????鋼鐵試制的大獲成功,無疑給將來的各項鋼鐵產(chǎn)業(yè)以及火器研制,提供了一個堅實的基礎。
????只是現(xiàn)在的鋼鐵生產(chǎn),其實還有個重大問題。
????那就是,現(xiàn)在這種全憑炒鐵爐碰運氣般地生產(chǎn)高碳鋼材,產(chǎn)量實在太少,還有要努力想辦法,才能實行合格鋼材的量產(chǎn)化。
????李嘯所想到的辦法,便是坩堝煉鋼。
????這種在后世已是常見的煉鋼方式,在這明朝時代,想做成功,卻是十分困難的事情。
????坩堝煉鋼的關鍵在于那個坩堝,而坩堝的關鍵又在于他的耐火材料,或者說是高溫耐火磚。鐵料含碳量越高,則熔點越低,而鋼的含碳量比生鐵低的多,起碼要達到1600℃,鋼料才會融化成鋼水。而坩堝材料他雖然知道——石墨、瓷土、粘土,混合均勻以后塑成型狀,小火烘干,再用焦炭燒到最高溫度,方可煉出鋼來。
????現(xiàn)在的問題是,李嘯知道這個比例,但諸如石墨、瓷土之類,一時還沒找到原料產(chǎn)地。其中瓷土還好找,魯南一帶就有,只是石墨礦,李嘯回憶前世的知識,在山東當?shù)?,他處難尋,唯有青州府的萊西縣當?shù)厮a(chǎn)最多,據(jù)說石墨探明儲量萬噸,現(xiàn)保有儲量萬噸。
????李嘯下定決心,等返回赤鳳衛(wèi)后,就開努力去萊西地區(qū)探尋并開采石墨礦,盡快把能用于煉鋼的坩堝制作出來。
????不過這樣的鋼材生產(chǎn),對于李嘯來說,還是可以下一步再著手解決的事情,現(xiàn)在的當務之急,就是把整套鋼鐵工業(yè)建立并運作起來。
????李嘯立刻著手,開始規(guī)劃鐵龍城的各項生產(chǎn)事宜。
????他打算,現(xiàn)在這座高爐在用到十六次后,便立刻拆除,然后重新興建兩座帶蓄熱室,用高鋁釩土制成內(nèi)壁的更加完善的煉鐵高爐。
????那么一年之內(nèi),情況正常的話,應該可以有一百五十天出鐵,這也是明朝各地鐵礦出鐵時間,如果建設了兩個同樣30立方米容積的高爐的話,每次出鐵量約為12至15噸,一年的出鐵量,便是噸。
????這是一個相當驚人的數(shù)字,要知道明朝在萬歷年間,一年的全國總共出鐵量,也不過16萬噸,鐵礦消耗32至40萬噸。李嘯僅有兩座高爐,便有這樣高額的產(chǎn)量,無疑已是遠超這個時代。
????更何況,還在鐵龍城東南區(qū)內(nèi),還有大片大片的空地,將來興建更多的高爐與炒鐵爐,皆不成問題。
????只不過,以后的鋼鐵生產(chǎn),李嘯決定用焦煤來代替木炭。
????他心下很清楚,若只用木炭燒制,這木材消耗未免太過巨大,就算把單縣一地的木頭都砍光了,也生產(chǎn)不了多長時間。李嘯在想,從現(xiàn)開在始,只有將來要煉制高品質鋼材時,方可用木炭,若只煉成熟鐵和普通的中低碳鋼,則還需早日用焦煤代替方好?!?br/>
????李嘯所憂慮的事情,就曾困擾了大英帝國很長時間。
????當時英國為了增加鋼鐵產(chǎn)量,迅速成為歐洲第一流的大國,全國各地都開始興建高爐煉鐵,結果整個英國國內(nèi)的森林木材幾乎砍光,最后實在是不敷使用了,才最終開始用焦煤煉鐵來代替,沒想到卻最終另辟蹊徑。
????煉鐵高爐采用焦炭代替木炭,為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎,是冶金史上的一個重大里程碑,使人類終于能夠實現(xiàn)大規(guī)模的鋼鐵生產(chǎn)。
????李嘯把自已的想法對工匠們一說,顏均便急忙說道:“大人所說的可是煉鐵的焦煤?”
????李嘯一驚,忙說道:“正是。”
????顏均便說道:“大人要以此物來煉鐵,卻是易得,此物在山西之地有人專門將煤制成焦煤販賣,小人往日在遼東鐵嶺紅印山鐵場,東家便是從山西買焦煤煉鐵?!?br/>
????“哦,顏作頭可知價格多少?”
