第312章 奇技淫巧-下
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湖州境内，那夹束在天目山和顾渚山之间的八十里西苕溪，已经从五年前山明水秀清澈见底的状态，演变成了如今明显浑浊、略带灰黑浅褐色泽的状态。河中水草倒还能找到一些，只不过如果捞起来的话，可以看到水草表面都会多一层滑腻油润的物质；而鱼虾这种东西就更加难得一见了。
西苕溪的水流体量还是太小了，不过三四十米宽阔的河面、才能积蓄多少水量？不过也算不幸中的万幸，同样因为西苕溪水量不多，虽然河流本身的生态遭到了重创，但是在注入太湖之后，倒不至于超出烟波浩渺的太湖本身的生态自净能力。
工业化的进程，终究会带来巨大的污染，这是一个千古不变的宿命，钱惟昱也有近一年没有来湖州府长兴县看过了，重回此处，看到河水被污染到如此，也是心有戚戚焉。不过，这些事情只能是将来再慢慢打理了，自己需要先尽可能把这里的红利压榨出来。
三年前，钱惟昱开铸“吴越通宝“的新钱时，把钱监设在了湖州，设在了西苕溪畔，便是看中了这里的水能优势，因为中吴军其余六州没有水流势能如此高效稳定的区位所在。后来，钢铁冶炼基地经过归化也设在这里，却不仅仅是因为水能了，还因为资源区位的需求。
众所周知，一家炼铁厂所需要消耗的资源当中，从重量来算的话，铁矿石只是第二位的，消耗量第一的是煤炭。这也是区位经济学上规划炼铁厂炼钢厂时，往往把选址选在煤矿原产地城市，而宁可让铁矿石从外地运来。比如后世的鞍山钢铁厂，鞍山这地方本身是没有铁矿的，只有煤矿，而鞍山钢铁厂用的铁矿石，一开始是从本溪铁矿运来的，便是这个道理了。
浙江是少煤缺煤的省份，所需煤炭往往要从安徽地区外运过来。钱惟昱上辈子是土生土长的杭州人，几十年活下来，对于本乡本土的情况还是很了解的。浙江境内唯一一个有点儿工业规模的煤矿，便是湖州长兴县的长广煤矿了——之所以叫长广煤矿，主要是因为煤矿在湖州长兴县和宣州广德县之间的交界区、顾渚山南麓，所以实际上也算是浙江和安徽的边界了。既然长兴有煤矿又同时有水能优势，钢铁冶炼基地放在这儿也就理所当然了。
……
“殿下……哦不大王且看，这座新式高炉，咱们用了新式的配方的青粘土耐火砖砌的炉膛，粘合剂则是石灰岩粉碎煅烧后和粘土再加工粉碎的土料，……嗯，便是大王原本说的叫做‘土法水泥’的东西。
采用青粘土砖之前，高炉只能砌到两丈五尺，再往上砌的话，一旦炉内煅烧到生铁变成软化浓稠的状态后，炉膛壁砖便会慢慢变软吃不住炉塔的分量。如今用了这种砖，便能把炉子加高到四丈、阔一丈。每隔三个时辰出一次铁、投一次料。两班工匠昼夜交替干活，每日可出铁一万六千斤，消耗焦炭两万斤。足足比当初第一座小炉的日出铁两千斤多了八倍了！这才不到两年，便发展到如此技艺，想来日后我吴越国兵马定然可以兵甲坚利远胜他国了。”
钱惟昱听着沈默站在一座正在开工出铁水的新建高炉前解说，一边频频点头赞许鼓励工匠。前卫与指导，沈默口中说的青黏土，应该就是比普通硅酸盐黏土多富含了一些氧化铝成分，也就是硅酸盐黏土和铝土矿的混合物。含铝土矿成分多的黏土在高温煅烧成转后，结构强度会比普通的高一些，而且一千六七百度都不会软下来。
