第188章 工业雏形（二）水力车床再快，也得有钢铁来加工。-t

    明末的钢铁冶炼主要采用两种传统工艺：炒钢法和灌钢法。

    炒钢法是将生铁加热至半熔融状态后反复搅拌，利用空气中的氧将生铁中的碳氧化，从而得到低碳钢或熟铁。

    灌钢法是将生铁和熟铁按一定比例混合加热，使生铁中的碳扩散到熟铁中，得到含碳量适中的钢。

    这两种方法都是千年传下来的老手艺，匠人经验占大头，产量低、品质不稳定，而且极度依赖优质铁矿石和木炭。

    皇家工厂的冶铁工坊用灌钢法日夜赶工，一个月的钢产量也不过几千斤。

    这点钢要供应燧发枪生产线、天武炮铸造线和机械工坊的刀具消耗，根本不够用。

    宋应星在呈报中写得很直白。

    钢铁供应已经成为制约整个工厂产能的最大瓶颈，不解决这个问题，其他工坊再快也是等米下锅。

    朱由检当然知道近代工业化的炼钢路线。

    高炉炼铁加转炉炼钢，一条流水线下来，日产量可以轻松突破传统工艺的百倍。

    但知道归知道，真要搞起来，第一步就卡住了。

    焦炭！

    高炉炼铁需要焦炭做燃料和还原剂，而不是木炭。

    木炭强度不够，在大型高炉里会被炉料压碎，导致炉料透气性恶化，炉况失控。

    焦炭强度高、孔隙率大，是大型高炉的必备燃料。

    但焦炭不是把煤堆在一起烧就能得到的，它需要将煤炭在隔绝空气的条件下高温干馏。

    使煤炭中的挥发分逸出，剩下的就是多孔的焦炭。

    这个工艺在十七世纪的中国根本没有成熟的技术积累。

    朱由检确实可以靠着自己的化学知识在小规模上提纯一些焦炭出来。

    用密闭的坩埚装煤，在砖窑里闷烧几天，得到少量焦炭供实验用。

    但这和量产完全是两回事。

    真正的高炉一天就要消耗几十吨焦炭，靠坩埚手工提纯无异于杯水车薪。

    而且有了焦炭还不够，还需要热风炉。

    高炉鼓风如果直接吹冷风进去，炉温会被冷风拉低，焦比居高不下。

    十九世纪的工业革命中，热风炉的发明让高炉焦比下降了三分之二，这才是钢铁产量暴涨的关键。

    而热风炉的建造涉及耐火材料、换热管道、鼓风动力等一系列配套技术，没有一样是明末的工业基础能够支撑的。

    朱由检算了一笔账，从零开始创建一个焦炭高炉体系，哪怕是最简陋的版本，也需要至少两到三年的前期建设。

    所以他压下了跳级的冲动，转而走渐进改良的路子。

    他做了两件事。

    第一件还是焦炭。

    他下令将手中掌握的煤矿，包括徐州煤田和湖广几处新收的煤窑附属的砖瓦窑全部改建为密闭炼焦焖窑。

    砖瓦窑的结构本来就接近半密闭状态，只需要改造窑顶密封和排烟管道，就能实现基本的干馏功能。

    具体做法是将煤块分层码入窑中，用泥土密封窑顶和窑门，只留底部几个小孔进风和顶部一个烟道排烟。

    点火后控制进风量，让煤在缺氧条件下缓慢燃烧，将煤焦油和煤气从烟道排出，剩下的就是焦炭。

    这种焖窑单窑产量虽不高，一窑不过几千斤焦炭，但胜在技术门槛低、数量多。

    朱由检下令第一批改建了二十座焖窑，分布在徐州、兖州和庐州三处煤窑附近。

    按照宋应星的估算，二十座焖窑全部投产后，一年能产焦炭数十万斤。

    虽离大规模工业化还远，但已足够供应试验高炉和冶铁工坊的日常消耗。

    第二件是热风。

    他让原有的几座土高炉逐步改造，在烟道中加装铸铁换热管。

    原理是利用高炉排出的一千多度高温烟气，在烟道中加热铸铁管，再将鼓入炉内的冷空气先通过被加热的铸铁管，使空气温度升高后再送入炉中。

    这样一来，鼓入炉内的不再是冷风而是热风，炉温稳定性明显改善。

    这个改造相对简单，不需要新建热风炉，只需在现有炉体上加装管道系统即可。

    冶铁工坊的匠人按照朱由检画的烟道式热风换热管图纸，在第一座试验高炉上改造了一个月。

    改造后的高炉鼓风温度从常温提升到了将近两百度，出铁温度更高，铁水流动性更好，铸造出来的铁件表面气孔明显减少。

    宋应星在报告中写道：“热风一入，铁水如汤，铸件光洁，昔日未有也。”

    朱由检对这条渐进路线的判断很明确。

    焦炭焖窑和热风管改造是两把钥匙，这两把钥匙配齐了，才能打开钢铁量产的大门。

    在此之前，水