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“主事孟兴,参见大人!”负责冶炼区域的主事看到冯纶,立刻跑上来行礼道,这位孟主事头发花白,看上去也有六十多岁了,可能是常年受到烟熏火燎,两只浑浊的眼睛红红的,背也微微有些驼,只是精神看上去还不错。
“孟主事不用多礼!”冯纶笑道,然后伸手一指朱厚炜介绍道,“这位是蔚王朱厚炜,这次来是帮你们对冶炼技术进行改进的。”
听到对方竟然是蔚王,孟主事吓了一跳,立刻躬身施礼,不过当听到朱厚炜来帮他们改进冶炼技术,这位老孟的眉毛微不可查的一挑,眼神中闪过一丝隐晦的不屑之色,不过脸上却一点也没有显露出来。
“孟主事,可否先带我们看一下这冶铁用的高炉?”朱厚炜将对方的反应尽收眼底,不过却没有点破,反而笑着一指高炉说道。
听到朱厚炜的话,孟主事先是一愣,然后笑道:“殿下若有兴致,下官荣幸之至!”
孟主事带着朱厚炜他们走到高炉前,刚一走近,朱厚炜就感觉一阵热浪扑面而来,再看高炉上空烟雾滚滚,看样子里面的炉火烧的正旺。
“殿下,这就是冶铁用的高炉,我们将燃料和铁矿石、石灰石层层叠加在一起,将里面的燃料点燃后,再用鼓风机从底部吹入空气,当达到一定炉温时,矿石里面的铁受热化为铁水,从下面流出来,就是十分常见的生铁了。现在里面正在用刚送来的焦炭炼铁,焦炭是种新燃料,所以我们现在要做的就是把它的性子摸清楚,方便以后大规模的应用。”
孟主事并不知道焦炭就是眼前的朱厚炜所制,方以智在《物理小识》卷7中记载了炼焦炭的方法:"煤则各处产之。臭者,烧熔而闭之。成石,再凿而入炉,曰礁。"欧洲到1771年才开始炼焦所以才对焦炭介绍的如此详细。
“呵呵,孟主事,你可能还不知道,这焦炭就是殿下的杰作。”听到孟主事的话,冯纶笑呵呵的说道。
“哦?”孟主事有些迟疑不定的看了朱厚炜一眼,他也听说过朱厚炜的名字,知道这位皇子小小年纪善于制器,聪明绝顶在古代神童很多。
不过炼铁不同于其它,这可都是实打实的经验,不是说聪明就能行的,可看朱厚炜的年纪,根本不可能有什么炼铁的经验,所以刚才他听到朱厚炜来指导他们炼铁时,才会显得那么的不屑。
“殿下高才,小老儿不知焦炭是殿下所制,倒是让您见笑了。”孟主事一躬到地说道,做为一个炼了一辈子铁的匠人,他当然知道焦炭的出现对于炼铁的重要性,这焦炭透气性好,而且又能支撑大量铁矿石的堆压,最关键的是,用焦炭炼铁能提高炉温,使得出来的铁品质更好,出铁量也更高,而且还不像煤炭那样,会让铁变的太脆,可以说是他这辈子见到的最好燃料。
“呵呵,无妨!”朱厚炜看这位孟主事立刻对自己态度变得更加恭敬,心中也颇为得意,对方刚才的恭敬只是因为他皇子的身份,现在的恭敬才是对自己才能的恭敬,这两种恭敬的意义可是截然不同的。
“孟主事,这些应该是鼓风用的吧?”朱厚炜伸手一指高炉旁边的那一排皮囊,这些皮囊正在一伸一缩的做往复运动,出气口用一根铁管通到高炉底部,而为皮囊提供动力的则是几匹驽马。
“启禀殿下,这东西名叫水排,的确是鼓风之用,因为一般都是以水力来驱动,所以才叫做水排,不过因为我们这里的高炉只是实验之用,并不真正产铁,用的时候并不多,再加上这周围又没有水源,所以就以马力驱动,因此又可称为马排。”孟主事上前介绍道。
“噢~,我有一个问题想要请教一下孟主事,在炼铁的时候,是不是炉内的温度越高越好?”朱厚炜笑呵呵的说道,这高炉炼铁他虽然能改进的地方不多,不过眼前恰巧就有一个,而且借着这次改进,也能震一下孟主事这帮匠人,让他们知道自己的才能,这样在之后的炼钢时,才能更好的指挥他们。
“呃~”孟主事一愣,他还不适应朱厚炜的这种跳跃性思维,刚才还问水排的事,怎么一下子就跑到炉温上来了?
