第73章 借鑑平炉的思路提高炉温(2/2)
北宋高炉最合適的块矿入炉尺寸,应该也差不了多少。
至於那些碎成粉末状的矿石。
以及破碎矿石过程中,產生的粉末,则加上粘土,做成球团。
晒乾之后再入炉,也不用专门去烧球团了。
工人倒铁矿石、木炭的时候,一筐一筐的往下倒。
没有科学比例,也撒不均匀。
现代高炉,最佳方案是一层焦炭,一层铁矿石互相交错,均匀播散。
这样才才能让铁矿石和焦炭充分反应。
这个要求对北宋的高炉来说,有点高了。
2020年代的现代高炉能把焦炭、铁矿石均匀播撒,是因为炉顶有一个专门的设备——布料器。
布料器不但可以均匀地播撒焦炭和铁矿石,还可以起到密封炉顶,均衡煤气流分布,提高產量,降低焦比的作用。
北宋的高炉顶部是敞开的,顶多加一个挡雨的棚子,高炉煤气呼呼地往外冒。
而2020年代的现代化高炉,由焦炭与铁矿石直接接触,还原的铁矿石比例只有一成左右。
八成的铁矿石,是由焦炭不充分燃烧產生的一氧化碳气体还原的。
北宋那冒出去的高炉煤气,实在太浪费。
不过在北宋製造一个现代化,密封效果优异的布料器。
恐怕比建设一座平炉的难度还要大,只能想办法搞一个简易的。
先用著,將来再说改进的事!
赵炎估计,有了球团,统一矿石颗粒,分层加木炭和矿石,简易布料器这四条。
应该可以把高炉的效率提高五成,能耗降低两到三成。
赵炎第二个需要解决的是用来冶炼钢材、熟铁的反射炉。
其实前世赵炎工作中,没用过反射炉。
不过反射炉的原理非常简单,就是把炉顶修成拱形穹顶,通过反射热能和火焰,使热量集中聚焦於熔炼区。
反射炉虽然跟锻炉、高炉一样都是烧煤,但是温度可以比锻炉、高炉更高。
一座反射炉,前端是燃烧室,中间是熔炼室,最后是烟囱。
正好把程家冶铁坊,用来炒炼熟铁的方塘,当做熔炼室包进去。
不过反射炉的温度通常也就是一千四百多度。
赵炎估计,他在北宋做出来的反射炉,温度可能还会更低一些。
这个温度充其量,也就是冶炼熔点比较低的高碳钢。
想冶炼熔点更高的中碳钢、低碳钢,需要更高的温度。
赵炎必须进一步提高温度,他借鑑了平炉的方法。
平炉的核心思路是把煤气预热之后,再燃烧。
这样就能把炉温推向更高。
煤气是气態的,加热之后会膨胀,必须使用阀门控制煤气的垄断。
他们建设反射炉,燃料准备用木炭。
木炭使用起来,就没有那么麻烦了。
木炭的燃点可以达到三百二十到四百度。
木炭本身在达到这个温度之前,会吸收大量的热。
他们可以在反射炉旁边专门建一座加热炉,把木炭点燃之后,再用铲子放进反射炉,省掉吸热的过程。
只要能把炉温从一千四百度提高到一千五百度,提升一百度。
就足以熔化大部分中碳钢、低碳钢了。
如果还是达不到的话,就把油预热后,泼进去。
油的热值比木炭更高。
北宋已经可以建设各种磁窑、砖窑、高炉。
他提出思路,让人照葫芦画瓢建设一座反射炉的问题应该不大。
赵炎现在最大的问题是耐火材料。