第三十章 高炉炼铁（2/2）
他让人清理了周围杂草，指著一块空地说道：“就在这里。”
大家都看著他。
方敏深呼了一口气，脑子里仔细回想著土高炉的结构图。
片刻后他说道：“取水、黏土、细沙和白堊粉来。”
工匠们立即行动，把准备好的材料都拿出来。
接著方敏让他们在地上挖了一个坑，把这些材料按比例开始倒入搅拌。
没过多久，坑里就有一大团黏土层。
“搭建高炉。”
方敏目光愈发认真，沉著冷静地再次指挥。
土高炉的结构其实非常简单，总共分为炉基、炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉六个主要部位。
跟工业用的高炉比起来，就像是1+1的数学题跟微积分的区別一样大。
稍微有点空间感的工科生只需要看一眼就能明白。
但对於他这个文科生来说，还是很困难。
他英语不好是纯粹不想学，数学不好是实在没有数学天赋。
普通加减乘除在脑子里都得算好一会儿，更別说那些几何、空间之类的了。
就算是给向朗他们的图纸，都是靠记忆里画的，而且曲辕犁本身就不复杂，很简单的东西。
可高炉设计对於他来说就是很复杂了，所以就像之前跟诸葛亮说的那样，他最多告诉原理，蒸汽机只能靠诸葛亮自己摸索。
工匠们利用砖头和搅拌好的黏土，开始垒砌高炉。
高炉上窄下宽，中间要搭建炉壁、炉膛，砖头也要用黏土烧制的耐火砖来搭建，外层则以夯土包裹加固。
好在砖瓦烧制技术是最古老的手艺，方敏要的这些材料並不难找，工匠们就能製造。
大概过了一个多时辰，差不多三个小时左右，工匠们就搭建出了一个高约四米，底部直径约一米五，顶部直径约零点七米的矮高炉。
中间用黏土形成了铁水槽，整个內壁都涂满了能抗住1580度的黏土层。虽然铁的熔点差不多，但有还原剂能降低熔点。
风口在距炉底1.2m处，有2个直径10cm的进风口，没有內嵌铁管，毕竟造铁管需要铸模，以汉代的工艺虽然可以铸模，但那样太麻烦了。
出铁口是在距炉底0.5m处开的一个直径15cm的孔，內衬耐火砖並外接黏土槽，等铁矿石融化后，铁水就从这里滴落。
除此之外，还有出渣口、鼓风机口、放料口等等，模样已经跟方敏当年查找资料时看的高炉图差不多。
此刻刚刚搭建好的高炉黏土层还未乾透，方敏和诸葛亮站在高炉边，远处数十名卫士，身边十多名工匠，一起看著这座炉子。
“点火烘乾！”
方敏下令最后一道工序。
他心里也很忐忑。
不知道能不能成功。
蒲元找来大量柴火放进炉基燃料口。
点火焚烧。
很快里面滚滚浓烟升起。
方敏知道既然大火烘乾，也至少得一段时间，便与诸葛亮一同去休息，在工匠坊与工匠们吃了顿便饭。
是真的便饭。
就是粗糙的米饭加上一些酱菜，蛋白质补充来源则是一点豆子。
虽然这半年来他已经习惯汉末生產力不发达，別说普通百姓，就算稍微有点家底的富农都不一定吃得起肉。
但还是吃得难以下咽。
毕竟这是没有味精、蚝油、十三香等调料的年代，里面也没有油水，只有很重的盐味。
到傍晚时分，在烧了两个多小时后，高炉粉刷的黏土外壁基本就已经干透。
方敏看著这炉子，大手一挥说道：“塞入木炭，將白堊粉和铁矿碎石从入料口放进去。”
工匠们按照命令行事。
熊熊烈焰开始燃烧，炉基的出渣口冒出滚滚火舌。
上方的放料口盖上铁板，这样形成了高炉內的一个高压空间，本来只能烧600-800度的木炭，在高炉內用鼓风机，能提高到1200度以上。
但这个过程非常缓慢。
主要也是方敏没有用焦炭，只用木炭和石灰的话，氧化还原速度將大大降低，根据天工开物记载，这个过程一般要6个时辰。
“好了，明天就可以看看有没有出铁水了。”
方敏鬆了口气。
诸葛亮见他神情还是颇为紧张，便问道：“有把握吗？”
方敏摇摇头：“没有十足的把握，如果不能速成的话，可能就要晾乾才行，慢慢来吧。”
