【古代煉鐵爐為型豎爐,爐體結構簡單,形狀太規則,容積較。
這種爐型利于氣體流通熱量均勻分布,導緻爐溫度均勻,響煉鐵效率質量。
而且,古代煉鐵爐建造材料主磚、黏等,耐性能較差,爐體密封性也好,容易溫損壞,需經常進維修建。
燃料方面,古代主使用炭,炭制備需消耗量材,并且其燃燒溫度相對較,燃燒性能也穩定,這就求匠們煉鐵過程需斷調炭添加量燃燒狀态,技術難度較。
由于燃料性能差、鼓風技術落後、礦沒經過夠篩選,以及爐體結構理等因素,古代豎爐爐溫度般隻c,難以達到鐵礦完全熔化溫度,鐵礦無法變成鐵。
所以煉鐵綿狀固體塊,稱為塊煉鐵,質較軟,含雜質。
這種鐵塊需經過反複鍛打,錘煉其雜質,才能得到較純鐵,但仍含較雜質,如硫、磷等,導緻鐵器度、韌性等性能佳。
鍛造來刀具碰很容易崩斷或造成刀刃豁。
澆鑄來炮管、槍管也無法承受過膛壓。
所以期炮炮管非常,徑還。
制造門炮耗費極。
到現代,古法煉鐵到現代化爐煉鋼演變過程,期間還誕種優于古法,劣于現代化過渡技術,即法爐煉鐵。
世紀代末到代,國掀起全國範圍煉鋼鐵運動。
由于現代型煉鐵設備缺乏,為追求鋼鐵産量,們利用簡易材料相對原始技術搭建型爐進煉鐵。
吸取以往煉鐵經驗,們從個方面入。
選用熱值更燃料。
提熔爐保溫能力。
減鐵礦之雜質。
熱值指燃料完全燃燒所釋放來熱量。
柴熱值相對較,其燃燒溫度通常-攝氏度。
而鐵熔點度,僅使用柴燃燒産熱量遠遠無法達到鐵熔點,能将鐵熔化。
炭相較柴熱值較提。
但炭材缺氧條件幹餾得到,部較孔隙,燃燒時與氧氣接觸面積。
而且炭揮發成分含量相對較,燃燒初期這些揮發成分迅速燃燒,使得炭體燃燒過程期比較劇烈,消耗速度過。
過燃燒,使得煉鐵過程需斷添加炭,溫度這反複傳遞過程就會所,無法穩定維持鐵融化所需溫。
雖然配使用良好鼓風爐保溫設施,以勉強将鐵融化成鐵,但效率并。
而且炭含雜質很,煉來鐵品質也算好。
直到後來們将燃料選擇放煤。
煤古代植物遺體,缺氧過程經過漫長微物轉化物理化學變化逐漸形成。
未經處理原煤,直接燃燒效率較。
但就像柴經過幹餾變成炭樣,煤經過幹餾後變成焦煤,密度、熱值幅度提,且持續燃燒時間遠長于炭,以穩定維持溫,使鐵充分融化成鐵。
幹餾以用于煉鐵煉鋼焦煤,首先經過洗煤,煤雜質。
用篩子裝着煤,用斷浸洗沖洗,當煤呈現顆粒狀且發亮時,就表煤混雜質已經基本除。
與焖制炭過程相。
用耐材料建造個隔絕空氣煉焦爐,并爐建造牆,分隔燃燒炭化,使煉焦煤直接參與燃燒。
裝爐後開始加熱幹餾。
幹餾過程,煤同溫度階段發變化。約-c時,煤分吸附氣體被脫除。
-c時,煤焦油、輕油等揮發分逐漸析。
(後世以通過技術段,将這些氣态輕油收集起來,通過後續分餾、催化等段,從這些輕油提取汽油。)
當溫度到-c,煤碳發聚、縮等反應,逐漸形成焦炭,同時産量煤氣。
個過程,通過爐壁傳導熱量或其加熱方式維持溫度,并且持續定時間(通常-時,同爐型藝所同),保證焦炭質量。
煉焦完成後,将熾熱焦炭從煉焦爐推,通過噴方式使其速卻,這種方法簡單,但能會使焦炭産些裂紋,對強度定響。
後世利用惰性氣體(如氮氣)與熾熱焦炭進熱交換,回收焦炭熱量,同時使焦炭卻。
此法提焦炭質量,減環境污染,并且回收熱量以用于發電等用途。
焦煤後,煉鐵就容易。
首先制作個用耐溫材料砌成爐。
耐溫材料對于古來說制作其實沒麼困難。
因為部分陶瓷耐能力就非常。
古利用當已黏、嶺、英砂等礦物資源,對這些原料進篩選,除顯雜質提原料質量。
通過試驗同比例黏、英砂,到能提耐性能配方。
最後制作成需耐磚形狀即。
耐磚就砌築煉鐵所需爐。
爐底座夠度,保證熱量會從面流失。
随後就以圓形往圈圈砌築。
最部位預留鐵流。
再往預留浮渣流,以及鼓風。
最後就爐頂端注料。
爐夠度,讓爐料過程更充時間與溫煤氣充分接觸。
從爐頂裝入鐵礦、焦炭熔劑等爐料,自而運動,被煤氣逐漸加熱。
爐部溫區,爐料以吸收煤氣熱量進預熱,随着爐料繼續,部部溫區,能更好完成鐵礦還原反應。
爐體越,燃料熱量就能更充分被利用,同時爐體部熱量也能被更好保留。
因為鐵熔點非常,同時鐵礦還摻雜着很氧化矽雜質。
熔煉過程,便原料加入鐵熔點,同時與氧化矽發反應形成爐渣。
因為鐵密度遠于爐渣,鐵會沉最底部,爐渣會漂浮鐵之。
當爐渣夠時就會從渣流。
這時再打開底部鐵,炙熱發亮鐵就能流。
過這時鐵仍然含很雜質,含碳量也很。
需再經過氧化脫碳與除雜,便能制造比鐵度、強度都鋼。】