第三十章 高爐煉鐵
「馬謖!」
「先生!」
馬謖激動地站出來拱手行禮。
方敏說道:「街亭之事,你本是死罪。」
馬謖心裡一涼,面色頓時灰暗下去。
「然我賴丞相信任,此次我們屯軍漢中,是為了增產糧食,打造軍械,為北伐曹魏做準備。」
方敏說道:「一旦成功,則隴右關中為囊中之物也。丞相既然對我寄予厚望,我自然也不能讓丞相失望。但我恰好缺人手,所以向丞相求情,許你戴罪立功。」
「多謝先生!」
馬謖苦著臉,再次恭恭敬敬地向他行禮。
「先別急著謝。」
方敏面容威嚴道:「此事事關重大,做得好無功,做得不好有罰。但如果你能盡心盡力,讓丞相和我看到了你的用心,未嘗不能另有重用,甚至官復原職。」
「謖明白。」
馬謖小伙立得板正,眼神堅定得像是要入團。
因為他很清楚,這是他最後一次機會。
要是再干不好的話,恐怕最好的結局就是以小吏乃至於平民的身份渡過一生了。
所以他下定決心,務必盡心盡力,哪怕是拼命也得把差事辦好。
「這是一份關於疫病傳染的知識,天下紛擾,疫病滋生,都是因為鼠疫、肺疫、傷寒、天花、霍亂等疾病引起。」
方敏把最後一份竹簡推到了案邊,說道:「它們有的是因為老鼠攜帶了疾病,由老鼠身上的跳蚤到了人身上叮咬所致。有的是因為人或動物屍體污染了水源,喝了不乾淨的水所致。還有的是蚊蟲叮咬、家畜身上的痘病以及吃了腐爛的食物導致,這份竹簡當中,有預防和一些治療手段,你負責召集一些大夫,傳播這些預防方法,在軍中與民間廣而傳之,讓他們照章辦事。」
「唯。」
馬謖接過來,隨手翻開竹簡掃了幾眼。
裡頭的規定其實很簡單,那就是勤洗手洗澡,只喝燒開後的水,腐爛的食物不能吃等等。
除此之外,還有尋找生了痘的牛,從牛痘上用小刀劃開口子,取出痘液,再在人的身上劃開口子,將痘液滴入傷口,幾周後人就不會再感染天花。
雖然這看起來十分驚悚,但馬謖遲疑片刻,還是沒有像楊儀那樣質問。
說到底他現在是戴罪之身,只能聽從命令,沒有質問的資格。
「任務交代給你們了。」
方敏最後環顧一圈說道:「此次我與丞相在漢中,就是為了強國富民,讓大漢有北伐的能力。一旦在漢中成功,就要宣揚全國,你們都要一一把自己做的事情記錄下來,好方便將來朝廷行事。」
「唯!」
眾人拱手應下。
「都去辦吧。」
方敏起身說道:「我要與丞相前往工匠坊,準備冶鐵事宜,之後我會與丞相視察你們做得如何,有不懂的也可以來問我。」
「唯!」
幾個人隨後離開了大廳。
諸葛亮也拿著羽扇從草蓆上站起來走到方敏身邊,笑著說道:「發號施令的感覺如何?」
「挺好。」
方敏長呼了一口氣,隨後笑嘻嘻地道:「雖然我知道他們信不過我,但只要認真去做,總能對我刮目相看,這也算是從不信任到信任的一個過程吧。」
「嗯。」
諸葛亮點點頭道:「很多時候,做這個領頭的人並不容易。特別是剛創業之時,一旦失敗,就會跌落谷底。當年先帝就是如此,也曾討伐黃巾失利,不得已四處流浪。可也正是如此,令先帝越挫越勇,終成一番帝業。」
這話確實如此。
很多時候要想干出一番大事,第一戰至關重要。
成功了不僅僅是自己信心大增,也能讓團隊的人對你充滿信心和崇拜。
可要是出師不利,對於自己乃至於整個團隊來說,都是個巨大的打擊,很有可能一蹶不振,就此沉淪。
就像漢末諸多軍閥,很多都是剛開始的時候就已經成為了一郡太守。
有錢有勢有人馬。
然後攻打自己治下的黃巾、烏桓之類的野怪NPC,收攏人口和財力,手下的人誓死跟隨,成就一番事業。
袁紹是這樣,曹操是這樣,孫策陶謙公孫瓚等人也是這樣。