稍微学过点初中化学的人都知道。耐火砖等东西，不比金属材料，金属是晶体结构的，有一个固定的熔点和沸点，比如纯银到了1000度肯定会融化，纯铜到了1100度也肯定会熔化。而砖头这种非晶体的混合煅烧物，在温度上升的过程中，并没有说到了几度之后就一定要开始熔化、并且在彻底化成液态之前，熔化吸收热会阻止材料温度进一步上升。相反，非金属材料在加热过程中是一边继续升高自身温度，只是会越来越软，结构强度越来越弱。
所以新式耐火砖的使用，也算是古代炼铁炼钢时必须解决的一个问题，因为它直接制约了炼炉的最大炉温和炉膛高度。生铁在1200度的时候就会融化，而高碳钢要1400度，此前普通粘土砖也就1100~1200度的屈服耐热，熔炼1000度就化成液态的铜还行，要想炼铁的话，就完全不够把铁加热到铁水状态所需的温度了。
至于土水泥，就是用石灰石粉碎煅烧、然后再和粘土混合，再煅烧粉碎产出的，技术原理很简单，在古代也绝对可以做得到。
只不过因为水泥这种东西价贱，而且可替代性太强，人们用水泥无非是图个便宜，并不是说没有比水泥效果更好地建筑石料、转料黏合剂。从效果上来说，明矾水蒸糯米后反复捶打所能起到的黏合效果还在土法水泥之上呢。
而古代对水泥成本上最大的制约，其实就是在于研磨手段。因为煅烧这个环节古今完全相同，而粉碎研磨的环节，后世可以使用诸如水泥搅拌车那种结构的球磨机，而古人只有用牲畜拉磨的方式研磨，效费比太低。但是这个障碍在钱惟昱这里就不存在了——钱惟昱可是用水能的高手，吴越国哪处矿山不是排满了粉碎矿石的水车铁筒球磨机？既然粉碎银矿石铜矿石铁矿石都能用，大材小用一下粉碎石灰石也煅烧后的水泥业没啥浪费吧？
推而广之，既然土水泥生产的最大的成本制约是研磨粉碎环节，所以钱惟昱也就没有打算把这种东西全面推而广之，最多也就在新建工业基地和大型水利工程的时候用一用——就吴越目前的生产力水平而言，可以几乎无成本实现持续粉碎研磨作业的，也就只有在水流湍急的江河边、那些布满水车球磨机的地方而已。其他地方的民用建设要想用的话，异地运输水泥的成本就会高得吓人。以五代十国的水运运力，还没低贱到用来长途运输水泥的程度。
说白了，土水泥的优势就在一个“便宜”上面，而性能并没有小白穿越众们以为的那么牛逼、至少没有明显超过这个时代那些昂贵的土办法。这个年代的海船河船所运的物资，贵的要么是茶叶丝绸瓷器、霜糖雪盐烧酒、各种昂贵的金属制品；最最低贱的，也要算粮食了。用最大号海船也只有几百吨载重量的运能去长途运输傻大粗笨的水泥，完全是不划算的事情，还不如人家工地上就地找糯米明矾蒸土来用呢。
这也带来一个好处，那就是土水泥的应用即使泄密了，别人也不容易模仿。因为除非敌人有能力把吴越的整套水能利用机械和水利设施为核心的技术工程体系整个儿照搬照抄过去，否则的话，光偷学一个土水泥的配方对敌人是毫无意义的。这也是钱惟昱一贯推崇的技术发展思路——他前世是做工程的，深知一个产品本身是很容易被抄袭山寨的，但是如果融入到一个统一的技术体系当中，成为一个“整体解决方案”的有机环节，别人就很难抄袭山寨了。
钱惟昱在沈默的解说指点下，巡视了整个炼铁厂许久。也亲眼看了那座最新最大的高炉放出了一次铁水——高炉炼铁是不停炉的循环冶炼模式，也就是每次从上头投料之后，过三个时辰先打开炉子底部的出铁槽放出一部分已经炼好、反应充分了的铁水。每次放出铁水的分量或许只占到高炉内总体投料铁矿石的几十分之一。
