第66章 高炉二

王初仁设计的高炉近10米高相当于三层楼高，需要坚固的地基。如果没有坚固的基础就可能会造成高炉陷落或者倒塌，如果在生产时倒塌后果更不敢想象。整个高炉自身重量加上冶炼时原料重量可能达到上百吨。所以，高炉对地基的要求是很高的。

首先，王初仁指挥建筑队的人在水车旁边开挖一个6米乘6米的地基，挖到硬质土质或者岩石为止。

挖到硬土质后，先用条石铺底，再用熟铁混凝土浇筑一层，上面就开始青砖，有点类似后世农村修房子，这样就能保证地基坚固。

由于高炉基墩与炉底很接近，温度很高，所以高炉基墩先由青砖铺两层，再由粘土砖铺垫，铺好之后再铺两到三层高铝砖作为高炉的炉底。为了防止耐火砖浮起来，耐火砖立着砌，每层砖的砖缝和下一层砖缝错开。

接下来就开始砌炉壁，炉缸和炉腹、炉腰在冶炼时会承受巨大的压力，王初仁保险起见，直接砌一层厚达1.2米的砖墙作为炉壁，当然越到上面越薄。衬根据温度高度分别砌青砖、粘土砖、和高铝砖作为耐火材料。

砌筑时需要注意出铁口和出渣口、风口的保留，出铁口和出渣口是自内向外倾斜，风口是向内倾斜10度到20度。这样才能使炉底温度升高，防止坐底和不出铁。

炉顶的煤气口连接一根管子，将煤气引向蓄热室。蓄热室是由栅格状耐火砖组成。

蓄热室由甲乙两个蓄热室组成，共同连接烟囱，甲乙两个蓄热室通过两根管道和煤气管道相连，两根管道之间还连接一根丙管道用于新风进入，连接鼓风机。甲蓄热室引出的管道再经过乙蓄热室，之后热风就顺利进入高炉。各管道装有阀门，用来人工控制风的走向。

这样，当冷风由丙管道进入甲管道，进入甲蓄热室进行初次加热，甲蓄热室引出的管道进入乙蓄热室，此时乙蓄热室的密集栅格状耐火砖正在被高炉煤气燃烧进行加热，载着热风的管道再次被加热，最后热风进入高炉。一段时间后，转换阀门高温煤气进入甲蓄热室，燃烧后经过烟囱排出，乙蓄热室进行初次加热，反复循环。

这个时代的炼铁炉炉温是不足以将生铁熔化为液态的，得到的是近乎液态的的糊状物，制约其炉温一是这时的冶炼通风不是热风，二是耐火材料限制。但是王初仁设计的高炉由于通入了高温空气，使得温度足以将生铁熔化为纯液态。唯一需要注意的是耐火材料。

几种耐火砖在高炉高压环境下耐火度，粘土砖为1350-1400度，高铝砖为1450-1700度，矽砖为1620-1670度，白云石砖为1550度以上。

王初仁此时能想到最好的、能制造的耐火材料就是高铝砖。

高铝砖其实就是粘土内三氧化二铝含量特别高的粘土，三氧化二铝含量每增加百分之一，粘度增加4度。

这个时代没有检测方法，不知道三氧化二铝的含量，王初仁只能让泥瓦匠尽量找粘土质特别好的粘土或者观音土。观音土三氧化二铝是非常高的。送去砖窑烧制，再进行高温试验，最终筛选出高质量的高铝砖。这个环节必须卡得很严，如果耐火砖不过关，轻则炼铁失败，重则炸炉。所幸需要高铝砖的地方只有炉缸这个部分需要，烧制砖块的同时让泥瓦工同时试烧制高铝砖，最后筛选。

由于蓄热室的原因，通风管很长，弯道很多，为了保证有足够的风压到达炼铁炉，就得需要一个强有力的鼓风机。

既然有了滚珠轴承，王初仁放弃了这个时代的活塞式风箱，打算直接上马叶片鼓风机。

王初仁将后世离心式鼓风机叶片和外形结构画成了图纸，并对铁匠进行一番讲解，李大牛和刘金锤不愧是几十年的老师傅，很快便明白了其中的道理。

既然用了后世的鼓风机，那么转速就必须跟上来，动力就不能是畜力或者人力，必须用水力才能带动。风车上的传动轴带一个大飞轮，大飞轮带动一个小飞轮为第一级传动，小飞轮的传动轴上又有一个大飞轮，大飞轮带动鼓风机的小飞轮轮为二级传动，按照设计，大轮转一圈，小轮就会转15圈，经过二级变速系统，第一级的大轮转一圈，第二级的小轮就可以转动225圈，有了转速就能产生足够的风力供给炼铁炉。

有了源源不断的高温空气进入高炉，加上焦炭的热值，温度就能达到铁的融化温度。为了避免经常更换风嘴，一些炉温和效率，就必须使用水套风嘴，水套风嘴经久耐用，这种风嘴使用生铁铸造的，呈椭圆形，头尾长约300厘米，小偷外径150厘米，大头外径170厘米，出风口径55厘米，进风口径66厘米，在通风最外部围上隔离30厘米的宽水套，水套内外周围厚度为10厘米，在大头一端有进水口和出水口，水套可以防护风嘴不馁炉内高温而熔化。为了避免小头伸进炉内部分因为水冷而影响风嘴旁边的炉温，需要在凸出的30厘米风嘴周围涂上30厘米的耐火土，这样就可以使炉的温度均匀，不会因为风嘴冷却而“结瘤”。

至于进料结构，用木棒依靠高炉搭建而成，最高处用厚木板铺设成一个六七平方的平地，方便工人进料；在木架上安装一个动滑轮和一个定滑轮帮助工人将铁矿石和焦炭运到平台上。

高炉主体、蓄热室、鼓风设备以及进料结构就组成了一炼铁作坊。

由于得到的是纯液态的生铁水，炒钢就比较容易实现，出铁口流出的生铁水直接通过引流槽流进炒钢池中，通过风车带动搅拌设备进行炒钢，在搅拌的同时不断用两级鼓风机加压后的高压热空气吹入炒钢池中，虽然比不上后世的工业纯氧，但是双管齐下后，炒钢效率大大提高。