三国，太平教主 第198节

第167章 第一炉铁

　　所谓铁矿石，指的便是含有铁单质，或者铁的化合物的天然矿石。

　　在绝大数情况下，铁矿石中的铁元素，都是以铁的氧化物形态出现。

　　常见的铁矿石大概有两种。

　　一种是赤铁矿，主要成分为三氧化二铁。

　　因颜色呈赤红色而得名。

　　另一种是磁铁矿，主要成份为四氧化三铁。

　　因为通常带有磁性而得名。

　　除了这两种常见的氧化形态，一些铁矿中还会出现碳酸亚铁，或者硫化亚铁等盐离子形态的铁。

　　铁矿石的品级，主要也是以其中的这些，含铁的有效成份的含量高低而定。

　　太平教在石嘴山中发现铁矿，大部分都是高品级的赤铁矿。

　　这些高品级的优质铁矿，更容易完成冶炼，能够炼制出更多的铁器。

　　在冶制铁矿之前，首先要对铁矿石进行破碎和筛选。

　　剔除其中较为明显的杂质。

　　使得矿石的含铁量上升，增加冶炼的效率。

　　破碎的目的，也是为了让铁矿石在进行加热的时候，能够更好的进行受热。

　　同时，也能让铁矿石中的有效成成分，能够更加均匀地，和在冶炼的时候加入的那些添加剂发生反应。

　　最理想的状况，便是将铁矿石，都粉碎成粉末状。

　　不过，以太平教目前的条件，还没有办法，将铁矿石大批量地，都敲成粉末。

　　这需要耗费很大的劳动力，消耗更多的时间。

　　眼下，不要说太平教，整个世界，都没有谁能办到这一点。

　　所以，周凡退而求其次。

　　只是要求冶金部的教众，在冶炼铁矿的时候，尽可能地，将铁矿石敲成小块。

　　常用的炼铁法有四种。

　　即高炉法、直接还原法、熔融还原法和等离子法。

　　后面三种办法，周凡略有耳闻，但不了解。

　　说不出个所以然。

　　因此，周凡在给冶金部的教众进行培训的时候，只向众人介绍了高炉法。

　　所谓高炉法，便是用耐高温材料，搭建出一个反应炉。

　　让铁矿在反应炉中进行还原反应，从而产出众人需要的铁。

　　高炉的结构，以炉基和炉底作为支撑。

　　以炉缸炉身作为反应室。

　　炉身的容积，决定了高炉在一次反应中，能够冶炼多少的铁矿石。

　　炉身下设置鼓风口、出渣口和出铁口。

　　上设出风口和进料口。

　　这种办法的一个明显优势，便是高炉的性能，可高可低，炉身可大可小。

　　在科技发达，材料强度足够的时候，可以搭建出几千立方米容积的高炉。

　　材料强度不够，技术不够到位。

　　也可以搭建出一个，哪怕只有几方容积的高炉。

　　也能粗略地拿来使用，照样能够用来熔炼铁矿石。

　　高炉完成之后，便可以往炉中加入太平教开采出来的赤铁矿、焦炭和石灰石。

　　具体的进料配比，周凡不知道。

　　不过总体上的反应流程，周凡还是清楚的。

　　三氧化二铁，是铁和氧气发生氧化反应后的一种产物。

　　炼铁的过程，便是将赤铁矿中的三氧化二铁，还原成铁的过程。

　　焦炭的作用，是用来充当还原剂。

　　这里要说一点。

　　在古代的时候，铁匠们对铁矿石中的有效成分，还有冶金炼铁的整个过程，还没有科学性和系统性的认知。

　　所以，古人在炼铁的时候，经常会加入一些，杂七杂八，而又莫名其妙的东西。

　　比如木材、牛骨，甚至是以活人祭炉。

　　在这些乱七八糟的添加剂之下，古人炼出来的钢铁，质量也是参差不齐。

　　偶尔有人一个不小心，加对了合适的添加剂，又恰好使用了合适的比列。

　　便会炼出一炉绝世好钢，被用来打造成各种神兵利器，从而名传千古。

　　但是，因为没有科学认知，没有系统的归纳经验。

　　哪怕是有过成功经验的铁匠，也不知道自己成功的原因，是在什么地方。

　　无法继续复刻出成功的冶炼技术。

　　永远回不到曾经的巅峰，再炼制不出“完美”的钢铁。

　　这也更为那些难得出现的优质钢铁，带来了许多传奇色彩。

　　太平教的焦炭，是利用他们开采出来的煤矿，在高温下进行封闭加工而来。

　　制作过程比木炭要稍微复杂一些。

　　不过，和焦炭比起来，木炭中含有大量的硫化物，会影响到出铁的质量。

　　当焦炭和铁矿石被放进高炉进行加热的时候。

　　其中的炭成分，和其在高温缺氧环境下产生的一氧化炭，拥有较高的还原性。

　　会将赤铁矿中，三氧化二铁中的氧成分给掠夺掉，生成铁单质和二氧化炭。

　　高温状态下，反应炉中的气体会从出风口排出。

　　所生成的铁，则会融化成铁水，从出铁口排出。

　　至于石灰石的作用，则是用来制造炉渣，除掉脉石和一些其他的杂质。

　　方便将冶炼生产的铁和渣质分开。

　　有利于反应炉的继续反应。

　　这个时候得到的铁水，还有含有一些炭元素和氧元素。

　　含炭量的高低，会直接影响到钢铁的强度和韧性。

　　通常情况下，钢铁的含炭量，要在百分之二和百分之零点零二之间。

　　这个区间的钢铁，可按含炭量，分为低碳钢、中炭钢和高炭钢。

　　低碳钢为软钢，不耐磨，但是容易加工。

　　高炭钢为硬钢，具有相当高的硬度和耐磨度，但是不容易加工。

　　除了炭之外，炼制出来的铁水中，还可以加入适量的锰、钨等元素。

　　使之能够变成不同性质的合金材料。

　　周凡不敢要求太平教的冶金部，冶炼出碳钢甚至是合金钢。

　　只要太平教中，有人按照他给出来的思路和设想。

　　成功搭建出一座高炉，为太平教炼制出第一炉的铁水，就是巨大的成功。

　　哪怕炼出来的铁是生铁。

　　哪怕高炉建不起，建矮炉也成。

　　只要有人能够用高炉练出铁来，就能说明他的思路，是可行的。

　　有了从无到有的成功经验，有了实际的案例之后。

　　冶金部的教众，在听他培训讲课的时候，再也不会有那么抽象。

　　众人也可以在日常交流中，分享成功经验。

　　一点点的去改进高炉的结构，调整进料的配比。

　　让太平教的冶金技术，逐渐去完成积累和进步。

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　　石嘴山。