第59章 脫硫煉鐵

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    夏淮安重返煉鐵營地,眾鐵匠表現的十分熱情。
    那些凶狠的義軍守衛,不但允許夏淮安隨意來去,還對他十分恭敬,意味著他們真的有希望在完成任務後,隨著夏淮安一起離開。
    有鐵匠問道:“夏營尉,幾個大爐子都已經按您的吩咐堆好了,精木炭也準備了幾千斤,下一步該怎麽做?”
    夏淮安說道:“先把我帶來的風箱安裝上,另外,把得到的鐵礦石分類。”
    他早發現,雖然攀花縣盛產鐵礦,但是鐵礦石品質一般,特別好的赤鐵礦和磁鐵礦都被朝廷官兵把守,剩下一些被秘密開采的私礦,都是品質一般、其實不太適合煉鐵的硫鐵礦。
    但是,硫鐵礦石也並非不能煉鐵,隻是工序流程不太一樣,而且對於夏淮安來說,硫鐵礦的價值更大!
    他要用硫鐵礦煉製硫酸。
    至於硫酸的用途,那就更多了,以後很多方麵都用得上。當年在大學化工實驗課上,很多實驗步驟都用到了硫酸。
    夏淮安讓眾人將所有的硫鐵礦石挑選出來。從顏色和味道,就能輕易分辨。礦石顏色發黃,聞起來有股刺激的硫磺味或是臭雞蛋味,就是硫鐵礦。
    其他顏色深褐色或者磁性強的礦石,就是赤鐵礦或者磁鐵礦。
    果然,經過分選後,八成以上都是硫鐵礦。足有十幾萬斤。
    夏淮安先命人準備好第一個高爐,叫做脫硫爐。這個爐子爐身很粗,直徑足有兩米,一次性能燒好幾立方米的鐵礦石,那就是好幾萬斤。
    一般鐵礦石的密度都是一方一萬斤左右。
    這個爐子不夠細,火力不會集中,所以爐火的溫度不會太高。而它的作用也不是煉鐵。
    脫硫爐很高,上半截快速的收縮,最後頂部密封起來,隻留下四個直徑十幾厘米的小孔。
    這些小孔,每一個都接上了竹筒,收集爐裏產生的氣體。
    竹筒經過幾次交接,最後的出口,直接插入一口大水缸的底部。大水缸裏裝著半缸清水。
    在脫硫爐上裝好兩個風箱後,夏淮安立刻讓眾人準備第一次開爐。
    這第一次,就直接填入了三萬斤的硫鐵礦石,足見夏淮安的信心。
    因為從原理上,這一爐實在難度不大。
    首先溫度要求不高,隻需要一千攝氏度即可。一般的木炭燃燒加上風箱供氧,很輕易就能達到這個溫度。
    其次,這就是一步很簡單的燃燒反應,將硫鐵礦裏的硫和鐵氧化,其中鐵變成了三氧化二鐵,也就是赤鐵礦;硫變成了二氧化硫。
    再加上少量硝石,燃燒出二氧化氮作為催化劑,能讓二氧化硫進一步氧化成三氧化硫。
    而三氧化硫通過頂部的氣孔收集後,會順著竹筒進入水缸,與水反應生成稀硫酸。
    眾人合力,填入了三萬斤的硫鐵礦石小顆粒,將其置於高爐上層的陶石架上。下層放木炭,作為燃料。
    眾鐵匠都覺得好奇,因為他們煉鐵,都是將木炭與鐵礦石顆粒混合,因為木炭要充當還原劑,把三氧化二鐵還原成鐵。
    夏淮安又取出十斤粗硝石,均勻的撒在硫鐵礦石表麵。
    然後便是封爐,點火,兩個工人拉動風箱,催動火力。
    “都帶上口罩吧!脫硫爐排出的氣體,有毒!”夏淮安率先戴上了口罩。
    眾鐵匠紛紛效仿。
    夏淮安設計的脫硫爐,催化效率不會太高,所以會有大量的二氧化硫不會變成三氧化硫,它們會從水缸中變成一個個氣泡溢出,毒性不小。
    在現代社會,這個脫硫爐絕對環保不合格,這樣燒硫鐵礦,肯定要被抓去踩縫紉機。
    但是在這深山老林,就管不了那麽多了。毒氣盡管排,很快就會隨風而散。
    之前鐵匠們不懂得專門脫硫,已經不知道排出了多少含硫氣體。
    第一爐燒了八個小時,熄火,自然冷卻爐溫。
    第二天查看戰果,夏淮安得到了四個大水缸的稀硫酸。
