超级大酋长
时间:2023-05-25 来源: 作者:赫墨
没错,在翻耕比试中凭借着一头牛+一架曲辕犁彻底打赢了对方是个壮年汉子的守护者大人,此时还就真没什么心情去打造什么曲辕犁。
他现在正准备把前两天挖好的那个用来炼焦的大坑用起来。
既然要决定炼钢了,那么焦炭还有土高炉是绝对不能少的。焦炭需要炼,土高炉需要耐火砖。
而炼焦和烧制耐火砖本身就可以一块进行的,所以石熊再搞定了曲辕犁和耧车之后,就准备开始炼焦和烧制耐火砖。
以后怎么都得炼钢,那么这些炼钢之前的准备工作还是早做完为好。
超级大酋长 第六十一章 土窑炼焦
在冶铁史上,焦炭与铁矿石、石灰石并列为炼铁三大原料。而开启了现代炼铁史的西方则认为,焦炭与蒸汽机、铁和钢一样,是促成第一次工业革命技术加速发展的四项主要因素之一。
焦炭在冶铁史中的地位是不可动摇的。
在后世,现代化的冶铁,是以大高炉的兴建为标志的。而用大高炉冶铁,必须以机械化炼焦和蒸汽鼓风技术的实现为先决条件的。
石熊虽然知道怎么炼焦,也知道鼓风机是个什么东西,可以他现在的条件而言,机械化炼焦和蒸汽鼓风机他是万万做不出来的。
所以,石熊只能采用最原始的土法炼焦以及木制风箱作为鼓风设备。
这些东西都是前世在博物馆工作的时候学到的,都是华夏的老祖宗们在上千年前就已经掌握的知识。
华夏的冶铁史虽然早于西方,但现代化冶铁,却发端于西方的英国,而机械化炼焦也是肇始于英国。
七世纪的英国,资本主义经济迅猛发展,极大地刺激了对钢铁的需求,但是一个巨大的障碍却困扰着英国的钢铁发展,即冶铁燃料的短缺。
在那个时代,华夏也好,外国也好,用木炭作燃料来冶铁曾是东西方的普遍共识。
可长期的木炭冶铁,导致大量的树木被砍伐,植被被破坏,要发展冶铁业,再加上木炭燃烧产生的热量和温度并不够,因此在十七世纪的时候,一个急切的问题就是新燃料的开发。
当时有人用煤来代替木炭,但煤块所含的硫会导致生铁的热脆性,使之无法锻造成形。后来,又有人用焦炭来代替木炭,并最终获得成功,但这成功却花了八十多年的时间。
为英国解决焦炭问题的人叫亚伯拉罕.达比。
达比先生出生于1678年,早年曾在伯明翰的一家麦芽糖厂做学徒,1699年他学徒期满后搬到了布里斯托尔,在那里他和别人一起开办公司,制造家用的铜锅。后因铜的成本高,达比决定尝试用铁来铸锅并获得成功,还申请了专利。
现在高树部落中使用的铸铁锅,极有可能就是这位达比先生的公司生产出来的......
铸铁锅给达比先生带来了庞大的利润,但同样,要想大量的生产铸铁锅就得需要大量的生铁。
于是达比创办了自己的铁厂,并进行焦炭炼铁的试验。
实验中,达比发现焦炭不如木炭那么容易燃烧,必须改进鼓风设施和调整炉内结构以获得更充足的风力,焦炭才得以充分的燃烧。因此,他改进了高炉的内径使之适应焦炭炼铁,并为高炉安装了一套新的鼓风设施,改进后的高炉于1709年成功用焦炭炼出生铁。
焦炭炼铁成功了,但用的却是水轮机的水力鼓风,这样的风力只适用于小高炉,对于大高炉来说,水力鼓风产生的风力实在太小。
这个难题一直到1776年才被解决,在那一年,蒸汽机代替了水力鼓风在高炉炼铁中得到应用。至此,炼铁业不仅摆脱了对木材的依赖,也摆脱了对水力的依赖,从而获得了充分的发展空间。但此时的炼铁,尚不足称为现代化炼铁的实现,这一进程的来临,尚需等到1904年。
也就是说,现在包括世界上最发达的英国在内,冶铁也仅仅是使用土高炉。也就是相当于华夏建国后大.炼.钢铁时用的那种土高炉。
