第98章 再次借鑑平爐的辦法提高爐溫
「若是晚上還是太濕，怎辦？」程明遠問。
他們不能完全靠天吃飯。
「那就用我剛剛想到的一個辦法。」趙炎道。
「你又想出了辦法，要如何做？」程明遠連忙問。
「我要先鑄一些鐵管！」趙炎道。
他們煉不出鋼，只能煉生鐵，歸根結底還是溫度太低。
溫度太低，那就想辦法提高溫度。
趙炎提高溫度的辦法還是來自平爐煉鋼法。
平爐的原理就是預熱煤氣，讓高溫煤氣燃燒，產生更高的溫度。
趙炎手上現在沒有煤氣，但是他有空氣。
參與燃燒的物質，就是兩種。
一種是燃料，另一種就是氧氣。
預熱煤氣，就是提高燃料溫度，最終提高燃燒溫度。
趙炎現在已經通過預熱木炭，提高了燃燒溫度。
想再提高溫度，那就只能提高氧氣的溫度了。
「要鐵管，何須你親自動手？」程明遠立刻來了精神。
他邊說邊往後走，「我這就吩咐他們去做，他們除了會鑄鐵鍋，也會鑄鐵管。」
他們有現成的高爐和生鐵，還有鑄造鐵鍋的工坊，做個鑄鐵管不是難事。
趙炎聞言連忙道，「我要的不是普通鐵管，我要的是異徑管！」
「異徑管為何物？」程明遠停住腳步，扭過頭看向趙炎。
「就是這樣的管子……」趙炎開始比划起來。
空氣預熱之後，會大幅膨脹。
如果管道前後一般粗，又沒有閥門束縛的話。
空氣在壓力作用下，就會流動起來。
預熱過的空氣，吹到木炭上的速度，如果過快。
來不及與木炭反應就流走，也就達不到提高溫度的目的。
甚至還會帶走木炭的熱量。
如果膨脹速度過快，超過風箱的壓力。
還會倒流迴風箱。
歷史上，平爐煉鋼也面臨過同樣的問題。
平爐煉鋼要把煤氣預熱到一千度。
煤氣預熱後熱力大，流速快。
無法與空氣充分混合，就流失了，最終無法達到提升爐溫的目的。
沒有解決預熱過的煤氣，膨脹後與空氣混合的問題，就莫名其妙搞出平爐煉鋼了。
這也是少部分即便明白，平爐煉鋼的核心是預熱煤氣的穿越者，也會犯的另外一個錯誤。
工業史上，平爐煉鋼法解決煤氣預熱後，流速過快的辦法，是提高空氣流速。
然後通過調整煤氣與空氣的噴射交角，讓兩股氣體碰撞在一起。
煤氣與空氣流的交角越大，混合越快。
簡單地說，就是用動能對衝動能。
另外還可以在燒嘴處安裝旋流導向裝置，強制氣流旋轉以降低局部流速。
趙炎現在沒這條件。
別的不說，在一千五六百度高溫下，可以保持不軟化的材料，他現在就沒有。
他唯一的辦法就是降低預熱後，空氣的流速。
怎麼降低預熱後空氣的流速？
原理很簡單，預熱後空氣的壓力越低，流速就會越慢。
怎麼降低預熱後空氣的壓力？
原理也很簡單，擴大空氣預熱後的體積。
怎麼擴大預熱後空氣的體積？
這個辦法更加簡單，就是把管子做得前細後粗。
讓受熱後的空氣自由膨脹，壓力與大氣保持一致。
這樣空氣就可以在風箱的驅動下，向反射爐內順暢地流動了。
管道內的空氣流動速度越慢，可以預熱的時間就越長，溫度就會更高。
理論上來說，只要管子做的夠粗夠長。
趙炎甚至可以把空氣預熱到一千度。
不過那管子得相當粗，相當長了。
程明遠聽著趙炎的解釋，感覺有點懵。
「師弟儘管吩咐他們去做，師兄就不過去了！」程明遠長舒了一口氣。
程明遠一向自詡是個聰明人，突然感覺自己腦子不夠聰明了。
趙炎去了鑄造作坊。
北宋的鐵管，採用泥范鑄造。
工藝很簡單，外模分成兩瓣，模芯製成一根柱子。
然後把模具立起來，澆築生鐵水。
在重力作用下，鐵水就會填滿整個模具的型腔。
不過趙炎只依稀記得理想空氣，在不同的溫度下，體積有一個計算公式。
這個公式中，有一個數字是絕對零度。
但具體是什麼，他有點記不清了。