反觀劉備。
根據《典略》記載,他帶著人馬討伐黃巾,結果「遇賊於野,備中創陽死,賊去後,故人以車載之,得免」。
接著憑藉功勞好不容易當了縣尉,後來又曾任高唐尉、高唐令等職,結果高唐也被攻破。
之後討伐董卓,只是十八路諸侯當中的一個嘍囉,甚至連一路諸侯都不算。
其他在徐州、荊州的時候更不用多說。
可以說劉備的一生就是一路打著敗仗過來,幾乎就沒有春風得意過。
也虧得是他。
換了別人恐怕早就沒有他那樣的雄心壯志了。
「這的確是劉......先帝的魅力所在。」
方敏亦是感慨道:「亂世當中屢敗屢戰,越挫越勇,並且還能保持著「勿以惡小而為之,勿以善小而不為」的精神。在我們這些後世普通且平凡的人眼中,總能在他身上看到自己那總是失敗的身影。」
說罷他走到門口說道:「我們去工匠坊看看,今天就把高爐堆砌起來,我之前還想過煉製焦炭,收集氨氣,多多煉鐵,將來也能做蜂窩煤,讓百姓冬天也能取暖。」
「對了,你說的蜂窩煤到底是什麼?」
諸葛亮第二次聽到他這麼說了。
「就是用黏土與煤炭做的煤餅,這種煤十分耐燒,熱量很大,可以節約木頭柴火。」
方敏解釋道:「在我們後世還不發達的時候,家家戶戶靠它取暖、做飯,是非常好用的一種東西。」
「那你之前為什麼說沒用呢?」
「因為要鐵爐。」
「鐵爐?」
諸葛亮不解道:「用磚土砌成的爐子不行?」
「煤炭有毒,用泥爐會死人的。」
方敏笑了笑。
他看過那帖子後,查了大量資料才知道,為什麼鐵爐會取代泥爐。
事實上我國早期缺鐵,沒有鐵爐的時候,當時燒煤取暖的確用的磚土與泥糊的爐子。
但因此導致的中毒事件層出不窮,每年冬天都有很多人一氧化碳中毒而死。
原因很簡單。
哪怕保留了通風口,可泥巴磚石爐膛在長時間高溫下,泥巴和磚石都有開小裂縫的危險。
這些小裂縫外表看不出來,可裡面的有毒氣體卻會跑出來。
時間一久,中毒概率就會大大增加。
所以隨著我國冶鐵業蓬勃發展,鐵器越來越多,安全的鐵爐才取代了容易引發中毒的泥爐。
哪怕冬天再冷,也有別的取暖方式。泥爐再便宜,也比命沒了強。
「原來如此。」
諸葛亮這才明白原因。
兩個人出了大廳,一路到了工匠坊。
此刻工匠坊十分繁忙。
蒲元正在指揮工匠們把一車車的煤炭、鐵礦石、黏土、石灰、磚頭等材料運至工匠坊內。
工匠坊並不是一個小作坊,而是一片莊園外的野地,搭了二十多個棚子。
裡面有木匠、鐵匠、瓦匠、漆匠等等。
古代打仗這些工匠都是必備,諸葛亮的軍中就有大量工匠用於修葺製作防禦工事。
再加上劉禪從成都調了一批人過來,現在工匠坊里的工匠得有數百人,人手還是非常充足。
諸多工匠們有的在修補莊園,有的在旁邊空地上搭建木棚。
那些材料紛紛運至木棚內,堆積如山。
看到他們過來,蒲元帶著幾個佐吏上去拱手道:「丞相,參軍。」
「嗯。」
方敏問道:「準備得如何?」
「已經妥當。」
蒲元指著旁邊像個廠房的大木棚道:「這些都是從庫房取來。」
本身這些都是戰爭材料,漢中倉庫就有。
方敏走過去掃視了一番,點點頭道:「拉上幾車,到那邊的空地去。」
「唯。」
蒲元隨後指揮工匠拉了幾車材料。
一行人到了工匠坊內側的空地上,方敏環視四周,周圍是片平地,長滿了雜草。
他讓人清理了周圍雜草,指著一塊空地說道:「就在這裡。」
大家都看著他。
方敏深呼了一口氣,腦子裡仔細回想著土高爐的結構圖。
片刻後他說道:「取水、黏土、細沙和白堊粉來。」
工匠們立即行動,把準備好的材料都拿出來。
接著方敏讓他們在地上挖了一個坑,把這些材料按比例開始倒入攪拌。