可不管用什么高炉来冶铁,都离不开焦炭。
而要想炼焦,在现在这个情况下,只能用土焦炉来炼焦。
石熊之前让族人们挖出来的那个大坑虽然也可以炼焦,但那个大坑算不得土焦炉,不过用来炼焦并烧制耐火砖还是足够的。
石熊打算等这一坑的煤炭炼成焦炭并烧制出足够的耐火砖之后,就开始建设新的土焦炉。
土焦炉也叫土窑,是华夏人民的发明。土窑可不是随随便便挖一个大坑就能建好的,要建一个能够充分炼焦的土窑,那需要很多工序的。
像这个刚刚挖出来没多久的大坑,放进去一万斤煤炭,能炼出三千斤合格的焦炭就很不错了。要不是为了同时烧制耐火砖,石熊才不会采用这么落后的炼焦工艺呢。
前世石熊曾经在东北地区看到过很多二十世纪初建造的炼焦土窑,这些炼焦土窑虽然看起来很落后,但实际的炼焦效率还是不错的。
这些炼焦土窑几乎全都是露天土窑,这种土窑就是用人工先在地面挖出一个深一米多、直径七八米的土坑,周围用石头或土砌高,坑的深度和砌筑的高度相加,土窑的高度差不多能超过两米半。
烟道是建窑的关键程序,并且要建两层烟道。
第一层烟道是在窑的中心用块煤砌成,围绕烟道装煤,这些煤都是粉煤。装到一定的高度时,将煤踩平踏实,然后再砌第二层烟道。
第二层烟道要远远比第一层烟道复杂。这一层烟道同样有一个中心,围绕中心用石头砌成宽六七十厘米,高二十厘米的平面烟道十六个或十八个,每一条烟道都与中心相通。然后第二次添煤,用粉煤把所有的烟道全部覆盖,厚达半米。
这时开始点火,将容易燃烧的木片点燃并投进中心烟道落到底部烟道,煤块燃烧,粉煤燃烧。等燃烧到第二层的中心烟道时,投入木片助燃。然后是第三次添煤,仍是粉煤,厚度差不多有七八十厘米。
在燃烧的时候,中心烟道会塌陷,火焰由小烟道向外部吐出,愈烧愈旺,就会从中心透出外部。
火候到此,炼焦的人将石块或砖瓦破片围在窑炉周围。待到火焰透出砖外,火焰有蓝烟时,即是成焦征兆。这时候需要立即将洞口塞住,然后用沙土覆盖。
沙土覆盖好之后,再开始喷水降温,等待冷却后取出,炼焦的工序完成。
这种土窑炼制一窑焦炭需要三十多个人,一天能够练两窑焦炭,一窑就能出差不多五十吨的焦炭!
所以,这种土窑炼焦的效率其实还是非常不错的。
以后石熊就打算用这种土窑来炼焦。但是现在,他需要先把那个大坑中的煤炭炼成焦炭,同时顺带着把那些耐火砖烧好。
超级大酋长 第六十二章 焦炭出炉
煤炭混合着木头都已经在大坑里放好了,上面也按照石熊的指示用泥巴封了起来,中间只留下了一个直径大约在四十厘米左右的引火眼。
大坑中的木头将会由这个引火眼点燃,然后开始炼焦。
大火很快就熊熊燃烧了起来,因为这个引火眼的烟囱效应,火苗呼呼的向高处窜起了足有两米多高。浓烟也一股一股的冒了出来,围观的族人都被眼前这一幕惊得一愣一愣的。
其实别看现在火势挺旺的,但里面的煤甚至还没有引燃。得等到火苗完全落下,引火眼中的火焰呈现出一种红橙色的时候,里面的煤炭就已经开始燃烧了,这时候才是用泥巴封闭引火眼的时候。
届时,燃烧起来的煤炭会产生一千度左右的高温,而当引火眼被封闭之后,煤炭因为缺乏氧气而从燃烧状态转变成为一种干馏状态,这就是炼焦的整个过程。
大坑旁边的那座用来烧制耐火砖的砖房,有一条烟道通往石屋的中间,炼焦产生高达九百度的余热会顺着这条烟道通往石屋,顺带着就把那些已经阴干好的耐火砖砖坯彻底烧好。
这个过程要持续整整一白天的时间!