不过他毕竟干了一辈子冶铁的事,所以对这些问题张口就来,“启禀殿下,如果不考虑炉子的耐烧程度和成本,这炉温当然是越高越好,比如殿下您制成的这种焦炭,它最大的优点之一就是比煤炭燃烧时温度高,而且也更加耐烧。”
朱厚炜听到对方的回答后,哈哈大笑道:“孟主事,你们既然知道温度越高越好,可为什么还要向里面吹冷风呢,这不就像是往一锅快要沸腾的开水里倒凉水吗,怎么可能会让里面的炉温达到最高呢?”!!!
有道是‘一句话点醒梦中人”朱厚炜一句看似戏言的话听在孟主事耳中,却好像是一道炸雷一般,将他早已经固定成型的思维炸开了一道缝隙,再加上朱厚炜的那个比喻十分形像,让他一下子就抓到关键,激动的说道:“殿下,您的意思是说,可以将这空气加热后再吹入炉中?”
“呵呵,孟主事果然经验丰富,一下子抓住了要害!”朱厚炜赞道,空气预热其实也就是一层窗户纸,道理人人都明白,可是却从来没有人想过这么办,主要还是前人的经验限制了他们的思维。
朱厚炜上前走到水排的旁边,伸手在地面上比划道:“冯主管和孟主事你们请看,可以在这里建一个预热室,将空气加热后吹入炉中,这样一来,可以使得炉中的温度不会因为冷风而降低,而炉温越高,铁矿石中的铁也能尽快被炼出,这样不但节省了时间,而且炼出铁的品质也要比以前强的多。”
冯纶做为工业区主管,对于冶铁之术还是懂得一些皮毛的,所以对于朱厚炜的话也能听的懂,不过做为一统筹大局的官员,他却从朱厚炜的话中听出一个不当之处,当下提问道:“殿下,你说的这个预热室我听明白了,不过你想过没有,这个预热室也是要消耗燃料的,虽然炼出铁来的品质好了,但是成本却也增加了,这会不会有些不划算啊?”
听到冯纶的疑问,正在兴奋中的孟主事却抢先说道:“主管大人,增加预热室并不会增加成本,因为炉温提高后,冶炼的时间缩短,这样一来,冶炼时就可以减少燃料的量,省下的燃料刚好可以用来加热空气之用。”
“咦~,妙啊!这倒是我的疏忽了!”冯纶听到孟主事的解释。当下两眼放光的赞道,同时对朱厚炜的才能更是佩服的五体投地,人家刚来不一会儿,对高炉做了一个小小的改动,一下子就让高炉炼出铁的品质上升了,而且还能加快炉子出铁的时间。不要小看这一点点的提升,大明有无数个炼铁炉,若是每个炉子都按朱厚炜所说的做了改动,那么不但每年的铁产量会增加不少。而且铁的品质也能提升一个档次,这可是一件了不起的功绩啊!
做工匠的都是行动派,孟主事立刻将几个主要的匠人都召集过来,把预热室的办法一说,立刻引得这些人震惊不已,看向朱厚炜的目光也都和孟主事如出一辙。
这些人都是专家,而且朱厚炜也在。所以大家你一言我一语的,很快就把这个预热室的详细方案给搞出来了,而且其中还有人提出来,这预热室加热时,燃料和空气是隔开的。这就对燃料的要求很低,根本不必使用那些省下来的焦炭,大可以用更便宜的煤炭来做为燃料。这样一来,虽然增加了一个预热室,可其实却能省下不少的燃料花费,绝对能让一炉铁的成本下降一些。
这个提议一出,立刻引得朱厚炜和孟主事等人的赞赏,连被晾在一边打瞌睡的冯纶也是大声叫好,别看工业区每年能拿到的款项很多,可是花钱的地方更多,所以他这个工业区老大只要一听到能省钱,马上就会变得精神百倍。
预热室的方案一搞定,孟主事本来想马上亲自去办,不过朱厚炜却将他和那些工匠叫住,改造高炉只是朱厚炜立威的一个小举动,他最主要是想将这些工匠组织起来,帮自己一起把那个灌钢法搞出来。毕竟高炉炼出来的来的只是生铁,可是如何把生铁变成钢?这才是最麻烦的一步。
大明的炼钢用的还是炒钢法,所谓炒钢,其实就是把生铁融化,然后不停的搅拌,就好像是炒菜一样,这样可以让空气中的氧气和生铁中的杂质和炭发生反应,使铁中的含炭量降低,不过这种炒钢法炼出来的大部分都是熟铁和低碳钢,如果掌握的好,也可以得到一些用处更广的中碳钢和高碳钢。
朱厚炜要搞的却是更进一步的灌钢法,虽然无论是炒钢法还是灌钢法,朱厚炜都是只知道一个大概,毕竟他也没有专门学过这方面的知识,只是从百科全书或网络上看过这方面的介绍。不过即便是对炼钢之事一知半解,但朱厚炜却有十足的把握把灌钢法搞出来,毕竟对于钢铁的本质,他却是再清楚不过。说白了,所谓的钢,不就是含碳量在一定范围内的铁吗?