沒過多久,坑裡就有一大團黏土層。
「搭建高爐。」
方敏目光愈發認真,沉著冷靜地再次指揮。
土高爐的結構其實非常簡單,總共分為爐基、爐缸、爐腹、爐腰、爐身、爐喉六個主要部位。
跟工業用的高爐比起來,就像是1+1的數學題跟微積分的區別一樣大。
稍微有點空間感的工科生只需要看一眼就能明白。
但對於他這個文科生來說,還是很困難。
他英語不好是純粹不想學,數學不好是實在沒有數學天賦。
普通加減乘除在腦子裡都得算好一會兒,更別說那些幾何、空間之類的了。
就算是給向朗他們的圖紙,都是靠記憶里畫的,而且曲轅犁本身就不複雜,很簡單的東西。
可高爐設計對於他來說就是很複雜了,所以就像之前跟諸葛亮說的那樣,他最多告訴原理,蒸汽機只能靠諸葛亮自己摸索。
工匠們利用磚頭和攪拌好的黏土,開始壘砌高爐。
高爐上窄下寬,中間要搭建爐壁、爐膛,磚頭也要用黏土燒制的耐火磚來搭建,外層則以夯土包裹加固。
好在磚瓦燒制技術是最古老的手藝,方敏要的這些材料並不難找,工匠們就能製造。
大概過了一個多時辰,差不多三個小時左右,工匠們就搭建出了一個高約四米,底部直徑約一米五,頂部直徑約零點七米的矮高爐。
中間用黏土形成了鐵水槽,整個內壁都塗滿了能抗住1580度的黏土層。雖然鐵的熔點差不多,但有還原劑能降低熔點。
風口在距爐底1.2m處,有2個直徑10cm的進風口,沒有內嵌鐵管,畢竟造鐵管需要鑄模,以漢代的工藝雖然可以鑄模,但那樣太麻煩了。
出鐵口是在距爐底0.5m處開的一個直徑15cm的孔,內襯耐火磚並外接黏土槽,等鐵礦石融化後,鐵水就從這裡滴落。
除此之外,還有出渣口、鼓風機口、放料口等等,模樣已經跟方敏當年查找資料時看的高爐圖差不多。
此刻剛剛搭建好的高爐黏土層還未乾透,方敏和諸葛亮站在高爐邊,遠處數十名衛士,身邊十多名工匠,一起看著這座爐子。
「點火烘乾!」
方敏下令最後一道工序。
他心裡也很忐忑。
不知道能不能成功。
蒲元找來大量柴火放進爐基燃料口。
點火焚燒。
很快裡面滾滾濃煙升起。
方敏知道既然大火烘乾,也至少得一段時間,便與諸葛亮一同去休息,在工匠坊與工匠們吃了頓便飯。
是真的便飯。
就是粗糙的米飯加上一些醬菜,蛋白質補充來源則是一點豆子。
雖然這半年來他已經習慣漢末生產力不發達,別說普通百姓,就算稍微有點家底的富農都不一定吃得起肉。
但還是吃得難以下咽。
畢竟這是沒有味精、蚝油、十三香等調料的年代,裡面也沒有油水,只有很重的鹽味。
到傍晚時分,在燒了兩個多小時後,高爐粉刷的黏土外壁基本就已經干透。
方敏看著這爐子,大手一揮說道:「塞入木炭,將白堊粉和鐵礦碎石從入料口放進去。」
工匠們按照命令行事。
熊熊烈焰開始燃燒,爐基的出渣口冒出滾滾火舌。
上方的放料口蓋上鐵板,這樣形成了高爐內的一個高壓空間,本來只能燒600-800度的木炭,在高爐內用鼓風機,能提高到1200度以上。
但這個過程非常緩慢。
主要也是方敏沒有用焦炭,只用木炭和石灰的話,氧化還原速度將大大降低,根據天工開物記載,這個過程一般要6個時辰。
「好了,明天就可以看看有沒有出鐵水了。」
方敏鬆了口氣。
諸葛亮見他神情還是頗為緊張,便問道:「有把握嗎?」
方敏搖搖頭:「沒有十足的把握,如果不能速成的話,可能就要晾乾才行,慢慢來吧。」
「嗯。」
諸葛亮寬慰道:「放寬心,很多東西不能一蹴而就,即便暫時的失敗也無妨,多做幾次就好。」
「好。」