事实上,今天这第一次炼焦,就连石熊自己心里也没把握。就好像第一次炼钢一样,这炼焦的过程和步骤石熊虽然曾经都看过,可这真正的炼焦,那真是大闺女上花轿——头一遭。
不过还好,这次炼焦的过程总体来讲还是比较顺利的。在灭火浇水降温之后,虽然还不知道里面的焦炭炼的到底怎么样,可那幢石屋中的耐火砖却是烧的很不错。
大坑中的泥巴上虽然都已经浇上了大量的水来降温,可内部的温度还是极高的,为了安全起见,石熊决定晾一晚上再打开泥封,然后下去挑选焦炭。
晚上,吃过了一顿白水加盐炖牛肉的晚餐之后,石熊带着对前世那些美食无尽的念想沉沉睡去。
还别说,自打来到这个年代之后,虽然这里几乎什么都没有,也就是那种交通基本靠走,通讯基本靠吼,治安基本靠狗,取暖基本靠抖,娱乐基本没有,那啥基本靠手的六项基本原则年代,可石熊依然觉得过得挺充实的。
哪怕没有美食,可毕竟还有烟斗。哪怕没有老婆,可自己还有双手......
每天都安排的满满当当的,仿佛有干不完的事情。
这种虽然略有缺憾的日子对于石熊来讲有点枯燥,可一想起自己现在正在北美大陆这块近似于白纸的广袤土地上开始慢慢的作画,这让他有了一种前所未有的充实感。就连对前世父母和亲人的思念也变得淡了很多。
第二天一大早,石熊起床之后照例锻炼了好长时间身体。
身体是革命的本钱,这话石熊深感赞同。
前世做梦都想练出一身腱子肉来,可始终没有练成。这一世既然太阳神给了自己这么一副棒棒哒的身体,那就一定要保护好,说什么也不能糟践了这副身体。
连着喝了三大碗玉米碴子南瓜粥之后,石熊才走出了家门,来到了昨天炼焦的那个大坑之前。在这周围,已经围了上百个族人,还有族人在源源不断的赶来。
谁都想知道守护者大人忙活了这么多天,又是挖坑又是烧火的,到底是捯饬出什么东西来。
砸开已经干透的泥巴,站在坑边感觉不到里面的热气了,石熊这才率先跳下了坑。
这个坑并不深,也不算很大,此时里面已经铺满了黑色的焦炭还有没有燃烧的煤炭以及半煤炭半焦炭的东西。
这种坑毕竟不是专门用来炼焦的土窑,所以煤炭在里面燃烧的并不是很充分,这就造成了几乎有一半的煤炭没有炼成焦炭。
石熊和几个族人在坑里挑挑拣拣的,很快就挑出了很多炼好的焦炭。
有了石熊的示范,族人们也知道焦炭到底是什么样子的了,其实焦炭和煤炭还是比较好区分的,所以半上午的时间,大坑中的焦炭基本上就全都被挑选了出来。
石熊估摸了一下,差不多有三千来斤,这个数量和自己之前估计的数量差不多。
如果是专门的土窑,再把煤砸的碎一些,那么不敢说达到1.35:1的比例吧,但1.5:1还是没问题的。也就是说放进去一万斤煤,最起码能够炼出六千斤焦炭来。
不过这第一次炼焦,用的还不是土窑,能够用这一万来斤煤炼出三千来斤焦炭来,这也很不错了。毕竟剩下的那些没有燃烧的煤以及燃烧了一半的煤,依然可以用来炼焦,或者是用来生火采暖、做饭,这些剩余的东西浪费不了。
三千来斤焦炭看似不少了,折合一吨半焦炭了,要是按照后世冶铁也使用高炉的焦比大约为0.33:1,也就是冶炼一吨生铁需要330公斤焦炭来计算,这三千来斤焦炭大约能冶炼五吨左右的生铁。
而以后世冶铁业中冶炼一吨生铁大约需要1.5到1.6吨的铁矿石来计算的话,这三千来斤焦炭大约可以冶炼八吨左右的铁矿石。
以赤铁矿平均密度为4的话,八吨铁矿石真心没多大点玩意儿,土高炉稍微大一点都不够装一炉的......
