第六十一章 土窑炼焦

    在冶铁史上，焦炭与铁矿石、石灰石并列为炼铁三大原料。而开启了现代炼铁史的西方则认为，焦炭与蒸汽机、铁和钢一样，是促成第一次工业革命技术加速发展的四项主要因素之一。

    焦炭在冶铁史中的地位是不可动摇的。

    在后世，现代化的冶铁，是以大高炉的兴建为标志的。而用大高炉冶铁，必须以机械化炼焦和蒸汽鼓风技术的实现为先决条件的。

    石熊虽然知道怎么炼焦，也知道鼓风机是个什么东西，可以他现在的条件而言，机械化炼焦和蒸汽鼓风机他是万万做不出来的。

    所以，石熊只能采用最原始的土法炼焦以及木制风箱作为鼓风设备。

    这些东西都是前世在博物馆工作的时候学到的，都是华夏的老祖宗们在上千年前就已经掌握的知识。

    华夏的冶铁史虽然早于西方，但现代化冶铁，却发端于西方的英国，而机械化炼焦也是肇始于英国。

    七世纪的英国，资本主义经济迅猛发展，极大地刺激了对钢铁的需求，但是一个巨大的障碍却困扰着英国的钢铁发展，即冶铁燃料的短缺。

    在那个时代，华夏也好，外国也好，用木炭作燃料来冶铁曾是东西方的普遍共识。

    可长期的木炭冶铁，导致大量的树木被砍伐，植被被破坏，要发展冶铁业，再加上木炭燃烧产生的热量和温度并不够，因此在十七世纪的时候，一个急切的问题就是新燃料的开发。

    当时有人用煤来代替木炭，但煤块所含的硫会导致生铁的热脆性，使之无法锻造成形。后来，又有人用焦炭来代替木炭，并最终获得成功，但这成功却花了八十多年的时间。

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    达比先生出生于1678年，早年曾在伯明翰的一家麦芽糖厂做学徒，1699年他学徒期满后搬到了布里斯托尔，在那里他和别人一起开办公司，制造家用的铜锅。后因铜的成本高，达比决定尝试用铁来铸锅并获得成功，还申请了专利。

    现在高树部落中使用的铸铁锅，极有可能就是这位达比先生的公司生产出来的......

    铸铁锅给达比先生带来了庞大的利润，但同样，要想大量的生产铸铁锅就得需要大量的生铁。

    于是达比创办了自己的铁厂，并进行焦炭炼铁的试验。

    实验中，达比发现焦炭不如木炭那么容易燃烧，必须改进鼓风设施和调整炉内结构以获得更充足的风力，焦炭才得以充分的燃烧。因此，他改进了高炉的内径使之适应焦炭炼铁，并为高炉安装了一套新的鼓风设施，改进后的高炉于1709年成功用焦炭炼出生铁。

    焦炭炼铁成功了，但用的却是水轮机的水力鼓风，这样的风力只适用于高炉，对于大高炉来，水力鼓风产生的风力实在太。

    这个难题一直到1776年才被解决，在那一年，蒸汽机代替了水力鼓风在高炉炼铁中得到应用。至此，炼铁业不仅摆脱了对木材的依赖，也摆脱了对水力的依赖，从而获得了充分的发展空间。但此时的炼铁，尚不足称为现代化炼铁的实现，这一进程的来临，尚需等到1904年。

    也就是，现在包括世界上最发达的英国在内，冶铁也仅仅是使用土高炉。。

    可不管用什么高炉来冶铁，都离不开焦炭。

    而要想炼焦，在现在这个情况下，只能用土焦炉来炼焦。

    石熊之前让族人们挖出来的那个大坑虽然也可以炼焦，但那个大坑算不得土焦炉，不过用来炼焦并烧制耐火砖还是足够的。

    石熊打算等这一坑的煤炭炼成焦炭并烧制出足够的耐火砖之后，就开始建设新的土焦炉。

    土焦炉也叫土窑，是华夏人民的发明。土窑可不是随随便便挖一个大坑就能建好的，要建一个能够充分炼焦的土窑，那需要很多工序的。

    像这个刚刚挖出来没多久的大坑，放进去一万斤煤炭，能炼出三千斤合格的焦炭就很不错了。要不是为了同时烧制耐火砖，石熊才不会采用这么落后的炼焦工艺呢。

    前世石熊曾经在东北地区看到过很多二十世纪初建造的炼焦土窑，这些炼焦土窑虽然看起来很落后，但实际的炼焦效率还是不错的。

    这些炼焦土窑几乎全都是露土窑，这种土窑就是用人工先在地面挖出一个深一米多、直径七八米的土坑，周围用石头或土砌高，坑的深度和砌筑的高度相加，土窑的高度差不多能超过两米半。

    烟道是建窑的关键程序，并且要建两层烟道。

    第一层烟道是在窑的中心用块煤砌成，围绕烟道装煤，这些煤都是粉煤。装到一定的高度时，将煤踩平踏实，然后再砌第二层烟道。

    第二层烟道要远远比第一层烟道复杂。这一层烟道同样有一个中心，围绕中心用石头砌成宽六七十厘米，高二十厘米的平面烟道十六个或十八个，每一条烟道都与中心相通。然后第二次添煤，用粉煤把所有的烟道全部覆盖，厚达半米。

    这时开始点火，将容易燃烧的木片点燃并投进中心烟道落到底部烟道，煤块燃烧，粉煤燃烧。等燃烧到第二层的中心烟道时，投入木片助燃。然后是第三次添煤，仍是粉煤，厚度差不多有七八十厘米。

    在燃烧的时候，中心烟道会塌陷，火焰由烟道向外部吐出，愈烧愈旺，就会从中心透出外部。

    火候到此，炼焦的人将石块或砖瓦破片围在窑炉周围。待到火焰透出砖外，火焰有蓝烟时，即是成焦征兆。这时候需要立即将洞口塞住，然后用沙土覆盖。

    沙土覆盖好之后，再开始喷水降温，等待冷却后取出，炼焦的工序完成。

    这种土窑炼制一窑焦炭需要三十多个人，一能够练两窑焦炭，一窑就能出差不多五十吨的焦炭！

    所以，这种土窑炼焦的效率其实还是非常不错的。

    以后石熊就打算用这种土窑来炼焦。但是现在，他需要先把那个大坑中的煤炭炼成焦炭，同时顺带着把那些耐火砖烧好。