趙炎也不知道自己鑄造的管子，效果怎麼樣。
只能粗略估計。
在這大熱天裡，又對著一千多度的鐵水。
趙炎的衣服，很快就濕透了。
期間程明遠命人給他們送來了飧食。
生鐵鑄造質地非常脆，還得儘可能做得薄一些，保證加熱效果。
因為泥范鑄造工藝，只能製造直管，造不了彎管。
保險起見，趙炎多做了幾套。
鑄造好之後，他就坐程明遠的馬車，回了鐵匠鋪，用冰涼的井水匆匆沖了幾下。
躺到床上，很快又熱了起來。
這一夜到處都是水汽瀰漫，又濕又熱。
一直到凌晨時候，他才睡著。
醒來之後，登時感覺天氣比昨天更加濕熱。
今天的氣溫比昨天更高了。
昨天的雨還沒有干。
利國監北面，泗水沿岸又是大片的沼澤。
高溫蒸騰起了大量的水汽。
趙炎匆匆吃了點東西，就讓趙趕車趕著馬車來到了利國監。
來到反射爐所在的屋子外面，程明遠見趙炎到來，登時沖他搖了搖頭。
趙炎進屋看了看，地上放著幾根新鑄的鋼條，已經全部被鑿開。
斷口處，都呈灰色。
趙炎來到鑄造工坊問道，「那幾根鑄管涼下來了嗎？」
「已經涼了！」
幾人邊說邊將幾根鑄鐵管搬了過來。
趙炎挑了幾根狀態最好的管子，讓王大郎他們搬到反射爐前。
細頭連接風箱，粗頭連接到反射爐燃燒室。
組裝好之後，在各根管子接口處，用生鐵水，來回澆密實。
最終的成品效果，看起來跟藏族的「筒欽」大喇叭似的。
高爐的活門再次打開，開始放鐵水後。
趙炎就讓人在管子四周點起了火，加熱空氣。
等反射爐方塘內，攪不動後，又潑了熱油。
再次攪不動之後，放出鋼水鑄造。
沒等冷卻下來，就打碎模具淬火。
程明遠找來了負責檢驗的師傅。
師傅再次拿出一根百鍊鋼鑿子，放到了鋼條上。
程明遠見狀不由捏緊了拳頭。
偏偏這時候，那檢驗師傅扭頭看了看他們。
「鑿！」程明遠幾乎用吼的聲音道。
檢驗師傅舉起錘子，一鑿子下去，就聽啪的一聲。
他們不能完全靠天吃飯。
「那就用我剛剛想到的一個辦法。」趙炎道。
「你又想出了辦法，要如何做？」程明遠連忙問。
「我要先鑄一些鐵管！」趙炎道。
他們煉不出鋼，只能煉生鐵，歸根結底還是溫度太低。
溫度太低，那就想辦法提高溫度。
趙炎提高溫度的辦法還是來自平爐煉鋼法。
平爐的原理就是預熱煤氣，讓高溫煤氣燃燒，產生更高的溫度。
趙炎手上現在沒有煤氣，但是他有空氣。
參與燃燒的物質，就是兩種。
一種是燃料，另一種就是氧氣。
預熱煤氣，就是提高燃料溫度，最終提高燃燒溫度。
趙炎現在已經通過預熱木炭，提高了燃燒溫度。
想再提高溫度，那就只能提高氧氣的溫度了。
「要鐵管，何須你親自動手？」程明遠立刻來了精神。
他邊說邊往後走，「我這就吩咐他們去做，他們除了會鑄鐵鍋，也會鑄鐵管。」
他們有現成的高爐和生鐵，還有鑄造鐵鍋的工坊，做個鑄鐵管不是難事。
趙炎聞言連忙道，「我要的不是普通鐵管，我要的是異徑管！」
「異徑管為何物？」程明遠停住腳步，扭過頭看向趙炎。
「就是這樣的管子……」趙炎開始比划起來。
空氣預熱之後，會大幅膨脹。
如果管道前後一般粗，又沒有閥門束縛的話。
空氣在壓力作用下，就會流動起來。
預熱過的空氣，吹到木炭上的速度，如果過快。
來不及與木炭反應就流走，也就達不到提高溫度的目的。
甚至還會帶走木炭的熱量。
如果膨脹速度過快，超過風箱的壓力。
還會倒流迴風箱。
歷史上，平爐煉鋼也面臨過同樣的問題。
平爐煉鋼要把煤氣預熱到一千度。
煤氣預熱後熱力大，流速快。
無法與空氣充分混合，就流失了，最終無法達到提升爐溫的目的。
沒有解決預熱過的煤氣，膨脹後與空氣混合的問題，就莫名其妙搞出平爐煉鋼了。