所以,还得抓紧时间修建专门炼焦的土窑,炼制出更多的焦炭,才能够大量的进行炼钢。
但这次炼焦让石熊还有参与炼焦的族人们收获了大量的经验,这可是最为珍贵的东西。
有了这次炼焦打底,族人们肯定学到了很多东西,这些经验在以后的炼焦过程中将会发挥出巨大的作用,这可是难以用粮食能够衡量的。
接下来就是抓紧时间用这些炼好的焦炭来炼钢了。
毕竟时节不等人,要想让冬小麦赶紧播种下去,那就得打造一批曲辕犁和耧车,这都需要一定的钢铁。
毕竟抓捕野牛好说,曲辕犁和耧车的木制部分也好说,唯独像牛鼻环、曲辕犁犁头、耧车的耧铧都是需要用钢铁来打造的。
三千来斤焦炭,也能炼不少的钢铁了。
所以石熊很快就组织起人员开始垒砌土高炉。
这种土高炉没什么技术含量,当年华夏大炼钢铁的时候,全华夏各地随处都能看到这种土高炉。那时候华夏老百姓垒砌土高炉的时候也没有什么耐火砖,都是用泥巴混合着砖直接垒起来的。
现在石熊手里好歹还有耐火砖呢,所以他哪怕没有垒过土高炉,但他也是很有把握的。
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超级大酋长 第六十三章 土高炉
华夏当年的那场“大.炼.钢铁”运动,到底是对还是错,这件事真的是没法说。
以后世人们的眼光来看,那场席卷了全国的运动是错误的,劳民伤财,严重的破坏了当时脆弱的工业基础。
可是在当时来看,这件事并没错,否则也不会形成这种举国炼钢的局面。
当然,那件事距离石熊太远了,他也不愿意去评判那件事的对与错,他自诩也没有那个资格去评判。他只能说那是一场在一个不合适的年代,从高层一直到老百姓因为没有充分的认识到自己的科技水平而做出的一个不太合适的举动罢了。
但是得益于那场大.炼.钢铁运动,石熊在省里某些偏远的山村见过当年遗留下来的土高炉。当时博物馆一位退休的老领导曾经说过,这些遗留下来的土高炉曾经见证了一个时代的变迁,是当时老百姓智慧的凝结。土高炉本身没有错,所以不应该让它们就毁在风吹日晒之下。
正是有了这位老领导的指示,刚刚参加工作没多久的石熊就跟着师傅去对那些土高炉进行维护和修葺,摸清楚了这些土高炉的构造。
其实即便是后世那些现代化的炼铁高炉,其结构原理也没有多么复杂,甚至比起炼焦的土窑还不如。那些土高炉虽然是用土办法建造的,但原理和结构与现代化的炼铁高炉没啥区别。
就是外面用石头或者红砖混合着泥土垒起来一个直径大约两米半、高度大约在五米多的近乎于圆柱形的圆筒子,越往上越细,在最上面的炉喉部位收窄、封公牛真的是要比母牛难对付的多,在抓捕这两头公牛的时候,部落里的两名战士差点死在牛角之下。
为了尽快的让这八头新来的野牛老实下来,石熊不惜把另外一把火钳也给拆了,然后做成了八个牛鼻环,在族人们的协助下,一一给这些野牛上上了牛鼻环。
还别说,经过这九头野牛的锻炼,石熊现在也是一个上牛鼻环的高手了!
超级大酋长 第六十四章 装炉
部落的发展已经渐入正轨,这让石熊的心情越来越高兴。
虽然一切连小荷才露尖尖角都算不上,但好歹算是把部落族人的凝聚力激发出来了,这可是做一切事业的根本啊。
北美印第安人是一个喜欢内斗的人种,所以哪怕北美印第安人在北美这片广袤的大陆上生活了上万年,都不曾产生过一个完整的政权。这也是为什么欧洲白人最终把人数占据压倒性优势的北美印第安人杀的差点绝种的根本原因。
说白了,北美印第安人缺乏一种凝聚力。
如果这二百多万的印第安人能够抱成一团,那些欧洲白人凭什么会把拥有几十万强壮战士的印第安人屠杀殆尽?哪怕这些印第安战士没有热武器,可就算是打游击也能让那些欧洲白人苦不堪言。
当年毛爷爷能够带领着拿着大刀和小米加步枪的先烈们打败了拥有飞机大炮机关枪的小鬼子,凭的是什么?不就是高度的凝聚力吗?
老蒋的部队倒是有飞机大炮机关枪,可不也是被小鬼子打的抱头鼠窜?最终老蒋也丢掉了大好的河山。这是为啥?很简单,因为老蒋的部队没有凝聚力。
如果这个时代的北美印第安人拥有高度的凝聚力,那些欧洲白人是绝对越不过阿巴拉契亚山脉西进的!
而石熊在来到高树部落之后所做的这一切,目的就是激发出这三百多口子族人的凝聚力。
现在看起来效果显然不错。部落中除了极少数对自己有意见的家伙之外,其他绝大多数族人现在都很愿意参与到守护者大人搞出来的这些事情当中。甚至连五六岁的孩子都会自发的组团帮忙。
这些小家伙哪怕做不了大事,可人家帮着搬运几块小的铁矿石总行吧?
那些岁数大的族人,他们已经干不了重体力活了,可是他们在家里为干活的族人做法总行吧?
那些妇女们是无法垒高炉,无法出去抓捕野牛,可她们在家里翻耕农田总行吧?