方敏點點頭:「如果失敗了,就找找原因,但就算失敗,也無外乎是快速烘乾導致的黏土開裂,土高爐內部構造我記得很清楚,肯定沒錯,一旦成功的話,就能進行複製全國推廣,到時候大漢的生鐵產量將會驚人的提升,之後也能製造熟鐵和鋼了。」
這個高爐還是非常簡陋,但只要有用就行。
畢竟漢代的冶煉技術過於落後,是以直接燃燒出海綿狀鐵塊,再不斷捶打祛除雜質,甚至連鐵水都無法熔煉出來。
相比之下土高爐雖然效率也不高。
根據1958年的記錄,一個普通4米高,1.8立方米的土高爐,一天產鐵也就3-4噸左右,而且也不是很穩定。
但就算是這樣,也比漢代的冶煉技術效率高得多。
並且通過石灰進行二氧化矽還原反應,生成爐渣去除雜質,就能直接產出的是雜質很少的鐵水。
這些鐵水冷卻下來就是生鐵。
之後再用傳統木炭還原法在800-1000℃下冶煉10小時進一步脫碳得到海綿狀固體熟鐵。
也就是說,整個過程分三步。
第一步需要先用高爐祛除鐵礦石當中的雜質。
第二步是用木炭加鼓風機煅燒,進行氧化反應脫碳,才能做出生鐵和熟鐵來。
第三步,再把這些生鐵水與固體熟鐵相融,中和熟鐵和生鐵的含碳量。出來的就是鋼水,然後就可以倒入模具,鍛造成鋼製品。
現在高爐煉鐵還只是萬里長征第一步,只是把產出生鐵的效率提升了,後面還得產熟鐵和鋼。
雖然這個工藝並不能保證100%產出鋼鐵。
比如在生鐵轉熟鐵的還原過程當中,如果鼓風機給予的空氣含量不足,氧化脫碳不夠,那出來的還是生鐵。
還有生鐵和熟鐵的含炭比例超出預期,那依舊不是鋼。
所以這就需要不斷改錯。
但就算是這樣,它也能系統流程化地產出大量鐵製品,遠比以前的那種純手工冶煉效率高得太多。
即便以每爐每天只產2-3噸來算,季漢造個上千座土高爐,每天生鐵產量就能達到2000-3000噸,年產可能將近百萬噸。
當然。
年產百萬噸這是做夢。
因為土高爐屬於一次性產物,並不具有近代以來工業高爐的連續投料能力。
屬於一次性爐,既砌一次爐,填一爐料,生一次火,煉一爐鐵,之後就要毀爐清理重建一爐周而復始。
所以就算能推廣全國,投入大量人力物力,基本也就每兩到三天才能產一爐。
並且方敏做的還是速成,正常情況下不能用火烘乾,那可能會導致黏土開裂,需要等七至十天曬乾或者陰乾才能起爐。
因此即便季漢投入上萬人,全國各地開上千爐,平均按六天一爐產兩噸,一年下來大概也就10萬噸生鐵。
還得去掉成功率,因為可能會出現土高爐製造不完善而炸爐,因此8萬噸生鐵就已經是極限。
可就算是這樣。
以季漢只有四川雲南漢中一帶的控制區域,年產8萬噸生鐵就已經非常逆天。
在整個華夏文明當中都是相當炸裂的存在。
如果能成功的話,方敏即便沒有讓糧食翻倍,也足以成聖了。
吩咐好工匠讓他們時刻保持著內部火焰燃燒之後,方敏和諸葛亮回到了莊園裡。
正是傍晚時分,莊園安靜下來。
衛生已經打掃乾淨,方敏和諸葛亮住在後院兩個相鄰的房間。
但他們並未各自回房,而是一起在房間裡處理公事。
諸葛亮留下了張裔、蔣琬、宗預等人在成都負責國家事務,可周邊還有許多其他事務要處理。
如漢中各處駐紮將領的公文報告,運送糧草、物資等,每日都要批覆。
好在現在不是打仗期,沒那麼多事,即便有,也多推給費禕他們去處置,因此諸葛亮的閒暇時間多了許多。
趁著這個功夫,他會與方敏聊天,除了聊後世的事以外,也會給他講講季漢內部的事,幫助他了解目前季漢的許多內部矛盾和勢力情況。
很快到了深夜,又暢聊了許久的二人才意猶未盡地回去。
翌日清晨。
一大早,蒲元衝進莊園,激動大喊道:「出水了,出水了!」