    而上層的硫鐵礦石,都變成深褐色,成了赤鐵礦石,以及一些雜質。
    分選出的赤鐵礦石,足足有一萬多斤。
    夏淮安命人將這些稀硫酸裝入一個個陶瓷缸子裏。然後重新在水缸裏裝上大半缸的清水。
    接下來,讓一部分鐵匠往脫硫爐內裝填硫鐵礦石,準備開第二爐;另一部分人,則準備開煉鐵爐。
    這一次,夏淮安除了往脫硫爐內加入一些硝石作為催化劑外,還加了幾百斤的石灰石。這些石灰石能吸收多餘的二氧化硫,稍微減少有毒氣體的排放。
    隨後,他就帶著一批鐵匠,開始用煉鐵爐。
    煉鐵爐有兩個,都是細而長的大高爐。
    夏淮安命人準備的大坩堝,剛好能放入煉鐵爐內。
    一千六百斤脫硫爐出來的赤鐵礦石,用流水錘砸碎成細小顆粒,拌入四百斤的焦炭,再放入少量的石灰石作為助熔劑。
    再加上四個大風箱不停的為爐子供氧,讓爐火的溫度可以接近1800攝氏度,足以將還原出來的鐵熔化成鐵水。
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    一爐下來,便能煉出一千斤左右的鐵水!
    接下來開爐,十幾個人利用滑輪裝置吊起大坩堝,移動大坩堝的位置,並利用不同位置的鐵鏈,控製著坩堝發生傾斜,流出其中的鐵水。
    鐵水被灌入一個個小型模具。
    這些模具的製作,也是很有講究。用到的耐火黏土取自河床或深層土壤,也就是村民經常說的觀音土,需過篩去除雜質,黏性適中。還要用到顆粒均勻的細石英砂,與黏土混合後增強模具強度。
    木炭粉研磨極細,撒於模具內腔表麵防止鐵水粘模。
    用棗木雕刻成標準槍頭形狀,作為木模,為模型內腔定型。
    夏淮安特意吩咐,使用的木模不是單個槍頭的形狀,而是十個槍頭並排擺在一起,彼此通過大約1平方厘米的接觸麵積相連。
    等冷卻脫模後,可以用切割裝置將槍頭分開,然後再打磨加工造出成品。
    這樣一個模具一下子就能造出十個槍頭,大大提高了效率。
    至於箭頭模具,也是如此,一個模具其實是幾十個箭頭上下、左右相連。
    這樣的模具,夏淮安讓眾鐵匠各準備了幾十個。
    一千斤鐵水,在冷卻之前,將模具灌滿。
    然後就是脫模、清砂修整、淬火硬化、回火去脆等工藝流程,這些鐵匠們都非常清楚。
    眾人連續辛苦了三天,終於打造出第一批鐵槍頭和鐵箭頭。
    按照這樣的速度,若是兩個煉鐵爐同時開,每爐每天可煉出一千斤鐵水,兩爐就是兩千斤。
    四萬斤鐵,隻需要二十多天,就能全部煉完,並且全部變成鐵槍頭和鐵箭頭的形態。
    接下來就是切割分離與加工。
    再按照每人每天可以加工五十個鐵箭頭來計算,五十個鐵匠,每天就是二千五百個!
    十萬枚鐵箭頭,四十天就能完成!
    剩下的鐵匠,也足以打造好一千個鐵槍頭。
    “隻要一切順利,辛苦兩個月,我們就能完成任務,回家了!”夏淮安將自己的計算結果和依據,仔細的講解,告知眾鐵匠,三個月內完成任務,並非不可能。
    甚至,極有可能提前完成!
    明確的希望就在眼前,眾鐵匠熱情高漲。
    眾人按照各自所長,進一步細化分工,有的負責脫硫爐,有的負責煉鐵爐,有的負責製作模具,有的負責倒模,有的負責脫模後的精加工。
    因為都是熟手,所以分好工後,上手起來很快。
    夏淮安又指派了幾名鐵匠作為工頭,負責指揮協調各部分的工作。
    煉鐵進入正軌後,夏淮安在李二等人的陪同下,見到了采磷石礦的那些村民。
    這一次,既是給村民送來充足的食物,也要開始煉製磷肥。
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