而他们为什么会这么做?很简单,因为他们在石熊搞出来的这些事情中看到了美好的未来,他们为了更美好的未来,愿意贡献出自己的一份力量。
这是什么?这就是凝聚力的具体表现。
这一天一大早,忙活了四天的族人们全都停止了手里的活,他们在吃过早饭之后就全都汇聚到了村落中间的空地上。
现在在那片空地上除了那个炼焦的大坑以及烧制耐火砖的石屋之外,又多了一个五米多高的大家伙,那就是这四天突击垒砌出来的土高炉。
这座土高炉的外壳是用岩石和泥巴垒砌起来的,炉膛内则是耐火砖。在土高炉最上端炉口的周围有脚手架,那是用来倒料的,高炉旁边还有四个大风箱,那是为高炉鼓风用的。
在高炉的出铁口外面,还有一座用耐火砖垒起来的“方塘”,方塘周围有很多架在坑上面用高岭土制作的模具。
一旦铁水从出铁口流出,就会直接流入到这个方塘内,然后向里添加砸碎的生铁颗粒,不断的搅拌,让铁水充分脱碳,最终再用石勺舀出来,倒入到加热的模具中。
事实上,这座土高炉在昨天下午就已经垒好了,在石熊教给族人们使用脚手架之后,垒砌高炉的速度增加了很多。
然后,昨天晚上石熊让族人引燃了高炉内部的木头,熊熊的烈火炙烤了一晚上,把整座高炉彻底烤干。
今天,就是守护者大人准备大炼钢铁的日子。
立雷、红云、大脚这些部落的高层全都来了,就连狼尾巴也来了。不知道立雷给狼尾巴说了什么,反正这几天这家伙表现的挺老实。
对此石熊倒是无所谓,只要这家伙不捣乱、不拖后腿,石熊是不会针对他的。不过如果这家伙还不知趣,非要捣乱拖后腿,那么石熊是不会介意再和这家伙决斗一次的。
现在形势一片大好,石熊可不想一颗老鼠屎坏了一锅肉汤。
曲辕犁+驯服野牛的组合在翻耕土地中表现出来的强大效率,还有那天石熊通过坩埚炼出来的钢铁,再加上他独自一人猎杀马鹿和野牛的壮举,足以让他在高树部落中树立起极高的威望。更别说他本身就已经是卡布鲁祭祀的守护者了。
部落中的族人不是傻子,他们看得出来守护者大人是真心为了部落和族人,所以他们在不知不觉之中就已经把守护者大人当成了仅次于首领和卡布鲁祭祀的核心了。而且他们也愿意跟着守护者大人做事!
看到乌泱泱的族人都来了,石熊这一刻也是有些踌躇满志,所以他大手一挥,高声喝道:“装炉!”
一群早就准备好的族人就开始把称好的焦炭、小块铁矿石、小块石灰石混合起来,然后送上脚手架,再从脚手架上用吊篮把这些混合好的物料放进高炉的炉膛内。
炼铁时往高炉内投入的物料也是有讲究的,不能乱放,比例一旦错了,鬼知道会炼出什么样的铁来呢。
后世的冶铁工艺中,冶炼一吨铁液需要的铁矿石、焦炭和石灰石的比例大约在16:5:3。也就是说,想要冶炼出一吨合格的铁水,大约需要1.6吨铁矿石、500公斤焦炭以及300公斤石灰石。
当然,这个比例也不是一成不变的,要根据铁矿石的含铁量来做细微的改动。
石熊现在可没有那个能力化验铁矿石的含铁量,所以他只能采取估摸的方式来确定这个比例。
反正又不是只冶炼这一炉铁水,这次炼出来的铁水不合格,那就下次再换一个比例呗。这年头又没有什么质监局,也没有顾客投诉,将就着来吧。
为了能够称出比较严谨的重量,石熊还让老木头造了一架类似于跷跷板一样的工具。老木头的大儿子横锯的体重大约在一百二十斤左右,等过称的时候,让横锯坐在跷跷板的一端,然后往另外一端的大筐中放入单独分开的铁矿石、焦炭和石灰石,最终就能得出一个比较准确的数字来。
虽然无法精确到几两,但十来斤的误差还是可以接受的。
等以后有机会搞出秤来,称重的事情就好说了。
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超级大酋长 第六十五章 出炉
一筐接一筐的物料很快就投入到了这座土高炉中,土高炉并不大,就算一次性的把所有的焦炭全投入进去,最终也只能冶炼出大约三吨的铁水。
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