「先生!」
馬謖激動地站出來拱手行禮。
方敏說道:「街亭之事,你本是死罪。」
馬謖心裡一涼,面色頓時灰暗下去。
「然我賴丞相信任,此次我們屯軍漢中,是為了增產糧食,打造軍械,為北伐曹魏做準備。」
方敏說道:「一旦成功,則隴右關中為囊中之物也。丞相既然對我寄予厚望,我自然也不能讓丞相失望。但我恰好缺人手,所以向丞相求情,許你戴罪立功。」
「多謝先生!」
馬謖苦著臉,再次恭恭敬敬地向他行禮。
「先別急著謝。」
方敏面容威嚴道:「此事事關重大,做得好無功,做得不好有罰。但如果你能盡心盡力,讓丞相和我看到了你的用心,未嘗不能另有重用,甚至官復原職。」
「謖明白。」
馬謖小伙立得板正,眼神堅定得像是要入團。
因為他很清楚,這是他最後一次機會。
要是再干不好的話,恐怕最好的結局就是以小吏乃至於平民的身份渡過一生了。
所以他下定決心,務必盡心盡力,哪怕是拼命也得把差事辦好。
「這是一份關於疫病傳染的知識,天下紛擾,疫病滋生,都是因為鼠疫、肺疫、傷寒、天花、霍亂等疾病引起。」
方敏把最後一份竹簡推到了案邊,說道:「它們有的是因為老鼠攜帶了疾病,由老鼠身上的跳蚤到了人身上叮咬所致。有的是因為人或動物屍體污染了水源,喝了不乾淨的水所致。還有的是蚊蟲叮咬、家畜身上的痘病以及吃了腐爛的食物導致,這份竹簡當中,有預防和一些治療手段,你負責召集一些大夫,傳播這些預防方法,在軍中與民間廣而傳之,讓他們照章辦事。」
「唯。」
馬謖接過來,隨手翻開竹簡掃了幾眼。
裡頭的規定其實很簡單,那就是勤洗手洗澡,只喝燒開後的水,腐爛的食物不能吃等等。
除此之外,還有尋找生了痘的牛,從牛痘上用小刀劃開口子,取出痘液,再在人的身上劃開口子,將痘液滴入傷口,幾周後人就不會再感染天花。
雖然這看起來十分驚悚,但馬謖遲疑片刻,還是沒有像楊儀那樣質問。
說到底他現在是戴罪之身,只能聽從命令,沒有質問的資格。
「任務交代給你們了。」
方敏最後環顧一圈說道:「此次我與丞相在漢中,就是為了強國富民,讓大漢有北伐的能力。一旦在漢中成功,就要宣揚全國,你們都要一一把自己做的事情記錄下來,好方便將來朝廷行事。」
「唯!」
眾人拱手應下。
「都去辦吧。」
方敏起身說道:「我要與丞相前往工匠坊,準備冶鐵事宜,之後我會與丞相視察你們做得如何,有不懂的也可以來問我。」
「唯!」
幾個人隨後離開了大廳。
諸葛亮也拿著羽扇從草蓆上站起來走到方敏身邊,笑著說道:「發號施令的感覺如何?」
「挺好。」
方敏長呼了一口氣,隨後笑嘻嘻地道:「雖然我知道他們信不過我,但只要認真去做,總能對我刮目相看,這也算是從不信任到信任的一個過程吧。」
「嗯。」
諸葛亮點點頭道:「很多時候,做這個領頭的人並不容易。特別是剛創業之時,一旦失敗,就會跌落谷底。當年先帝就是如此,也曾討伐黃巾失利,不得已四處流浪。可也正是如此,令先帝越挫越勇,終成一番帝業。」
這話確實如此。
很多時候要想干出一番大事,第一戰至關重要。
成功了不僅僅是自己信心大增,也能讓團隊的人對你充滿信心和崇拜。
可要是出師不利,對於自己乃至於整個團隊來說,都是個巨大的打擊,很有可能一蹶不振,就此沉淪。
就像漢末諸多軍閥,很多都是剛開始的時候就已經成為了一郡太守。
有錢有勢有人馬。
然後攻打自己治下的黃巾、烏桓之類的野怪NPC,收攏人口和財力,手下的人誓死跟隨,成就一番事業。
袁紹是這樣,曹操是這樣,孫策陶謙公孫瓚等人也是這樣。
反觀劉備。
