第74章 金口铁厂
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公元1258年，己未，南宋宝祐六年，蒙古宪宗八年，东海商社登陆第四年。
四月初四，金口堡。
计划总是随着变化进行的。
金口地区，最初是作为农业基地和商业港口规划的，然而现在还没垦出多少地，商业更是没影子，金口堡的上空却已经飘起了道道黑烟，有了点工业都市的苗头。
去年商务部勘探出通过五龙河从莱阳县运输矿石回本土的航路后，为了省事，就把整条航路分为两段，先用内河小船把矿石运到金口堡，积攒到一定数量后，再派创世号一次全拉回阔马区。
统合部注意到了这个情况，干脆在金口堡批了一个炼铁工坊，就地把矿石炼成生铁，以节省运力，顺便利用金口堡附近的木材资源。毕竟经过三年的乱砍滥伐，半岛区和阔马区周边也到了该合理利用森林资源的时候了，得把木材来源向外拓展才行。
嗯，虽然从莱阳买到了煤，但炼铁还是要用到木炭的。木炭在炼铁作业中有两种用途：一是作为燃料提供热量，二是作为铁矿石的还原剂，也就是用碳与氧化铁中的氧反应，生成二氧化碳飘走，还原出单质铁。
煤也可以完成这两个作用，但其中富含磷、硫等杂质，会混入铁中严重影响质量，所以不能直接用来炼铁。要想避免这一点，必须先把煤炼成焦炭，除去杂质才行。
不过不是什么煤都能炼成焦炭的。武备组反复试着把莱阳煤干馏了几次，都得不到坚固的焦炭，而只炼出了一些一捏就碎的半焦。这样的半焦跟铁矿石混合冶炼的时候，会因为强度不够而粉碎错位，造成铁炭混合不匀的情况，导致炼铁失败，所以是不能直接用于冶铁的。不过半焦的热值很高，相比木炭或者未处理的煤能够大大提升炉温，作为燃料还是很好用的。
武备组在金口堡建了一个小冶铁炉，主要使用木炭做燃料和还原剂，但在开炉等工序时会用半焦辅助加热。这个小冶铁炉从最顶上加入石灰石、木炭和选矿处理后的铁矿石，铁矿石与碳在高温下反应，生成单质铁、二氧化碳和一氧化碳。嗯，这个过程有时会产生多余的一氧化碳，所以加料其实是非常危险的，为此机械组又做了一个加料吊车，让劳工站在地面上操控吊车加料。单质铁又在高温下融化成铁水沉入冶炼炉底部，之后就可以从放料口放出来，撇去炉渣，铸成生铁锭了。
因为炉子小，生产周期也比大型高炉短一些，大约2个小时可以出一锅铁水，不过一锅也就五六十公斤。按理说这种炉子应当24小时连续生产，但现在没有夜间照明，东海商社也支撑不了这种工作制度，更别说原材料不够，所以都是生产一天检修一天。一个月只能生产五千公斤左右的生铁，燃料消耗也很大，跟后世以“万吨”为单位的钢铁业根本没法比。
这个小冶铁炉其实主要是依靠土著技术建筑起来的——股东们虽然理论上懂得不少，但毕竟谁都没真正干过这活，真搞起来还是得靠有经验的师傅们才行。所幸中国是最早普遍采用高炉冶铁的文明，不但徐州利国监、兖州莱芜监等大型冶铁基地普遍使用，民间也很常见，因此学习一下还是不难的。
不过现在常见的所谓“高炉”实际上并不高，炉型矮胖，只能说能出铁，并不能充分利用燃料和提高炉温。因此工业部在借鉴的基础上，大幅提高了炉身的长径比，冶炼效果好上了不少。
而且，凭借石灰石造渣这个“秘方”，他们能除去铁水中大量的硫、磷，大大提升生铁的质量。更不用说，东海商社引入的定量分析和标准化思维，能够对生产过程进行持续改进，不断提升生产效率和产品质量，很快就会把停滞不前的古典冶铁业甩在身后。
有了自己的冶炼炉之后，生铁产量就超过坩埚炼钢法的处理能力了。因此工业部又在金口堡建了一个“搅炼炉”，用于把生铁脱碳成熟铁。
搅炼炉的原理和炒铁法一致，都是不断搅拌铁水，让空气带走过量的碳和杂质，生成熟铁，和东海版坩埚炼钢法的前半段也是一个道理。这个搅炼炉规模更大，相比坩埚能处理多得多的生铁，但也是因此使得它没法达到坩埚那样的高温，最后的产物是固态铁团而非高温铁水。这也使得它没法加入生铁提高碳含量，最后得到的是传统意义上的熟铁而非已经小有名气的东海钢。