要想让孟主事他们帮自己把灌钢法搞出来,朱厚炜就得先让他们明白钢与铁的区别,因此朱厚炜只好请宋应星暂时客串一下化学老师,尽量以通俗易懂的语言讲了一遍。
宋应星在《天工开物》中记述冶炼技术时,把铅、铜、汞、硫等许多化学元素看作是基本的物质,而把与它们有关的反应所产生的物质看作是派生的物质,从而产生化学元素概念的萌芽。《天工开物》中记载了中国古代冶金技术的许多成就,如冶炼生铁和熟铁(低碳钢)的连续生产工艺,退火、正火、淬火、化学热处理等钢铁热处理工艺和固体渗碳工艺等。
只是告诉他们,这铁里面含有许多杂质,这个孟主事他们当然知道,然后宋应星又说,这些杂质里其中有一样十分特别,它的含量会影响到铁的性质,含这种杂质多了就是生铁,少了就是熟铁,正处于中间就是钢了。
这么一说所有人都听明白了,然后朱厚炜就将灌钢法的原理讲了一下,虽然灌钢法在汉末就有了,不过直到宋朝时,才开始大规模使用,所以在明初时,由于元朝统治知道这个炼钢方法的人极其稀少。其实所谓灌钢法,就是把生铁和熟铁混合在一起,只要比例正确,钢也就出来了。当然了,灌钢法肯定没有朱厚炜想像的那么简单,不过原理却是没有错的,只要按这个方向花点精力和时间研究一下。绝对能将灌钢法搞出来。
听完朱厚炜的灌钢法,孟主事和一帮子匠人都陷入了沉思,对于宋应星的讲解,他们也听懂了,如果是别人在他们面前大讲钢铁的区别,他们肯定是嗤之以鼻,毕竟论起对钢铁的认识,他们这些玩了快一辈子铁的人,可谁都不服谁。不过刚才朱厚炜对预热室的见解。
已经让他们对朱厚炜这位与众不同的皇子产生了一种敬畏,现在仔细听了宋应星的讲解后,再和自己对钢铁性质的了解加以印证,发现以前自己只知其所然。而不知所以然的地方,如果用宋应星讲的理论加以解释,竟然一下子都畅通起来。
孟主事和周围的匠人小声商量了一会,然后站起来禀报道:“殿下,您说的这个灌钢法,小人们都明白了,虽然实际操作起来,可能会遇到一些难题,不过倒也不是没有解决的办法。若是给我们一段时间研究一下,的确有把握将这种办法搞出来!”
“好!”朱厚炜一听有门,立刻大喜,“孟主事,若是能将这灌钢法搞出来。肯定能使大明的钢产量增加好几倍,而你们做为此事的主要参与者,也绝对能名垂大明史册!”。
“不错!你们都给我大胆的去做,需要什么就来找我,这段时间你们把手头的其它事情都放下。全力将这个灌钢法搞出来。”冯纶这时也站出来说道,只是他脸上的表情却有几分奇怪,脸色红通通的看起来不像是兴奋。反而让人觉得有几分憋气。
看到连主管大人也全力支持搞这个灌钢法,孟主事他们再也没有了顾虑,立刻开口说道:“谢主管大人支持,属下定当全力以赴,争取早日将灌钢法研究出来!”朱厚炜虽然身为皇子,但毕竟管不到孟主事他们,冯纶才是人家的老大,所以在这里,还是冯纶的话更管用一些。