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星形高炉说起来简单,其实布局还是挺复杂的,它的整体结构是这样的,正中间是一个立在高台上的主炉,很高,很大,然后在主炉的四周,分别建设四个小号的副炉。

副炉的水平高度很低,直接在地下,先在地上挖出坑来,然后在坑里面砌炉子,炉口位置露出地表,然后连接一个建在地表的蓄热室,这个蓄热室同时也是一个大型的鼓风机,最后蓄热室的另一端再与主炉连接。

工作的时候,五个炉子同时开火,由于副炉的水平位置很低,利用热空气上升的原理,四个副炉产生的高温空气会自然进入地表的四个蓄热室,然后通过蓄热室的鼓风叶片,把这些高温空气吹入主炉内,使其达到同时加温和增气的目的。

第244章 生铁 熟铁 钢铁(求票票求订阅)

设计好了星形高炉的构造,罗冲分出一队人开始施工,庞大的高炉就建立在城内的冶炼区,单单是一个高炉的面积就占据了将近三十平米,而且主炉的高度还很高。

主炉的大小下宽上窄,建立在一个一米二高的青砖平台上,底部直径一米五,越往上越细,不算基座平台的高度,仅炉子就有五米高,从上到下分为几段,炉喉,炉身,炉腰,炉腹,炉缸。

炉喉也就是进料口,整个炉子的进料还是从炉顶添加的,这个地方的温度很低只有200来度;炉身占据了整个炉子的一般高度,这一节大概有两米六长短,温度也是从400度增加到了800度,越往下温度就越高。

再往下就是炉腰,这一节很短,只有半米多,但也是整个炉子的一个节点,因为从炉腰往下,炉子的宽度就开始变大了,这一节的温度也达到了900到1300度。

再下面就是整个炉子的核心部分,炉腹,炉腹的体积是最大的,宽有一米六左右,比下面的基座还略宽一点,这一节的高度差不多有一米二,也是整个炉子温度最高的部位,预计温度能达到1700度左右,而且炉腹也是和蓄热室鼓风口连接的地方。

连接的方式也是直接用耐火砖直接砌筑出来的通道,虽然跟整个炉子的高度相比看起来有点低,但是根本不用操心里面的铁水会从鼓风口流出去,因为炉腹才是整个炉子温度最高,也就是铁矿发生反应的地方,在此之前,这些投进炉内的材料还都是固体形态。

等它们完全反应,到铁矿融化成铁水的时候,因为金属的质量较重的原因,铁水会自动下降到下面储存铁水的炉缸位置,而那些矿渣和木炭则会变成液态的矿渣漂浮在铁水的表面,一起进入炉缸。

最后到了出铁的时候,由炉子两侧的两个口子排出成品,左面最低的口子流出铁水,右面略高一些的口子排放液态矿渣,这样最终得到的就是生铁铁水。

生铁和钢的强度是没办法相比的,但它同样有自己的特性,生铁性脆,和高锡青铜一样,很容易断裂,但是生铁却很适合铸造东西,比如铁锅、铁盆之类的器皿。

这样制作的铁锅虽然质量不太好,容易被打破,但是却适合大批量生产,如果用较软的熟铁制作铁锅,那就只能敲一个出来了,制作难度和制作时长根本不是一个级别。

熟铁的制作说难不难,最早的办法还是通过反复敲打块炼生铁获得,但是自从西汉时期发明了炒钢法之后,熟铁就进入了规模生产阶段。

炒钢法这个技术说起来也是十分坑爹,它的过程就是往铁水里加入高品质铁矿粉,然后经过不停的搅拌,来让生铁的铁水中渗入更多的碳,以此来获得含碳量较高的钢材。

但是到底加多少铁矿粉才能使其变成钢水,却没有具体的比例,如果稍有不慎加的太多了,那么铁水就会变成熟铁铁水,而不是钢。

在西汉时期,人类在用炒钢法生产钢铁的时候,多由一个经验十分丰富的炉头,通过目测铁水的颜色来判断是不是变成了钢,全靠经验来判断,没有一点依据。

虽然有了这种办法,但依然废钢率极多,可这些废钢也是比生铁要好的,也就是熟铁,生产出来之后也不担心卖不出去,整体来说,炒钢法就是一个类似于撞大运一样的存在,用来生产钢材完全不靠谱,但是用来生产熟铁却很合适。

熟铁的性能和生铁相比,它的优点就在于延展性,也就是够软,这样说可能不太好理解,那就换个说法。

举个例子,用生铁熟铁各做一口铁锅,然后拿锤子敲击两个锅底,生铁铁锅会直接被砸出一个窟窿,但是熟铁的那个,你只能把它砸变形,直至砸扁,但是它不会破,也就是韧性很强。

试想一下,如果用这两种铁制作刀剑的话,生铁的那个很可能在战斗中,和敌人对砍的时候砍断,但是熟铁的武器可能砍弯,但是不会断,这样就能勉强继续使用,最起码能保住一条命,战场上要是武器没了,那和送人头没啥区别。

后来有了钢材之后,那些刀匠就开始用熟铁制作刀身,然后在刀刃的部位包钢,经过锻打成型之后,这样的武器就能兼顾良好的韧性和锋利度,又不会轻易折断,我们经常说的‘好钢就要用在刀刃上’,也是由此而来。

另外,在钢铁制造工艺的演化史上,到了后来的隋唐之初‘灌钢法’的出现,才把钢铁的生产才从撞大运模式中稳定下来,人们才有了稳定的钢材获取方式,而这个灌钢法之中,又要用到大量的熟铁。

钢材的生产过程,无非就是让铁水得到适量的碳,以此蜕变成钢材,在炒钢法十分不稳定的情况下,又有人想到了换一种添加物,把铁矿粉直接换成了熟铁。