不过这问题也不大。搅炼炉得到的熟铁脱碳程度没有高温的坩埚熟铁那么彻底，比之前偶尔得到的低碳钢低不了多少，而强度比市面上的普通熟铁强多了。不是什么地方都必须用钢的，有熟铁用总比没得用好，加工起来还容易些。而且这些熟铁还是可以送去阔马工坊炼成工具钢的，还省了那边一道脱碳的工序，可以调整工艺扩大产能。
剩下的就直接打造成各种铁器了。由于经过了两道除杂质工序，这些熟铁品质大大强于同时代的普通熟铁，武备组拿去打造火枪，检测下来的结果是“还不错，与以前的低碳钢差距不大，加工还更快了”，这就大大扩充了火枪的原材料来源。
搅炼炉还有另一种用法，那就是隔绝空气加热搅拌。这种方式下，杂质仍然会从铁中排出去一部分，而碳含量则基本不变，从而维持熔融铁水的状态。更妙的是，这个过程中，高温铁水还会将炉底的石英材料少量还原，略微增加铁水中的硅含量，使得铸铁结晶时能生成石墨化组织，成为优质的灰口铸铁。灰口铁不但性能大大强于传统的白口铸铁，还可以切削加工，为铸件的精细化提供了基础。
所以，用搅炼炉既可以生产出优质熟铁，又可以生产出优质的铸造用铁水。不过这两种用途所需的技术指标实际上是矛盾的。生产熟铁时，由于最后要对“面团”锻造加工，很费力气，所以一次熔炼的规模不能太大，有个四五十公斤就差不多了；而生产铁水时，则要求量越多越好，以铸造更大的铸件。
工业部察觉到这一点后，就决定在金口堡建设两个搅炼炉，一个炉腔小但炉壁厚，用于冶炼熟铁，另一个尽可能把容量做大，用于熔炼铸造用铁水。前者倒是好搞，后者就要费一番手脚了。最后，他们做出了一个能熔炼300kg铁水的铸造炉，外形看上去仍然不大，内径不过半米，不过这已经是目前技术的极限了——既是炉子制造技术的极限，也是铸造技术的极限。
这下子武备组可就高兴坏了，他们终于能实现早就做好的设计，开始铸造新型火炮了。于是他们又在金口堡建设了一个铸炮工坊。这下子金口堡从冶炼到铸造一条龙全有了，好好的一个商业港口就这么发展成了重工业基地。
但是，这年代的繁华商业港口到处都是，可重工业基地还能去哪里找呢？
公元1258年，己未，南宋宝祐六年，蒙古宪宗八年，东海商社登陆第四年。
四月初四，金口堡。
计划总是随着变化进行的。
金口地区，最初是作为农业基地和商业港口规划的，然而现在还没垦出多少地，商业更是没影子，金口堡的上空却已经飘起了道道黑烟，有了点工业都市的苗头。
去年商务部勘探出通过五龙河从莱阳县运输矿石回本土的航路后，为了省事，就把整条航路分为两段，先用内河小船把矿石运到金口堡，积攒到一定数量后，再派创世号一次全拉回阔马区。
统合部注意到了这个情况，干脆在金口堡批了一个炼铁工坊，就地把矿石炼成生铁，以节省运力，顺便利用金口堡附近的木材资源。毕竟经过三年的乱砍滥伐，半岛区和阔马区周边也到了该合理利用森林资源的时候了，得把木材来源向外拓展才行。
嗯，虽然从莱阳买到了煤，但炼铁还是要用到木炭的。木炭在炼铁作业中有两种用途：一是作为燃料提供热量，二是作为铁矿石的还原剂，也就是用碳与氧化铁中的氧反应，生成二氧化碳飘走，还原出单质铁。
煤也可以完成这两个作用，但其中富含磷、硫等杂质，会混入铁中严重影响质量，所以不能直接用来炼铁。要想避免这一点，必须先把煤炼成焦炭，除去杂质才行。
不过不是什么煤都能炼成焦炭的。武备组反复试着把莱阳煤干馏了几次，都得不到坚固的焦炭，而只炼出了一些一捏就碎的半焦。这样的半焦跟铁矿石混合冶炼的时候，会因为强度不够而粉碎错位，造成铁炭混合不匀的情况，导致炼铁失败，所以是不能直接用于冶铁的。不过半焦的热值很高，相比木炭或者未处理的煤能够大大提升炉温，作为燃料还是很好用的。
武备组在金口堡建了一个小冶铁炉，主要使用木炭做燃料和还原剂，但在开炉等工序时会用半焦辅助加热。这个小冶铁炉从最顶上加入石灰石、木炭和选矿处理后的铁矿石，铁矿石与碳在高温下反应，生成单质铁、二氧化碳和一氧化碳。嗯，这个过程有时会产生多余的一氧化碳，所以加料其实是非常危险的，为此机械组又做了一个加料吊车，让劳工站在地面上操控吊车加料。单质铁又在高温下融化成铁水沉入冶炼炉底部，之后就可以从放料口放出来，撇去炉渣，铸成生铁锭了。