????“據(jù)小的了解,1000斤焦煤價格為10兩銀子?!?br/>
????李嘯倒吸了一口氣,他心下暗算,煉一噸生鐵一般需要焦煤一噸左右,若年產(chǎn)2000噸生鐵,則要2000噸焦煤,按一噸焦煤20兩算,合計買焦煤就要4萬兩銀子。
????李嘯心下慶幸,幸虧自已在金湯城外的邊界山處發(fā)現(xiàn)了大批的煤礦,且有宋大這樣的焦炭冶煉專家,又有四輪馬車方便長途運輸,這樣一來,倒讓李嘯節(jié)省了一筆相當可觀的費用。
????當日在宣府鎮(zhèn)時,李嘯聽宋大介紹過焦煤的生產(chǎn)。具體步驟如下:
????首先,讓工人們把挖好并碾碎的煤塊,進行洗煤。
????李嘯知道這一步的目的,是為初步除雜,去掉煤中的灰分,石塊、泥土等等。因為這類物體多含有硫和磷等雜質,對于煉鐵極為有害,為了除去這些雜質,就需要對原煤進行人工洗選,洗選后所得凈煤又叫洗煤或者精煤。
????然后,要建一座煉焦窯。這種煉煤窯的外形,與普通的磚窯頗為相似。
????接下來,精煤曬干后入窯,在爐窯內(nèi)不隔絕空氣的條件下,借助窯爐邊墻的點火孔人工點火,將堆放在窯內(nèi)的精煤點燃,靠精煤自身燃燒熱量逐層將煤加熱,這是直接加熱。隨后,煤燃燒產(chǎn)生的廢氣與未燃盡地大量煤裂解產(chǎn)物形成的熱氣流,經(jīng)窯室側壁地導火道繼續(xù)燃燒,并將部分熱傳入窯內(nèi),此為間接加熱。
????經(jīng)過直接與間接兩道加熱,八百攝氏度的高溫燃氣流則夾帶著未燃盡地煤裂解物從窯頂開孔處排入大氣。這個過程延續(xù)八到十天,焦炭就制成了,隨后,可命工人從人工點火孔注水熄焦,待窯爐冷卻后,便可開門,扒出制好的焦煤。
????李嘯相信,現(xiàn)在隨著宣府的流民到來赤鳳衛(wèi),從宣府鎮(zhèn)一同運回來的大批焦煤與硫磺,應該也快到達了。
????李嘯決定,以后鐵龍城內(nèi)所產(chǎn)的鋼鐵,分用途的不同,而選擇不同的鋼鐵來生產(chǎn),能期各盡其用。
????下面是李嘯決定的鋼鐵使用分類。
????1、諸如生活用具與各類農(nóng)具等物品,用焦煤煉制的中下等品質熟鐵來制作。
????2、李嘯軍的全體士兵所用的鎧甲與盾牌,則都用焦煤煉制中上品高炭熟鐵來生產(chǎn)。
????3、全軍的武器與火器,都用焦煤所制的高碳鋼來制造。
????4、高級將領的鎧甲與武器,則用純凈木炭生產(chǎn)的精鋼來制造。
????李嘯決定,把赤鳳衛(wèi)的鐵匠總頭張銅柱等人調到鐵龍城來,只留幾名徒弟在赤鳳衛(wèi)繼續(xù)開鐵匠鋪,由其負責整個鍛冶場的具體運作。
????李嘯初步的鐵龍城人力規(guī)劃如下:
????1、現(xiàn)在赤鳳衛(wèi)城已近修建完成,可把3000多名流寇俘虜調回鐵龍城,從其中選出這半年多時間中,表現(xiàn)較好的500人,與另外的500名河南百姓一起,作為冶煉輔助人手以或搬運工,作為對他們良好表現(xiàn)的一種獎勵。選擇剩下的2500余俘虜中,1500余人安排去挖礦,1000余人碎礦并洗礦。
????2、而鍛冶場,則除了那些剩余的河南與單縣百姓外,再招2000流民工人,用師傅帶學徒的形式運作,大批量打制生活用具、盔甲、武器等各種物品。
????3、火器總頭趙杰,從火器部隊調出到鐵龍城,暫時招200名流民工人,利用大量運至的硫磺,在暫不能研制火炮火銃的情況下,優(yōu)先研制顆粒火藥。畢竟現(xiàn)在所使用的粉末狀黑火藥,配比與混合均有問題,常常導致啞火,且上次在宣府作戰(zhàn)中,竟共總有十根魯密銃炸膛,這個火藥的安全與穩(wěn)定問題,卻是現(xiàn)在要研究的重點。
????在人力安排完成后,李嘯開始設立工匠等級制度,大致分為作頭,匠頭,匠丁,學徒四種。并以此來決定每個人的薪資標準。這項制度,要在已開辦的每個工廠中具體實行。
????以鐵龍城為例,李嘯規(guī)定,顏均、張銅柱升為作頭,每月薪資5兩銀子。
????這兩人手下的熟練徒弟則為匠頭,每月薪資3兩銀子。
????其余的有專業(yè)技術的各名鐵匠為匠丁,每月1.5兩銀子。