“嗯。”
诸葛亮宽慰道：“放宽心，很多东西不能一蹴而就，即便暂时的失败也无妨，多做几次就好。”
“好。”
方敏点点头：“如果失败了，就找找原因，但就算失败，也无外乎是快速烘乾导致的黏土开裂，土高炉內部构造我记得很清楚，肯定没错，一旦成功的话，就能进行复製全国推广，到时候大汉的生铁產量將会惊人的提升，之后也能製造熟铁和钢了。”
这个高炉还是非常简陋，但只要有用就行。
毕竟汉代的冶炼技术过於落后，是以直接燃烧出海绵状铁块，再不断捶打祛除杂质，甚至连铁水都无法熔炼出来。
相比之下土高炉虽然效率也不高。
根据1958年的记录，一个普通4米高，1.8立方米的土高炉，一天產铁也就3-4吨左右，而且也不是很稳定。
但就算是这样，也比汉代的冶炼技术效率高得多。
並且通过石灰进行二氧化硅还原反应，生成炉渣去除杂质，就能直接產出的是杂质很少的铁水。
这些铁水冷却下来就是生铁。
之后再用传统木炭还原法在800-1000c下冶炼10小时进一步脱碳得到海绵状固体熟铁。
也就是说，整个过程分三步。
第一步需要先用高炉祛除铁矿石当中的杂质。
第二步是用木炭加鼓风机煅烧，进行氧化反应脱碳，才能做出生铁和熟铁来。
第三步，再把这些生铁水与固体熟铁相融，中和熟铁和生铁的含碳量。出来的就是钢水，然后就可以倒入模具，锻造成钢製品。
现在高炉炼铁还只是万里长征第一步，只是把產出生铁的效率提升了，后面还得產熟铁和钢。
虽然这个工艺並不能保证100%產出钢铁。
比如在生铁转熟铁的还原过程当中，如果鼓风机给予的空气含量不足，氧化脱碳不够，那出来的还是生铁。
还有生铁和熟铁的含炭比例超出预期，那依旧不是钢。
所以这就需要不断改错。
但就算是这样，它也能系统流程化地產出大量铁製品，远比以前的那种纯手工冶炼效率高得太多。
即便以每炉每天只產2-3吨来算，季汉造个上千座土高炉，每天生铁產量就能达到2000-3000吨，年產可能將近百万吨。
当然。
年產百万吨这是做梦。
因为土高炉属於一次性產物，並不具有近代以来工业高炉的连续投料能力。
属於一次性炉，既砌一次炉，填一炉料，生一次火，炼一炉铁，之后就要毁炉清理重建一炉周而復始。
所以就算能推广全国，投入大量人力物力，基本也就每两到三天才能產一炉。
並且方敏做的还是速成，正常情况下不能用火烘乾，那可能会导致黏土开裂，需要等七至十天晒乾或者阴乾才能起炉。
因此即便季汉投入上万人，全国各地开上千炉，平均按六天一炉產两吨，一年下来大概也就10万吨生铁。
还得去掉成功率，因为可能会出现土高炉製造不完善而炸炉，因此8万吨生铁就已经是极限。
可就算是这样。
以季汉只有四川云南汉中一带的控制区域，年產8万吨生铁就已经非常逆天。
在整个华夏文明当中都是相当炸裂的存在。
如果能成功的话，方敏即便没有让粮食翻倍，也足以成圣了。
吩咐好工匠让他们时刻保持著內部火焰燃烧之后，方敏和诸葛亮回到了庄园里。
正是傍晚时分，庄园安静下来。
卫生已经打扫乾净，方敏和诸葛亮住在后院两个相邻的房间。
但他们並未各自回房，而是一起在房间里处理公事。
诸葛亮留下了张裔、蒋琬、宗预等人在成都负责国家事务，可周边还有许多其他事务要处理。
如汉中各处驻扎將领的公文报告，运送粮草、物资等，每日都要批覆。
好在现在不是打仗期，没那么多事，即便有，也多推给费禕他们去处置，因此诸葛亮的閒暇时间多了许多。
趁著这个功夫，他会与方敏聊天，除了聊后世的事以外，也会给他讲讲季汉內部的事，帮助他了解目前季汉的许多內部矛盾和势力情况。
很快到了深夜，又畅聊了许久的二人才意犹未尽地回去。
翌日清晨。
一大早，蒲元衝进庄园，激动大喊道：“出水了，出水了！”