看着赤红的铁水从出铁槽内流出，随后倾倒入一辆有四个铁轮的巨大陶制推车内，由十数个壮汉推拉着送去一旁数百步开外的炼钢区待用；运输的过程中，铁水已经渐渐散热凝固粘稠，变成赤红色的软化姿态。后世在大型钢铁厂里面，炼钢用生铁的生产往往可以和炼钢产线紧密衔接，自动投料。那样能减少大量燃料的消耗，避免铁水冷却连铸成生铁块之后，送到炼钢平炉里再次加热熔化成铁水。可惜这种耐高温的长距离管道运输材料如今不好弄，所以也就只能忍受一些二次加热熔化的燃料耗费了。
“沈先生，那些工匠把赤铁运去哪里？莫菲那里便是新建好的‘蓄热炉’了么？”
“正如大王所见，正是炼钢的蓄热炉。这几个月来，军器监的人也是日夜琢磨，按照大王指点的在鼓风风箱与煅烧炉之间先加一个蓄热室，用石炭捂住炉膛烧热，然后再把已经烧到极热的气鼓入煅烧炉，解决了此先煅炉内热铁冷风的问题，改为热铁热风，所以也就更易把生铁水加热到炼钢所需的温度。”
两人闲话着，便踱步到了那座还不能算是平炉的蓄热炼钢炉旁边，身后跟着十几个工匠和卫兵。看到实物的那一刻，钱惟昱也算是知道了为什么炼钢炉要造在河边，因为它上面连接的鼓风机是一个水车拖动的鼓风机，类似于后世的卫生间换气扇差不多。比之原本小规模灌钢法炼钢时那种吹气球用的人力踏板风箱鼓风速度要强劲数百倍之多。
风力大了，燃烧自然充分，炉温上升也容易一些。不过因为风本身是冷的，循环过快的话也会带走大量铁料上的热力，所以后世平炉炼钢的基本思路就是在新鲜空气被鼓入煅炉之前，要先经过一段外表被加热的环形通风道。这条通风道外面都用煤炭铺着持续烧热，让氧气进入煅炉的时候就有上千度的初始温度，这样也就可以一举把炼钢炉的温度抬升到足够彻底液化纯铁铁水的程度了——纯铁的熔点，可是比生铁还要高300度。
湖州境内，那夹束在天目山和顾渚山之间的八十里西苕溪，已经从五年前山明水秀清澈见底的状态，演变成了如今明显浑浊、略带灰黑浅褐色泽的状态。河中水草倒还能找到一些，只不过如果捞起来的话，可以看到水草表面都会多一层滑腻油润的物质；而鱼虾这种东西就更加难得一见了。
西苕溪的水流体量还是太小了，不过三四十米宽阔的河面、才能积蓄多少水量？不过也算不幸中的万幸，同样因为西苕溪水量不多，虽然河流本身的生态遭到了重创，但是在注入太湖之后，倒不至于超出烟波浩渺的太湖本身的生态自净能力。
工业化的进程，终究会带来巨大的污染，这是一个千古不变的宿命，钱惟昱也有近一年没有来湖州府长兴县看过了，重回此处，看到河水被污染到如此，也是心有戚戚焉。不过，这些事情只能是将来再慢慢打理了，自己需要先尽可能把这里的红利压榨出来。
三年前，钱惟昱开铸“吴越通宝“的新钱时，把钱监设在了湖州，设在了西苕溪畔，便是看中了这里的水能优势，因为中吴军其余六州没有水流势能如此高效稳定的区位所在。后来，钢铁冶炼基地经过归化也设在这里，却不仅仅是因为水能了，还因为资源区位的需求。
众所周知，一家炼铁厂所需要消耗的资源当中，从重量来算的话，铁矿石只是第二位的，消耗量第一的是煤炭。这也是区位经济学上规划炼铁厂炼钢厂时，往往把选址选在煤矿原产地城市，而宁可让铁矿石从外地运来。比如后世的鞍山钢铁厂，鞍山这地方本身是没有铁矿的，只有煤矿，而鞍山钢铁厂用的铁矿石，一开始是从本溪铁矿运来的，便是这个道理了。
