雁門的晨曦初露,光芒剛剛越過高爐的頂端,陳硯便已帶領工匠們在高爐旁忙碌開來。這座依照係統圖紙精心搭建的高爐,高達三丈,爐壁采用耐火黏土與石英砂混合砌築而成,底部的進風口緊密連接著三台水力風箱。中部的投料口旁,赤鐵礦、焦炭與石灰石堆積如山——經過五日的周密籌備,首次高爐煉鐵即將啟動,眾人的臉上無不洋溢著期待與緊張交織的神情。
“墨兄,焦炭的燒製情況如何?”陳硯走到焦炭堆旁,隨手拾起一塊焦炭,輕輕敲擊,聆聽著那清脆的聲響問道。墨塵拭去額頭的汗珠,點頭答道:“依照係統圖紙所載的‘三階段燒製法’,無煙煤先在窯內乾餾三日,再碳化兩日,最後冷卻一日,燒製出的焦炭含碳量高達八成以上,完全滿足煉鐵的需求。”他遞過一塊焦炭,斷麵呈現出銀灰色,孔隙均勻細膩,正是優質焦炭的顯著特征。
陳硯再次檢查鐵礦石與石灰石,赤鐵礦已粉碎成均勻礦粉,經檢測品位達65%;石灰石切成小塊,按“5:3:1”配比分裝在竹筐。陳硯表示原料就緒,下達命令“啟動水力風箱,預熱高爐”。三名工匠轉動絞盤,水力帶動風葉旋轉,氣流送進高爐底部。陳硯投入點燃的木炭,爐內燃起火焰,溫度攀升。他用“測溫銅針”每隔半個時辰測一次爐溫,要求兩時辰後爐溫達800℃再投料。
在預熱等待期間,衛青帶領幾名將領前來視察。目睹高爐的規模及工匠們井然有序的操作,衛青讚歎道:“若此次煉鐵成功,我漢軍的兵器裝備定能煥然一新。前線將士們所用的鐵刀,多因材質不純而易卷刃,有了優質鋼鐵,必能大幅提升戰鬥力。”陳硯點頭回應:“此次計劃煉出兩爐鐵水,一爐用於製作連弩的彈簧與箭簇,另一爐嘗試澆築投石機的齒輪,若效果理想,後續便可批量生產,裝備全軍。”
兩時辰後,測溫銅針顯示爐溫已達850℃,遠超預熱要求。陳硯一聲令下,工匠們開始按配比向投料口添加原料。礦粉、焦炭與石灰石混合著落入爐內,與火焰接觸的瞬間,迸發出劈啪的聲響,黑色的煙塵從高爐頂部的排氣口緩緩溢出。“注意控製投料速度,每刻鐘投一次,每次投三筐,保持爐溫穩定。”陳硯站在投料口旁,密切注視著爐內火焰的變化。
然而,煉鐵過程並非一帆風順。三時辰後,測溫銅針顯示爐溫驟降至700℃,爐內的火焰也變得微弱。“怎麼回事?”陳硯立即檢查水力風箱,發現風箱的進氣管被焦炭碎屑堵塞,導致進風量減少。工匠們急忙拆開管道,清理碎屑,同時提高風箱的轉速。半個時辰後,進風量恢複正常,爐溫才逐漸回升。
“看來細節之處仍需改進。”陳硯擦去額頭的汗水,對墨塵說道,“下次需在進氣管前加裝濾網,防止碎屑堵塞;同時安排專人監控風箱,一旦發現異常立即處理。”墨塵點頭記下,轉身去調整設備。又過了五時辰,高爐內傳來沉悶的“咕嘟”聲——這是鐵水形成的信號。陳硯激動地喊道:“準備出鐵!”工匠們迅速搬開高爐底部的出鐵口塞子,暗紅色的鐵水順著出鐵槽緩緩流出,泛著灼熱的光芒,落入事先挖好的鐵水坑中。空氣中彌漫著刺鼻的硫磺味,這是石灰石與鐵水中的雜質反應產生的氣體,意味著雜質正在被去除。
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“成功了!”工匠們歡呼雀躍。鐵水在坑中緩緩冷卻,表麵的爐渣逐漸凝結成黑色的硬塊。敲開爐渣後,一塊表麵光滑、色澤銀亮的鐵塊顯露出來。陳硯命人將鐵塊稱重,結果顯示足有三百斤,遠超傳統土爐一次煉鐵的產量。他用錘子敲擊鐵塊,鐵塊發出清脆的聲響,未見絲毫裂紋;再用矩尺測量,鐵塊的密度均勻,完全符合優質生鐵的標準。
“快,趁熱澆築齒輪模具!”陳硯果斷下令。工匠們立刻將剩餘的鐵水倒入事先準備好的齒輪模具中(該模具按係統圖紙製作,可澆築直徑一尺的投石機齒輪)。鐵水在模具中順暢流動,填滿每一個齒牙的縫隙。待冷卻後,工匠們敲碎模具,一個完整的鋼製齒輪呈現在眼前——齒輪的齒牙規整,表麵光滑,沒有任何砂眼或裂紋。
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