根據《典略》記載,他帶著人馬討伐黃巾,結果「遇賊於野,備中創陽死,賊去後,故人以車載之,得免」。
接著憑藉功勞好不容易當了縣尉,後來又曾任高唐尉、高唐令等職,結果高唐也被攻破。
之後討伐董卓,只是十八路諸侯當中的一個嘍囉,甚至連一路諸侯都不算。
其他在徐州、荊州的時候更不用多說。
可以說劉備的一生就是一路打著敗仗過來,幾乎就沒有春風得意過。
也虧得是他。
換了別人恐怕早就沒有他那樣的雄心壯志了。
「這的確是劉......先帝的魅力所在。」
方敏亦是感慨道:「亂世當中屢敗屢戰,越挫越勇,並且還能保持著「勿以惡小而為之,勿以善小而不為」的精神。在我們這些後世普通且平凡的人眼中,總能在他身上看到自己那總是失敗的身影。」
說罷他走到門口說道:「我們去工匠坊看看,今天就把高爐堆砌起來,我之前還想過煉製焦炭,收集氨氣,多多煉鐵,將來也能做蜂窩煤,讓百姓冬天也能取暖。」
「對了,你說的蜂窩煤到底是什麼?」
諸葛亮第二次聽到他這麼說了。
「就是用黏土與煤炭做的煤餅,這種煤十分耐燒,熱量很大,可以節約木頭柴火。」
方敏解釋道:「在我們後世還不發達的時候,家家戶戶靠它取暖、做飯,是非常好用的一種東西。」
「那你之前為什麼說沒用呢?」
「因為要鐵爐。」
「鐵爐?」
諸葛亮不解道:「用磚土砌成的爐子不行?」
「煤炭有毒,用泥爐會死人的。」
方敏笑了笑。
他看過那帖子後,查了大量資料才知道,為什麼鐵爐會取代泥爐。
事實上我國早期缺鐵,沒有鐵爐的時候,當時燒煤取暖的確用的磚土與泥糊的爐子。
但因此導致的中毒事件層出不窮,每年冬天都有很多人一氧化碳中毒而死。
原因很簡單。
哪怕保留了通風口,可泥巴磚石爐膛在長時間高溫下,泥巴和磚石都有開小裂縫的危險。
這些小裂縫外表看不出來,可裡面的有毒氣體卻會跑出來。
時間一久,中毒概率就會大大增加。
所以隨著我國冶鐵業蓬勃發展,鐵器越來越多,安全的鐵爐才取代了容易引發中毒的泥爐。
哪怕冬天再冷,也有別的取暖方式。泥爐再便宜,也比命沒了強。
「原來如此。」
諸葛亮這才明白原因。
兩個人出了大廳,一路到了工匠坊。
此刻工匠坊十分繁忙。
蒲元正在指揮工匠們把一車車的煤炭、鐵礦石、黏土、石灰、磚頭等材料運至工匠坊內。
工匠坊並不是一個小作坊,而是一片莊園外的野地,搭了二十多個棚子。
裡面有木匠、鐵匠、瓦匠、漆匠等等。
古代打仗這些工匠都是必備,諸葛亮的軍中就有大量工匠用於修葺製作防禦工事。
再加上劉禪從成都調了一批人過來,現在工匠坊里的工匠得有數百人,人手還是非常充足。
諸多工匠們有的在修補莊園,有的在旁邊空地上搭建木棚。
那些材料紛紛運至木棚內,堆積如山。
看到他們過來,蒲元帶著幾個佐吏上去拱手道:「丞相,參軍。」
「嗯。」
方敏問道:「準備得如何?」
「已經妥當。」
蒲元指著旁邊像個廠房的大木棚道:「這些都是從庫房取來。」
本身這些都是戰爭材料,漢中倉庫就有。
方敏走過去掃視了一番,點點頭道:「拉上幾車,到那邊的空地去。」
「唯。」
蒲元隨後指揮工匠拉了幾車材料。
一行人到了工匠坊內側的空地上,方敏環視四周,周圍是片平地,長滿了雜草。
他讓人清理了周圍雜草,指著一塊空地說道:「就在這裡。」
大家都看著他。
方敏深呼了一口氣,腦子裡仔細回想著土高爐的結構圖。
片刻後他說道:「取水、黏土、細沙和白堊粉來。」
工匠們立即行動,把準備好的材料都拿出來。
接著方敏讓他們在地上挖了一個坑,把這些材料按比例開始倒入攪拌。