浙江是少煤缺煤的省份，所需煤炭往往要从安徽地区外运过来。钱惟昱上辈子是土生土长的杭州人，几十年活下来，对于本乡本土的情况还是很了解的。浙江境内唯一一个有点儿工业规模的煤矿，便是湖州长兴县的长广煤矿了——之所以叫长广煤矿，主要是因为煤矿在湖州长兴县和宣州广德县之间的交界区、顾渚山南麓，所以实际上也算是浙江和安徽的边界了。既然长兴有煤矿又同时有水能优势，钢铁冶炼基地放在这儿也就理所当然了。
……
“殿下……哦不大王且看，这座新式高炉，咱们用了新式的配方的青粘土耐火砖砌的炉膛，粘合剂则是石灰岩粉碎煅烧后和粘土再加工粉碎的土料，……嗯，便是大王原本说的叫做‘土法水泥’的东西。
采用青粘土砖之前，高炉只能砌到两丈五尺，再往上砌的话，一旦炉内煅烧到生铁变成软化浓稠的状态后，炉膛壁砖便会慢慢变软吃不住炉塔的分量。如今用了这种砖，便能把炉子加高到四丈、阔一丈。每隔三个时辰出一次铁、投一次料。两班工匠昼夜交替干活，每日可出铁一万六千斤，消耗焦炭两万斤。足足比当初第一座小炉的日出铁两千斤多了八倍了！这才不到两年，便发展到如此技艺，想来日后我吴越国兵马定然可以兵甲坚利远胜他国了。”
钱惟昱听着沈默站在一座正在开工出铁水的新建高炉前解说，一边频频点头赞许鼓励工匠。前卫与指导，沈默口中说的青黏土，应该就是比普通硅酸盐黏土多富含了一些氧化铝成分，也就是硅酸盐黏土和铝土矿的混合物。含铝土矿成分多的黏土在高温煅烧成转后，结构强度会比普通的高一些，而且一千六七百度都不会软下来。
稍微学过点初中化学的人都知道。耐火砖等东西，不比金属材料，金属是晶体结构的，有一个固定的熔点和沸点，比如纯银到了1000度肯定会融化，纯铜到了1100度也肯定会熔化。而砖头这种非晶体的混合煅烧物，在温度上升的过程中，并没有说到了几度之后就一定要开始熔化、并且在彻底化成液态之前，熔化吸收热会阻止材料温度进一步上升。相反，非金属材料在加热过程中是一边继续升高自身温度，只是会越来越软，结构强度越来越弱。
所以新式耐火砖的使用，也算是古代炼铁炼钢时必须解决的一个问题，因为它直接制约了炼炉的最大炉温和炉膛高度。生铁在1200度的时候就会融化，而高碳钢要1400度，此前普通粘土砖也就1100~1200度的屈服耐热，熔炼1000度就化成液态的铜还行，要想炼铁的话，就完全不够把铁加热到铁水状态所需的温度了。
至于土水泥，就是用石灰石粉碎煅烧、然后再和粘土混合，再煅烧粉碎产出的，技术原理很简单，在古代也绝对可以做得到。
只不过因为水泥这种东西价贱，而且可替代性太强，人们用水泥无非是图个便宜，并不是说没有比水泥效果更好地建筑石料、转料黏合剂。从效果上来说，明矾水蒸糯米后反复捶打所能起到的黏合效果还在土法水泥之上呢。
而古代对水泥成本上最大的制约，其实就是在于研磨手段。因为煅烧这个环节古今完全相同，而粉碎研磨的环节，后世可以使用诸如水泥搅拌车那种结构的球磨机，而古人只有用牲畜拉磨的方式研磨，效费比太低。但是这个障碍在钱惟昱这里就不存在了——钱惟昱可是用水能的高手，吴越国哪处矿山不是排满了粉碎矿石的水车铁筒球磨机？既然粉碎银矿石铜矿石铁矿石都能用，大材小用一下粉碎石灰石也煅烧后的水泥业没啥浪费吧？
