宋應星一行在大冶縣安頓下來、適應環(huán)境,慢慢展開工作。
在沉道臺的資助下,到處延攬工匠、配齊各行人才。
有充足的經(jīng)費支持,他也可以毫不猶豫地缺啥買啥,把實驗室和研究團隊漸漸搭建起來。
這些事兒千頭萬緒,不知不覺就忙活了大半個月,時間也悄然來到了臘月下旬,再有不到十天就要過年了。
雖然忙碌,成績也是非常喜人的,至少第一批改良后的高爐,結構驗證已經(jīng)跑通了。
所用的耐火磚材料,或許還能迭代優(yōu)化,但目前研發(fā)中的半成品樣品,在耐高溫性能上,也已經(jīng)比原本的高爐磚材、額外上升了大約一兩百度。
煤炭煉焦的工藝,也有條不紊地跑通了,原本靠著試驗人員的經(jīng)驗來調解燒焦時的空氣進氣量,如今都已經(jīng)升級到了靠爐具本身的氣門結構、和操作規(guī)程,來控制供氣量。
為此,工匠們也打造出了第一臺可以穩(wěn)定作業(yè)的專業(yè)燒焦爐。以后一邊改良一邊擴產(chǎn),看起來形勢一片大好。
臘月二十一這天,沉樹人得了宋應星和宋明德叔侄同知,說是新的試驗高爐到了開爐出鐵的驗收日了。
沉樹人也非常振奮,一大早就親自去了鐵廠,仔細觀摩實際效果。
他親自督導武昌府的軍工業(yè)種田,前前后后快兩個月,終于有了第一批實打實的成果。
到了鐵廠后,很遠就能看見一座比原本的舊高爐至少又高出七八尺的新爐,高大巍峨地矗立在那。
如果后續(xù)耐火磚材料配方進一步升級、爐壁底部的高溫下抗壓強度進一步提升,那這高爐就還有繼續(xù)加高的潛力。
而越高的高爐,也就意味著更加充分的反應程度和更高的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質量。
當然,這座高爐除了變高、更耐高溫、換了燃料之外,還有其他一些新的小設計。
比如,古代華夏文明在高爐冶金的時候,都是不太重視進氣預熱的。以至于煉鐵時,爐膛內的溫度始終沒法升得太高。
沉樹人雖然不懂技術,但也大致知道這個努力方向,畢竟前世看書也不少,所以前陣子就跟宋應星交代了。
宋應星也很有執(zhí)行力,不到十天就把這個問題解決了,甚至還迭代了兩三次——
最初的時候,宋應星想到的是直接在煉爐進氣口之前再加一個預熱腔室,在腔室外面烤火,把即將進入爐膛的空氣先加到一定溫度。
但爐膛本身的導熱性太差,空氣本身的導熱性更差,隔著一層爐壁加熱,效率太低,也非常浪費燃料。
后來,宋應星就想到利用已經(jīng)燒完后的廢氣、在排氣口搜集起來,通回進氣口的外層,搞出雙層管道。內層是含氧量高的新鮮空氣,外層是已經(jīng)很熱的廢氣,試圖把廢氣的余熱傳導給新鮮空氣,好節(jié)約燃料。
但這一招依然只是解決了燃料浪費的問題,對于導熱性過低的痛點并沒有解決。
好在宋應星聰明,經(jīng)驗豐富,還能跟沉樹人互相啟發(fā),兩人群策群力,就搞出了第三個版本——把隔離廢氣和新鮮空氣的預熱腔,直接從耐火磚材質,改成了鐵管。
金屬管道的熱交換效率,當然比磚石強得多,如此一來,廢氣把熱量傳給新鮮空氣的效率,也就大大提升了。
雖然還是不夠高,好歹比之前強了不少。宋應星當時表示,如果還不滿意,那就只有用銅管來代替鑄鐵管了——
地球人都知道,銅是導熱性非常好的金屬,比鐵還好得多,世上的所有金屬里,只有金銀的導熱性比銅更好。
但銅也比鐵貴得多,實驗性地造幾根銅管進行熱交換實驗是可以的,或者是以后要搞高端特供鋼材,可以少量用銅管預熱風爐。大規(guī)模生產(chǎn)沉樹人還有些舍不得,也花不