鍊鐵的高爐就建在太子河邊，是一座肚皮寬大，頸部逐漸收窄，外觀有點(diǎn)類似花瓶的高爐。…，
沒錯，這高爐就是齊塔和一些經(jīng)驗(yàn)豐富的老鐵匠，根據(jù)陳德興的提出的設(shè)想，在宋代高爐的基礎(chǔ)上改建而成的。
宋代當(dāng)然是有高爐的！根據(jù)記載，北宋元豐年間，朝廷的軍器監(jiān)就在汴河兩岸架設(shè)高爐，鍊鐵的紅光映照日月，晝夜不息。生產(chǎn)的高峰期，僅華北地區(qū)的鋼鐵產(chǎn)量就高達(dá)15萬噸！而南宋的鋼鐵產(chǎn)量雖然不及北宋，但是在泉州附近，同樣出現(xiàn)了集中的鋼鐵冶煉業(yè)，產(chǎn)量大約在7萬噸左右。
而且南宋的鋼鐵冶煉技術(shù)比北宋又有了提升，有的大型高爐，一次就可以冶煉上萬斤生鐵。齊塔手下又幾個從臨安、明州掠來的鐵匠，也曾經(jīng)主持建造過大小不一的高爐。
但是……宋朝的冶鐵和宋朝的h藥、宋朝的火銃一樣，總是有那麼幾個技術(shù)上的短板，限制了它們發(fā)揮出應(yīng)有的效益。譬如h藥的配方總是不大對頭，而火銃不是太小就是製造的原材料不對頭。
至於宋朝的鐵，問題則出自含硫含磷上！
說起來也是中國人比較倒黴！中國的鐵礦石大多高硫高磷，古人不知道怎麼去硫去磷，拿它們來鍊鐵，煉出來的自然是含硫含磷的生鐵。再用炒鐵法炒出的“熟鐵”，當(dāng)然也沒有辦法去除硫磷。這樣無論用百鍊鍛鋼還是坩堝鋼，都沒有辦法取得稱心如意的鋼材。
所以中國的炒鋼法和坩堝鋼的發(fā)展都比較緩慢，雖然兩種技術(shù)都有。但始終沒有能成熟起來。否則宋軍步兵就該穿著堅(jiān)固而輕便的板甲，提著量產(chǎn)的鋼刀上戰(zhàn)場了！
這鋼造的板甲。可是蒙古人的弓箭沒有辦法擊穿的防禦！
而現(xiàn)在，總是差口氣的中國“科技樹”。已經(jīng)有兩棵被陳德興用金手指補(bǔ)齊了。而第三棵差口氣的“科技樹”——鋼鐵，也已經(jīng)找到了解決的辦法。
說起來還是應(yīng)該感謝大宋差口氣的冶金業(yè)，要是宋人找到低硫低磷的大型鐵礦（在南中國的土地上比較少），發(fā)現(xiàn)了焦炭的秘密。估計就沒有陳德興這個救世明王什麼事兒了。
而宋朝的鐵匠要是不會用粘土造高爐，不會用製造大木箱子一樣的拉推式鼓風(fēng)機(jī)。陳德興這海員，就算知道一丁點(diǎn)後世的冶金知識，也是無濟(jì)於事的。
現(xiàn)在高爐已經(jīng)建好，建在一個巨大的高約五尺的夯土平臺上。高爐本身高兩丈五尺，內(nèi)部容積估計有五六個立方米——當(dāng)然沒有量過。而且齊塔他們也不知道立方米是什麼？他們只知道這個爐子一爐可以出鐵8000斤，也就是大約4噸。比這個時代泉州一爐能出10000斤鐵水的大高爐還小點(diǎn)兒。
不過這個在宋朝也不算最大號的高爐卻有一個特別的地方——耐高溫！在高爐的內(nèi)襯中，使用了高鋁粘土燒製的耐火磚。
