冶鐵的爐窯的要求很高,而且要引出鐵水,比燒陶的爐窯更加繁瑣。
現代工業,已經有完善的冶鐵工藝。
不過在奉國教授的記憶中,七八十年代的時候,有些落後的地區,冶鐵還是用的這種簡易的爐窯。
他憑藉記憶,透過手繪的方式,用木炭在木板上畫了一個簡易的圖紙。
奉國教授耐心地和林碩解釋圖紙的幾處細節,標註尺寸和比例。
除了爐窯之外,他還畫了一張風箱的圖紙。
風箱要簡單得多,林碩只是聽他講了一遍就會了。
只是這爐窯,林碩還是一知半解的。
他不是專業人士,奉國教授講得很細緻,他仍舊有不少問題沒搞明白。
比如鐵水和礦渣要如何分離,出鐵水的孔如何過濾雜質,爐窯的高度和火焰的溫度最高點的設計,怎麼聚火控制爐溫等。
結構上的細微差別,就會導致爐溫不夠,無法融化鐵水,整個爐窯就廢了,相當於白乾。
在商討了兩個多小時後,林碩決定喊人來動手試試。
他沒打算一次就成功,失敗是成功之母,多嘗試幾次,總有一次會誤打誤撞地成功。
曾經沒有工業體系的時候,前人就是這樣一次又一次試錯,試出來的。
受到奉國教授的感染,林碩也逐漸進入狀態,漸漸忘記了時間,忘記了雨水打在身上冰冷的觸感,腦子裡只剩下把爐窯建好這一個念頭。
接下來的時間,林碩將慶林等人喊來幫忙。
由於下雨的原因,他們只忙碌了一個上午就回來休息了。
他們擴大河道,將河流的下游挖掘成一個直徑約二十多米的小湖泊,同時尋找黃泥和黏土,在其中混入鹽和乾草,攪拌成泥漿。
再利用泥漿,依照奉國教授的圖紙開始搭建爐窯。
在此之前,他們在爐窯上方搭建了一個小棚子,用來防水。
和很多人想的不一樣,爐窯其實並不大,沒有高聳的煙囪,也沒有電視中那樣可以鑽進去人的巨大空間。
空間越大,需要的木材就越多,所以小的空間更適合他們目前的情況。
爐窯共有兩米高,只有一米多寬,共分為七層。
最下層的爐底留有風道,用來鼓風增加火焰的熱量,上面一層為爐灶,新增木柴。
在往上,中間一層為爐缸,這裡主要是聚集鐵水,同時在爐缸開了個可以開關的小孔,用於引出鐵水。
爐缸上層是爐腹,空間最大,用於過濾鐵水和殘渣。
爐腹上面還有一層,為爐腰,這裡是中空區域,用於隔離爐缸內的高溫。
爐腰上層是爐身,這裡需要人為攪拌,新增還原劑,用於預熱鐵礦石的溫度,和還原氧化鐵,分離出鐵和其他礦渣。
最上面,是開放爐喉,也可以叫爐口,從這裡加入鐵礦石。
兩米的爐窯,內部極為複雜,修建的時候林碩吃了不少苦頭,用時三天。
秋雨一旦落下就下個不停,雖然不如夏日暴雨那般猛烈,淅淅瀝瀝的聲音挺久了卻也讓人煩躁。
雨水冰涼,他們無法在外工作一整天,只能工作半日休息半日,否則身體會出現問題。
在此期間,除了建造爐窯等待乾燥之外,他們還在烘乾時,燒了許多木炭出來,單獨儲存。
這些木炭,就是氧化鐵的還原劑。
三日後,林碩和奉國教授等人聚集在遮雨棚下,準備第一次開爐測試。
先是點火,將礦石和木炭磨成粉從爐喉倒入,利用風箱將火焰的溫度不斷提升。
還原反應要在七百度以上的高溫下進行。
熱量透過爐窯層層傳遞,到達上方時,溫度已然不足。
可能是爐窯太高的結構原因,但更大的可能性是溫度不夠。
林碩沒想到第一步就出現問題,奉國教授檢查過後,猜測應該是風道的設計不合理,還有一部分空氣潮溼的原因,導致火焰的溫度無法繼續提高。
他們不得不停下,重新修改風道,木柴也改用木炭,再重新測試。
又過去兩天時間,爐窯內的溫度終於提高上來。
在高溫下,木炭和鐵礦石中的氧化鐵發生反應,爐窯的頂部冒出滾滾濃煙,將棚頂都燻黑了。
奉國教授親自站在搭起來的木頭架子上,手拿一個長棍,攪拌鐵粉和炭粉,使其充分接觸。
還原得差不多了後,打