這也是少部分即便明白，平爐煉鋼的核心是預熱煤氣的穿越者，也會犯的另外一個錯誤。
工業史上，平爐煉鋼法解決煤氣預熱後，流速過快的辦法，是提高空氣流速。
然後通過調整煤氣與空氣的噴射交角，讓兩股氣體碰撞在一起。
煤氣與空氣流的交角越大，混合越快。
簡單地說，就是用動能對衝動能。
另外還可以在燒嘴處安裝旋流導向裝置，強制氣流旋轉以降低局部流速。
趙炎現在沒這條件。
別的不說，在一千五六百度高溫下，可以保持不軟化的材料，他現在就沒有。
他唯一的辦法就是降低預熱後，空氣的流速。
怎麼降低預熱後空氣的流速？
原理很簡單，預熱後空氣的壓力越低，流速就會越慢。
怎麼降低預熱後空氣的壓力？
原理也很簡單，擴大空氣預熱後的體積。
怎麼擴大預熱後空氣的體積？
這個辦法更加簡單，就是把管子做得前細後粗。
讓受熱後的空氣自由膨脹，壓力與大氣保持一致。
這樣空氣就可以在風箱的驅動下，向反射爐內順暢地流動了。
管道內的空氣流動速度越慢，可以預熱的時間就越長，溫度就會更高。
理論上來說，只要管子做的夠粗夠長。
趙炎甚至可以把空氣預熱到一千度。
不過那管子得相當粗，相當長了。
程明遠聽著趙炎的解釋，感覺有點懵。
「師弟儘管吩咐他們去做，師兄就不過去了！」程明遠長舒了一口氣。
程明遠一向自詡是個聰明人，突然感覺自己腦子不夠聰明了。
趙炎去了鑄造作坊。
北宋的鐵管，採用泥范鑄造。
工藝很簡單，外模分成兩瓣，模芯製成一根柱子。
然後把模具立起來，澆築生鐵水。
在重力作用下，鐵水就會填滿整個模具的型腔。
不過趙炎只依稀記得理想空氣，在不同的溫度下，體積有一個計算公式。
這個公式中，有一個數字是絕對零度。
但具體是什麼，他有點記不清了。
趙炎也不知道自己鑄造的管子，效果怎麼樣。
只能粗略估計。
在這大熱天裡，又對著一千多度的鐵水。
趙炎的衣服，很快就濕透了。
期間程明遠命人給他們送來了飧食。
生鐵鑄造質地非常脆，還得儘可能做得薄一些，保證加熱效果。
因為泥范鑄造工藝，只能製造直管，造不了彎管。
保險起見，趙炎多做了幾套。
鑄造好之後，他就坐程明遠的馬車，回了鐵匠鋪，用冰涼的井水匆匆沖了幾下。
躺到床上，很快又熱了起來。
這一夜到處都是水汽瀰漫，又濕又熱。
一直到凌晨時候，他才睡著。
醒來之後，登時感覺天氣比昨天更加濕熱。
今天的氣溫比昨天更高了。
昨天的雨還沒有干。
利國監北面，泗水沿岸又是大片的沼澤。
高溫蒸騰起了大量的水汽。
趙炎匆匆吃了點東西，就讓趙趕車趕著馬車來到了利國監。
來到反射爐所在的屋子外面，程明遠見趙炎到來，登時沖他搖了搖頭。
趙炎進屋看了看，地上放著幾根新鑄的鋼條，已經全部被鑿開。
斷口處，都呈灰色。
趙炎來到鑄造工坊問道，「那幾根鑄管涼下來了嗎？」
「已經涼了！」
幾人邊說邊將幾根鑄鐵管搬了過來。
趙炎挑了幾根狀態最好的管子，讓王大郎他們搬到反射爐前。
細頭連接風箱，粗頭連接到反射爐燃燒室。
組裝好之後，在各根管子接口處，用生鐵水，來回澆密實。
最終的成品效果，看起來跟藏族的「筒欽」大喇叭似的。
高爐的活門再次打開，開始放鐵水後。
趙炎就讓人在管子四周點起了火，加熱空氣。
等反射爐方塘內，攪不動後，又潑了熱油。
再次攪不動之後，放出鋼水鑄造。
沒等冷卻下來，就打碎模具淬火。
程明遠找來了負責檢驗的師傅。
師傅再次拿出一根百鍊鋼鑿子，放到了鋼條上。
程明遠見狀不由捏緊了拳頭。
偏偏這時候，那檢驗師傅扭頭看了看他們。
「鑿！」程明遠幾乎用吼的聲音道。
檢驗師傅舉起錘子，一鑿子下去，就聽啪的一聲。