推而广之，既然土水泥生产的最大的成本制约是研磨粉碎环节，所以钱惟昱也就没有打算把这种东西全面推而广之，最多也就在新建工业基地和大型水利工程的时候用一用——就吴越目前的生产力水平而言，可以几乎无成本实现持续粉碎研磨作业的，也就只有在水流湍急的江河边、那些布满水车球磨机的地方而已。其他地方的民用建设要想用的话，异地运输水泥的成本就会高得吓人。以五代十国的水运运力，还没低贱到用来长途运输水泥的程度。
说白了，土水泥的优势就在一个“便宜”上面，而性能并没有小白穿越众们以为的那么牛逼、至少没有明显超过这个时代那些昂贵的土办法。这个年代的海船河船所运的物资，贵的要么是茶叶丝绸瓷器、霜糖雪盐烧酒、各种昂贵的金属制品；最最低贱的，也要算粮食了。用最大号海船也只有几百吨载重量的运能去长途运输傻大粗笨的水泥，完全是不划算的事情，还不如人家工地上就地找糯米明矾蒸土来用呢。
这也带来一个好处，那就是土水泥的应用即使泄密了，别人也不容易模仿。因为除非敌人有能力把吴越的整套水能利用机械和水利设施为核心的技术工程体系整个儿照搬照抄过去，否则的话，光偷学一个土水泥的配方对敌人是毫无意义的。这也是钱惟昱一贯推崇的技术发展思路——他前世是做工程的，深知一个产品本身是很容易被抄袭山寨的，但是如果融入到一个统一的技术体系当中，成为一个“整体解决方案”的有机环节，别人就很难抄袭山寨了。
钱惟昱在沈默的解说指点下，巡视了整个炼铁厂许久。也亲眼看了那座最新最大的高炉放出了一次铁水——高炉炼铁是不停炉的循环冶炼模式，也就是每次从上头投料之后，过三个时辰先打开炉子底部的出铁槽放出一部分已经炼好、反应充分了的铁水。每次放出铁水的分量或许只占到高炉内总体投料铁矿石的几十分之一。
看着赤红的铁水从出铁槽内流出，随后倾倒入一辆有四个铁轮的巨大陶制推车内，由十数个壮汉推拉着送去一旁数百步开外的炼钢区待用；运输的过程中，铁水已经渐渐散热凝固粘稠，变成赤红色的软化姿态。后世在大型钢铁厂里面，炼钢用生铁的生产往往可以和炼钢产线紧密衔接，自动投料。那样能减少大量燃料的消耗，避免铁水冷却连铸成生铁块之后，送到炼钢平炉里再次加热熔化成铁水。可惜这种耐高温的长距离管道运输材料如今不好弄，所以也就只能忍受一些二次加热熔化的燃料耗费了。
“沈先生，那些工匠把赤铁运去哪里？莫菲那里便是新建好的‘蓄热炉’了么？”
“正如大王所见，正是炼钢的蓄热炉。这几个月来，军器监的人也是日夜琢磨，按照大王指点的在鼓风风箱与煅烧炉之间先加一个蓄热室，用石炭捂住炉膛烧热，然后再把已经烧到极热的气鼓入煅烧炉，解决了此先煅炉内热铁冷风的问题，改为热铁热风，所以也就更易把生铁水加热到炼钢所需的温度。”
两人闲话着，便踱步到了那座还不能算是平炉的蓄热炼钢炉旁边，身后跟着十几个工匠和卫兵。看到实物的那一刻，钱惟昱也算是知道了为什么炼钢炉要造在河边，因为它上面连接的鼓风机是一个水车拖动的鼓风机，类似于后世的卫生间换气扇差不多。比之原本小规模灌钢法炼钢时那种吹气球用的人力踏板风箱鼓风速度要强劲数百倍之多。
风力大了，燃烧自然充分，炉温上升也容易一些。不过因为风本身是冷的，循环过快的话也会带走大量铁料上的热力，所以后世平炉炼钢的基本思路就是在新鲜空气被鼓入煅炉之前，要先经过一段外表被加热的环形通风道。这条通风道外面都用煤炭铺着持续烧热，让氧气进入煅炉的时候就有上千度的初始温度，这样也就可以一举把炼钢炉的温度抬升到足够彻底液化纯铁铁水的程度了——纯铁的熔点，可是比生铁还要高300度。