沒過多久,坑裡就有一大團黏土層。
「搭建高爐。」
方敏目光愈發認真,沉著冷靜地再次指揮。
土高爐的結構其實非常簡單,總共分為爐基、爐缸、爐腹、爐腰、爐身、爐喉六個主要部位。
跟工業用的高爐比起來,就像是1+1的數學題跟微積分的區別一樣大。
稍微有點空間感的工科生只需要看一眼就能明白。
但對於他這個文科生來說,還是很困難。
他英語不好是純粹不想學,數學不好是實在沒有數學天賦。
普通加減乘除在腦子裡都得算好一會兒,更別說那些幾何、空間之類的了。
就算是給向朗他們的圖紙,都是靠記憶里畫的,而且曲轅犁本身就不複雜,很簡單的東西。
可高爐設計對於他來說就是很複雜了,所以就像之前跟諸葛亮說的那樣,他最多告訴原理,蒸汽機只能靠諸葛亮自己摸索。
工匠們利用磚頭和攪拌好的黏土,開始壘砌高爐。
高爐上窄下寬,中間要搭建爐壁、爐膛,磚頭也要用黏土燒制的耐火磚來搭建,外層則以夯土包裹加固。
好在磚瓦燒制技術是最古老的手藝,方敏要的這些材料並不難找,工匠們就能製造。
大概過了一個多時辰,差不多三個小時左右,工匠們就搭建出了一個高約四米,底部直徑約一米五,頂部直徑約零點七米的矮高爐。
中間用黏土形成了鐵水槽,整個內壁都塗滿了能抗住1580度的黏土層。雖然鐵的熔點差不多,但有還原劑能降低熔點。
風口在距爐底1.2m處,有2個直徑10cm的進風口,沒有內嵌鐵管,畢竟造鐵管需要鑄模,以漢代的工藝雖然可以鑄模,但那樣太麻煩了。
出鐵口是在距爐底0.5m處開的一個直徑15cm的孔,內襯耐火磚並外接黏土槽,等鐵礦石融化後,鐵水就從這裡滴落。
除此之外,還有出渣口、鼓風機口、放料口等等,模樣已經跟方敏當年查找資料時看的高爐圖差不多。
此刻剛剛搭建好的高爐黏土層還未乾透,方敏和諸葛亮站在高爐邊,遠處數十名衛士,身邊十多名工匠,一起看著這座爐子。
「點火烘乾!」
方敏下令最後一道工序。
他心裡也很忐忑。
不知道能不能成功。
蒲元找來大量柴火放進爐基燃料口。
點火焚燒。
很快裡面滾滾濃煙升起。
方敏知道既然大火烘乾,也至少得一段時間,便與諸葛亮一同去休息,在工匠坊與工匠們吃了頓便飯。
是真的便飯。
就是粗糙的米飯加上一些醬菜,蛋白質補充來源則是一點豆子。
雖然這半年來他已經習慣漢末生產力不發達,別說普通百姓,就算稍微有點家底的富農都不一定吃得起肉。
但還是吃得難以下咽。
畢竟這是沒有味精、蚝油、十三香等調料的年代,裡面也沒有油水,只有很重的鹽味。
到傍晚時分,在燒了兩個多小時後,高爐粉刷的黏土外壁基本就已經干透。
方敏看著這爐子,大手一揮說道:「塞入木炭,將白堊粉和鐵礦碎石從入料口放進去。」
工匠們按照命令行事。
熊熊烈焰開始燃燒,爐基的出渣口冒出滾滾火舌。
上方的放料口蓋上鐵板,這樣形成了高爐內的一個高壓空間,本來只能燒600-800度的木炭,在高爐內用鼓風機,能提高到1200度以上。
但這個過程非常緩慢。
主要也是方敏沒有用焦炭,只用木炭和石灰的話,氧化還原速度將大大降低,根據天工開物記載,這個過程一般要6個時辰。
「好了,明天就可以看看有沒有出鐵水了。」
方敏鬆了口氣。
諸葛亮見他神情還是頗為緊張,便問道:「有把握嗎?」
方敏搖搖頭:「沒有十足的把握,如果不能速成的話,可能就要晾乾才行,慢慢來吧。」
「嗯。」
諸葛亮寬慰道:「放寬心,很多東西不能一蹴而就,即便暫時的失敗也無妨,多做幾次就好。」
「好。」
