第六十一章 土窯煉焦

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焦炭在冶鐵史中的地位是不可動搖的。

在後世,現代化的冶鐵,是以大高爐的興建爲標誌的。而用大高爐冶鐵,必須以機械化煉焦和蒸汽鼓風技術的實現爲先決條件的。

石熊雖然知道怎麼煉焦,也知道鼓風機是個什麼東西,可以他現在的條件而言,機械化煉焦和蒸汽鼓風機他是萬萬做不出來的。

所以,石熊只能採用最原始的土法煉焦以及木製風箱作爲鼓風設備。

這些東西都是前世在博物館工作的時候學到的,都是華夏的老祖宗們在上千年前就已經掌握的知識。

華夏的冶鐵史雖然早於西方,但現代化冶鐵,卻發端於西方的英國,而機械化煉焦也是肇始於英國。

十七世紀的英國,資本主義經濟迅猛發展,極大地刺激了對鋼鐵的需求,但是一個巨大的障礙卻困擾着英國的鋼鐵發展,即冶鐵燃料的短缺。

在那個時代,華夏也好,外國也好,用木炭作燃料來冶鐵曾是東西方的普遍共識。

可長期的木炭冶鐵,導致大量的樹木被砍伐,植被被破壞,要發展冶鐵業,再加上木炭燃燒產生的熱量和溫度並不夠,因此在十七世紀的時候,一個急切的問題就是新燃料的開發。

當時有人用煤來代替木炭,但煤塊所含的硫會導致生鐵的熱脆性,使之無法鍛造成形。後來,又有人用焦炭來代替木炭,並最終獲得成功,但這成功卻花了八十多年的時間。

爲英國解決焦炭問題的人叫亞伯拉罕.達比。

達比先生出生於1678年,早年曾在伯明翰的一家麥芽糖廠做學徒,1699年他學徒期滿後搬到了布裡斯托爾,在那裡他和別人一起開辦公司,製造家用的銅鍋。後因銅的成本高,達比決定嘗試用鐵來鑄鍋並獲得成功,還申請了專利。

現在高樹部落中使用的鑄鐵鍋,極有可能就是這位達比先生的公司生產出來的......

鑄鐵鍋給達比先生帶來了龐大的利潤,但同樣,要想大量的生產鑄鐵鍋就得需要大量的生鐵。

於是達比創辦了自己的鐵廠,並進行焦炭鍊鐵的試驗。

實驗中,達比發現焦炭不如木炭那麼容易燃燒,必須改進鼓風設施和調整爐內結構以獲得更充足的風力,焦炭才得以充分的燃燒。因此,他改進了高爐的內徑使之適應焦炭鍊鐵,併爲高爐安裝了一套新的鼓風設施,改進後的高爐於1709年成功用焦炭煉出生鐵。

焦炭鍊鐵成功了,但用的卻是水輪機的水力鼓風,這樣的風力只適用於小高爐,對於大高爐來說,水力鼓風產生的風力實在太小。

這個難題一直到1776年才被解決,在那一年,蒸汽機代替了水力鼓風在高爐鍊鐵中得到應用。至此,鍊鐵業不僅擺脫了對木材的依賴,也擺脫了對水力的依賴,從而獲得了充分的發展空間。但此時的鍊鐵,尚不足稱爲現代化鍊鐵的實現,這一進程的來臨,尚需等到1904年。

也就是說,現在包括世界上最發達的英國在內,冶鐵也僅僅是使用土高爐。也就是相當於華夏建國後大.煉.鋼鐵時用的那種土高爐。

可不管用什麼高爐來冶鐵,都離不開焦炭。

而要想煉焦,在現在這個情況下,只能用土焦爐來煉焦。

石熊之前讓族人們挖出來的那個大坑雖然也可以煉焦,但那個大坑算不得土焦爐,不過用來煉焦並燒製耐火磚還是足夠的。

石熊打算等這一坑的煤炭煉成焦炭並燒製出足夠的耐火磚之後,就開始建設新的土焦爐。

土焦爐也叫土窯,是華夏人民的發明。土窯可不是隨隨便便挖一個大坑就能建好的,要建一個能夠充分煉焦的土窯,那需要很多工序的。

像這個剛剛挖出來沒多久的大坑,放進去一萬斤煤炭,能煉出三千斤合格的焦炭就很不錯了。要不是爲了同時燒製耐火磚,石熊纔不會採用這麼落後的煉焦工藝呢。

前世石熊曾經在東北地區看到過很多二十世紀初建造的煉焦土窯,這些煉焦土窯雖然看起來很落後,但實際的煉焦效率還是不錯的。

這些煉焦土窯幾乎全都是露天土窯,這種土窯就是用人工先在地面挖出一個深一米多、直徑七八米的土坑,周圍用石頭或土砌高,坑的深度和砌築的高度相加,土窯的高度差不多能超過兩米半。

煙道是建窯的關鍵程序,並且要建兩層煙道。

第一層煙道是在窯的中心用塊煤砌成,圍繞煙道裝煤,這些煤都是粉煤。裝到一定的高度時,將煤踩平踏實,然後再砌第二層煙道。

第二層煙道要遠遠比第一層煙道複雜。這一層煙道同樣有一箇中心,圍繞中心用石頭砌成寬六七十釐米,高二十釐米的平面煙道十六個或十八個,每一條煙道都與中心相通。然後第二次添煤,用粉煤把所有的煙道全部覆蓋,厚達半米。

這時開始點火,將容易燃燒的木片點燃並投進中心煙道落到底部煙道,煤塊燃燒,粉煤燃燒。等燃燒到第二層的中心煙道時,投入木片助燃。然後是第三次添煤,仍是粉煤,厚度差不多有七八十釐米。

在燃燒的時候,中心煙道會塌陷,火焰由小煙道向外部吐出,愈燒愈旺,就會從中心透出外部。

火候到此,煉焦的人將石塊或磚瓦破片圍在窯爐周圍。待到火焰透出磚外,火焰有藍煙時,即是成焦徵兆。這時候需要立即將洞口塞住,然後用沙土覆蓋。

沙土覆蓋好之後,再開始噴水降溫,等待冷卻後取出,煉焦的工序完成。

這種土窯煉製一窯焦炭需要三十多個人,一天能夠練兩窯焦炭,一窯就能出差不多五十噸的焦炭!

所以,這種土窯煉焦的效率其實還是非常不錯的。

以後石熊就打算用這種土窯來煉焦。但是現在,他需要先把那個大坑中的煤炭煉成焦炭,同時順帶着把那些耐火磚燒好。

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