因为炉子小，生产周期也比大型高炉短一些，大约2个小时可以出一锅铁水，不过一锅也就五六十公斤。按理说这种炉子应当24小时连续生产，但现在没有夜间照明，东海商社也支撑不了这种工作制度，更别说原材料不够，所以都是生产一天检修一天。一个月只能生产五千公斤左右的生铁，燃料消耗也很大，跟后世以“万吨”为单位的钢铁业根本没法比。
这个小冶铁炉其实主要是依靠土著技术建筑起来的——股东们虽然理论上懂得不少，但毕竟谁都没真正干过这活，真搞起来还是得靠有经验的师傅们才行。所幸中国是最早普遍采用高炉冶铁的文明，不但徐州利国监、兖州莱芜监等大型冶铁基地普遍使用，民间也很常见，因此学习一下还是不难的。
不过现在常见的所谓“高炉”实际上并不高，炉型矮胖，只能说能出铁，并不能充分利用燃料和提高炉温。因此工业部在借鉴的基础上，大幅提高了炉身的长径比，冶炼效果好上了不少。
而且，凭借石灰石造渣这个“秘方”，他们能除去铁水中大量的硫、磷，大大提升生铁的质量。更不用说，东海商社引入的定量分析和标准化思维，能够对生产过程进行持续改进，不断提升生产效率和产品质量，很快就会把停滞不前的古典冶铁业甩在身后。
有了自己的冶炼炉之后，生铁产量就超过坩埚炼钢法的处理能力了。因此工业部又在金口堡建了一个“搅炼炉”，用于把生铁脱碳成熟铁。
搅炼炉的原理和炒铁法一致，都是不断搅拌铁水，让空气带走过量的碳和杂质，生成熟铁，和东海版坩埚炼钢法的前半段也是一个道理。这个搅炼炉规模更大，相比坩埚能处理多得多的生铁，但也是因此使得它没法达到坩埚那样的高温，最后的产物是固态铁团而非高温铁水。这也使得它没法加入生铁提高碳含量，最后得到的是传统意义上的熟铁而非已经小有名气的东海钢。
不过这问题也不大。搅炼炉得到的熟铁脱碳程度没有高温的坩埚熟铁那么彻底，比之前偶尔得到的低碳钢低不了多少，而强度比市面上的普通熟铁强多了。不是什么地方都必须用钢的，有熟铁用总比没得用好，加工起来还容易些。而且这些熟铁还是可以送去阔马工坊炼成工具钢的，还省了那边一道脱碳的工序，可以调整工艺扩大产能。
剩下的就直接打造成各种铁器了。由于经过了两道除杂质工序，这些熟铁品质大大强于同时代的普通熟铁，武备组拿去打造火枪，检测下来的结果是“还不错，与以前的低碳钢差距不大，加工还更快了”，这就大大扩充了火枪的原材料来源。
搅炼炉还有另一种用法，那就是隔绝空气加热搅拌。这种方式下，杂质仍然会从铁中排出去一部分，而碳含量则基本不变，从而维持熔融铁水的状态。更妙的是，这个过程中，高温铁水还会将炉底的石英材料少量还原，略微增加铁水中的硅含量，使得铸铁结晶时能生成石墨化组织，成为优质的灰口铸铁。灰口铁不但性能大大强于传统的白口铸铁，还可以切削加工，为铸件的精细化提供了基础。
所以，用搅炼炉既可以生产出优质熟铁，又可以生产出优质的铸造用铁水。不过这两种用途所需的技术指标实际上是矛盾的。生产熟铁时，由于最后要对“面团”锻造加工，很费力气，所以一次熔炼的规模不能太大，有个四五十公斤就差不多了；而生产铁水时，则要求量越多越好，以铸造更大的铸件。
工业部察觉到这一点后，就决定在金口堡建设两个搅炼炉，一个炉腔小但炉壁厚，用于冶炼熟铁，另一个尽可能把容量做大，用于熔炼铸造用铁水。前者倒是好搞，后者就要费一番手脚了。最后，他们做出了一个能熔炼300kg铁水的铸造炉，外形看上去仍然不大，内径不过半米，不过这已经是目前技术的极限了——既是炉子制造技术的极限，也是铸造技术的极限。
这下子武备组可就高兴坏了，他们终于能实现早就做好的设计，开始铸造新型火炮了。于是他们又在金口堡建设了一个铸炮工坊。这下子金口堡从冶炼到铸造一条龙全有了，好好的一个商业港口就这么发展成了重工业基地。
但是，这年代的繁华商业港口到处都是，可重工业基地还能去哪里找呢？