方敏點點頭:「如果失敗了,就找找原因,但就算失敗,也無外乎是快速烘乾導致的黏土開裂,土高爐內部構造我記得很清楚,肯定沒錯,一旦成功的話,就能進行複製全國推廣,到時候大漢的生鐵產量將會驚人的提升,之後也能製造熟鐵和鋼了。」
這個高爐還是非常簡陋,但只要有用就行。
畢竟漢代的冶煉技術過於落後,是以直接燃燒出海綿狀鐵塊,再不斷捶打祛除雜質,甚至連鐵水都無法熔煉出來。
相比之下土高爐雖然效率也不高。
根據1958年的記錄,一個普通4米高,1.8立方米的土高爐,一天產鐵也就3-4噸左右,而且也不是很穩定。
但就算是這樣,也比漢代的冶煉技術效率高得多。
並且通過石灰進行二氧化矽還原反應,生成爐渣去除雜質,就能直接產出的是雜質很少的鐵水。
這些鐵水冷卻下來就是生鐵。
之後再用傳統木炭還原法在800-1000℃下冶煉10小時進一步脫碳得到海綿狀固體熟鐵。
也就是說,整個過程分三步。
第一步需要先用高爐祛除鐵礦石當中的雜質。
第二步是用木炭加鼓風機煅燒,進行氧化反應脫碳,才能做出生鐵和熟鐵來。
第三步,再把這些生鐵水與固體熟鐵相融,中和熟鐵和生鐵的含碳量。出來的就是鋼水,然後就可以倒入模具,鍛造成鋼製品。
現在高爐煉鐵還只是萬里長征第一步,只是把產出生鐵的效率提升了,後面還得產熟鐵和鋼。
雖然這個工藝並不能保證100%產出鋼鐵。
比如在生鐵轉熟鐵的還原過程當中,如果鼓風機給予的空氣含量不足,氧化脫碳不夠,那出來的還是生鐵。
還有生鐵和熟鐵的含炭比例超出預期,那依舊不是鋼。
所以這就需要不斷改錯。
但就算是這樣,它也能系統流程化地產出大量鐵製品,遠比以前的那種純手工冶煉效率高得太多。
即便以每爐每天只產2-3噸來算,季漢造個上千座土高爐,每天生鐵產量就能達到2000-3000噸,年產可能將近百萬噸。
當然。
年產百萬噸這是做夢。
因為土高爐屬於一次性產物,並不具有近代以來工業高爐的連續投料能力。
屬於一次性爐,既砌一次爐,填一爐料,生一次火,煉一爐鐵,之後就要毀爐清理重建一爐周而復始。
所以就算能推廣全國,投入大量人力物力,基本也就每兩到三天才能產一爐。
並且方敏做的還是速成,正常情況下不能用火烘乾,那可能會導致黏土開裂,需要等七至十天曬乾或者陰乾才能起爐。
因此即便季漢投入上萬人,全國各地開上千爐,平均按六天一爐產兩噸,一年下來大概也就10萬噸生鐵。
還得去掉成功率,因為可能會出現土高爐製造不完善而炸爐,因此8萬噸生鐵就已經是極限。
可就算是這樣。
以季漢只有四川雲南漢中一帶的控制區域,年產8萬噸生鐵就已經非常逆天。
在整個華夏文明當中都是相當炸裂的存在。
如果能成功的話,方敏即便沒有讓糧食翻倍,也足以成聖了。
吩咐好工匠讓他們時刻保持著內部火焰燃燒之後,方敏和諸葛亮回到了莊園裡。
正是傍晚時分,莊園安靜下來。
衛生已經打掃乾淨,方敏和諸葛亮住在後院兩個相鄰的房間。
但他們並未各自回房,而是一起在房間裡處理公事。
諸葛亮留下了張裔、蔣琬、宗預等人在成都負責國家事務,可周邊還有許多其他事務要處理。
如漢中各處駐紮將領的公文報告,運送糧草、物資等,每日都要批覆。
好在現在不是打仗期,沒那麼多事,即便有,也多推給費禕他們去處置,因此諸葛亮的閒暇時間多了許多。
趁著這個功夫,他會與方敏聊天,除了聊後世的事以外,也會給他講講季漢內部的事,幫助他了解目前季漢的許多內部矛盾和勢力情況。
很快到了深夜,又暢聊了許久的二人才意猶未盡地回去。
翌日清晨。
一大早,蒲元衝進莊園,激動大喊道:「出水了,出水了!」