第24章 炼铁1(1/1)

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忙了一天，上官钰带着五十人也才收拾出来一亩地左右。

垂了垂酸疼的腰，看着面前一望无际的雪原，上官钰想着一定要尽快把工具做出来，这样靠双手劳动实在是太慢了。

带着人回到村子，上官钰去了一趟专门存放铁矿石的区域，发现今天一天也才收获了二十斤左右的铁矿石。

细细盘问下才知道，他们全靠拾取裸露在外的铁矿石，至于埋藏于地下的靠双手根本无法开采。

上官钰让众人都先回去休息，她自己则是去了一趟图书馆。

经过一夜的查询资料，上官钰得到了几种采矿方法：

第一种、露天垦土法。

翻耕有铁矿的土地，矿石随之露出地面。《天工开物》记载：土锭铁（即褐铁矿结核）“浅浮土面，不生深穴”，“若起冶煎炼，浮者拾之。又乘雨湿之后，牛耕起土，拾其数寸土内者”。这是古代记载的一种特殊采矿方法。

第二种、露天掘取法。

用于采掘地表露头铁矿体。据书中记载在鞍山东北的太平沟发掘的汉代古采坑，就是采用这种办法。

第三种、火爆法。

在地表露头处先用棒撬开石缝，再用火烧，经过冷缩热胀，使其破碎，采取矿石。

第四种、地下凿坑法。

即沿着矿体往地下凿坑采掘矿石。据书中记载在大部分地区都是采用这种方法。

具体用哪种，还要明天实地考察才能决定。

另外，上官钰还查了冶铁炉的建造方法，发现要想炼铁需要的东西还不少。

参照文献记载中的汉代瓦房庄冶铁遗址，上官钰决定采用半地穴式的熔炉，由炉门、火膛、炉床、烟囱等四部分组成。另外还需让人准备大量铸造铁器用的陶范。

据史料记载，汉代熔炉的建筑方法是，就地面挖出长方坑，留下炉门，周壁经过夯打后再涂薄泥一层。

炉顶用弧形的耐火砖砌成，砖的大小不同，砖的内面敷有一层厚约1厘米的耐火泥，砖的背面涂有较厚约5厘米的草拌泥。

上官钰又专门去查阅耐火砖的制作方法，是用含三氧化硅较高的黄色或红色耐火粘土烧成的长方形或弧形。

熔炉由门、池、窑膛、烟囱四部分组成。门在炉的最前端，当是用来装炉和通风的。

池在门内，池底铺有厚约1厘米的细砂，用作燃烧时的“风窝”。

炉膛为长方形，周壁糊有草拌泥，火烧较轻，是用来盛放成行排列的坩埚和木柴、木炭等燃料的，熔炉的后部设有3个烟囱，是用来排出炉烟。

上官钰还从史料记载中翻阅到了具体的炼铁方法：

1、先用碎块矿石和木炭以及助溶剂，也就是石灰石，混合配好，装入坩埚，装炉前，先在炉底铺上一层适当数量的砖瓦碎片，使炉底通风；

2、留出许多“火口”放进易燃物，以便点火，接着就铺上一层木炭，在木炭上安装成行的坩埚；

3、然后在这层坩埚之上再铺上一层木炭，在木炭上再安装成行的坩埚，待炉装满，便可以从“火口”点火，并加以鼓风，使坩埚中矿石还原溶化成生铁。

上官钰皱眉，其他的都好说，这石灰石要去哪里找，自己附近全都是山林，看样子明天要做的第一件事，就是去找石灰石，不然接下来所有的工作都没法开展。

接着翻阅古籍，光到生铁这一步可不行，生铁太脆还需要进一步的炼制。

书中记载，到西汉后期创造了一种名为“炒钢”的技术。这种技术是把生铁加热到熔化或基本熔化的状态下加以炒炼，使铁脱碳成钢或熟铁。

书中记载的这种炒铁炉，容积小，呈缶形，温度可以集中；挖入地下成为地炉，散热少，有利于温度升高；炉下部作“缶底”状，是为了便于装料搅拌。

至于陶模，用黄粘土，掺入35左右的细砂，加水调泥，制成模版。

然后按照严格的尺寸要求，塑制不同模面上的各个部位的形体。

模面制妥后，涂上涂料晾干，这是手要的也是最重要的一道工序。

在浇铸之前，先合模，糊加固泥，再将铸模送入窑中烘烤，到一定温度之后停烘出窑，乘热浇铸铁汁。

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看着书中一长段的记载，简单来说就是先用调配好的黄泥浇铸，做成铁质的空心模版，再将两瓣合成一个整体，并插入铁范芯，再用东西将它固定，以防浇铸铁汁时因为热涨作用而开裂。

然后就可以往里浇注铁汁，待铁汁凝固到一定程度，就可以打开铁范，并打掉浇口、冒口的铁，这样就获得了成品。

此外，高炉炼铁和冶铁技术与鼓风技术是分不开的。

在大型的冶炼炉中不仅仅只有一个鼓风器，还增加了一头弯曲的陶制鼓风管，使得炉中燃料充分燃烧，提高炉子的温度，加速冶炼的进程。

就鼓风动力而言，有“人排”、“马排”、“牛排”还有“水排”。

想到村子旁边的那处瀑布，上官钰更倾向于水排，利用水排鼓风，铸造农具，比用人力鼓风要“用力少，见功多”。

但是，目前来说还是先用“人排”。

除了熔炉还需要化铁炉。在平整的地面上，铺筑直径约26m、厚50mm的草拌泥，烧成橙黄色，作为炉基。

炉底是空心的，由整体基底、束腰式支柱、周壁与炉缸底部组成。

基底约厚45mm，用掺有大量大颗粒砂的耐火粘土铺成。

周壁和支柱的筑炉材料与基底稍有不同，掺有大量小颗粒砂。周壁厚40～50mm，支柱直径70～120mm，高70cm，支柱在15个左右，基上砌筑炉缸底部。

炉体全用弧形耐火砖建造，炉体可分为3个区域：炉口及其下三、四层砖，为预热区。炉体中部的三、四层砖，是还原区。再往下三、四层砖，是靠近风口的氧化区。整座化铁炉的炉体高度约为3～4m。

化铁炉的炉壁分3层，弧形耐火砖是特制的成形砖块，外敷草拌泥，厚约15～50mm，内搪炉衬，厚约40mm。

化铁时采用换热式热风装置，用一种陶质鼓风管，外敷厚约45mm的草拌泥。

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