自己觀察到火光顏色，確認高爐的熱量應該已經達到燒結標準了。
但高爐鐵匠本能的覺得時間沒到，當時就忍不住瞪眼吼了回去：
「你瞎報什麼訊，爐火怎麼可能這麼快上來——」
瓷工同樣馬上瞪眼吼回去：
「看火色判斷爐窯燒熱量，可是老子吃飯的手藝，老子說到了就是到了。
「繼續燒，瓷器該燒壞了，但鐵沒事，你不信自己看！
「關鍵無論是不是，趕緊去向公子匯報！」
高爐鐵匠聽到朱桓的身份，才覺得反正多確認一次也不費事，真的搞砸了事情可就麻煩了。
於是他就去確認了爐溫，發現火候確實已經到了，就去向朱桓匯報情況了。
有了昨天的這次經驗，高爐工今天就沒有再遲疑，直接去確認了爐火情況，然後派人向朱桓匯報。
餘九成站在朱桓身邊，將現場傳過來的情況向朱元璋和朱桓說明。
朱元璋對煉鐵流程頗為熟悉，聽到餘九成匯報熱量達到的事情，也是非常意外的向朱桓確認：
「桓兒，這火燒的太快了，新爐會比傳統爐窯上火更快嗎？還是工匠看錯了？」
朱桓自己也沒有煉過鋼鐵，並不知道高爐溫度多久能夠達標。
但是今天的朱元璋和昨天的鐵匠都如此驚訝，那說明新爐的升溫速度按照這時候的標準非常快。
至於為什麼快，朱桓稍微了捋了一下工藝流程，就知道了：
「新高爐上火更快，這應該不是意外應，應該是正常現象，因為我專門做了熱鼓風。
「按照我看到的後世經驗，單純用火爐持續烘烤鑄鐵的通風管，加熱吹入陸港的風，就能讓煉鐵消耗的煤炭降低一半。
「我還專門製作了更加成熟的熱鼓風管道，在鼓風管道內布置連續多道鑄鐵管組成的柵欄。
「用火爐持續烘烤鐵管柵欄，讓鐵管柵欄始終保持紅熱狀態。
「水排吹出來的風，經過被燒紅的鐵柵欄後變得異常炙熱，進入爐膛後能讓爐溫迅速上升。
「這樣能夠繼續降低煤炭消耗。
「以前煉一石鐵可能需要十石焦炭，以後應該只需要三石就夠了。
「最為直接的表現，就是高爐熱量上升的更快，鐵礦石完全融化所需的時間也會明顯縮短。」
朱元璋見多了朱桓的神異，但現在聽到朱桓的這些回答，還是忍不住驚得直瞪眼：
「以前要煉一石生鐵，確需十石煤乃至更多，以後竟然只需三石嗎！
「那以後煉鐵，豈不是能省出至少一半的錢啊！」
朱桓面對朱元璋難以置信的反應，便輕輕點頭給了個肯定的答覆：
「我知道的情況確實是這樣，現在我們也都已經看到了，高爐熱的比以前快多了。
「昨天的時候，煉鐵的工匠也是不敢相信了，父親您今天也非常意外。
「而且，等以後煉鐵工藝提升了，高爐耗煤量還能繼續降低，可能不到兩石就夠了。
「以後把織布機換成鋼鐵的，織布速度還能再次翻倍，布幅還能再次擴大。
「把車廂和車輪都換成鋼鐵的，可以製造能轉彎的車架。
「關鍵還可以大量鑄造鐵炮、火銃。
「甚至能用鋼鐵建造船隻的龍骨，就能真的建造出長四十丈的大船了。」
朱元璋聽著朱桓描繪的那些應用前景，思緒也不由自主的飄散起來，已經不知道該說什麼了。