耐火材料這可是歷史上普德林?jǐn)嚐挿ê秃嗥澛釄邃摰靡园l(fā)明的一個關(guān)鍵因素，必須製造出一種可耐1400攝氏度和1600攝氏度的耐火材料，纔有可能發(fā)展出真正高效的炒鐵法和坩堝鋼。
而這種耐火材料，也就是高鋁粘土聽上去似乎很高深莫測。但是在中國，其實(shí)有一種非常多見類似的粘土——觀音土！就是傳說中饑荒的時候挖出來充飢白色泥土！這種泥土在中國並不罕見，被普遍的用來燒造瓷器、陶器。用這種高嶺土研磨成細(xì)粉，再配以石英石粉、方英石粉（不加也行）。直接壓制成磚，在1300度以上的高溫下可以燒製成耐火磚。這種耐火磚理論上能經(jīng)受住1800度的高溫。
當(dāng)然，齊塔等人用來砌高爐的耐火磚並沒有那麼好的質(zhì)量，但是比普通的紅磚或粘土製造的高爐。還是能耐更高的溫度。
鼓風(fēng)機(jī)的問題，古人早就已經(jīng)解決了。使用的是活門推拉式的風(fēng)箱，用水車提供動力。整個高爐佈置了兩臺風(fēng)箱。兩個風(fēng)道，另外還有兩臺備用的風(fēng)箱。隨時可以替換。
龐大的爐身外，還用結(jié)實(shí)的木頭建了腳手架。用來加掛滑槽、滑車和滑輪組成的爐頂上料系統(tǒng)——滑輪組在這個時代的碼頭和船隻上早就出現(xiàn)了，陳德興只是對它們稍加改進(jìn)。
高爐煉出的鐵水是含碳量高、雜質(zhì)多的生鐵，可以用來鑄造大型鐵件，於是就在出鐵口外接了一條溝槽，平時封閉，需要的時候可以打開將鐵水引入模具。
在高爐所在的平臺下方旁邊還修建了兩臺炒鐵爐，就是所謂的反射爐，將燃料室和爐室分開，燃料燃燒後形成的長火焰送入爐內(nèi)，靠爐頂和爐壁的反射作用加熱生鐵。因爲(wèi)燃料室和爐室分離，就不需要用焦炭加熱鐵水，可以避免硫磷碳等雜質(zhì)和鐵水接觸——因爲(wèi)炒鐵爐的產(chǎn)品是基本不含雜質(zhì)的熟鐵，所以要避免在熔鍊過程中發(fā)生污染。
所謂的炒鐵，就是用長鐵棍攪動鐵水。因爲(wèi)這種反射式炒鐵爐的爐溫只能達(dá)到1400度，而生鐵中的碳脫除到一定程度後，熔點(diǎn)就會超過爐溫，金屬變會呈半凝固狀態(tài)。要靠人力攪拌才能使冶煉繼續(xù)進(jìn)行。
這種“炒鐵法”當(dāng)然也不是陳德興“發(fā)明”的，而是早在漢代就出現(xiàn)的，在宋朝同樣得到了廣泛的運(yùn)用，只是沒有反射爐的概念。另外，用這種炒鐵法理論上也能得到鋼，炒鐵法的主要產(chǎn)品是熟鐵，但有時也會煉出少量脫碳不徹底的中低碳鋼。
利用這種炒鋼反覆摺疊鍛打，就能得到所謂的百鍊鋼，是用來製作寶刀寶劍的上品鋼材。
而陳德興建議齊塔等人採用的鍊鋼法，則是坩堝法。坩堝法早就出現(xiàn)在了中國，最早可以追溯到春秋戰(zhàn)國，在漢朝最爲(wèi)興盛，但是到了南北朝時期卻漸漸沒落——可能是因爲(wèi)低硫低磷的優(yōu)質(zhì)鐵礦消耗一空，用坩堝冶煉出來的鋼，質(zhì)量無保證，成本又高，因此被漸漸淘汰。不過在山西某些地方卻有坩堝鍊鐵的工藝，許多經(jīng)驗(yàn)豐富的鐵匠都知道怎麼製作坩堝。而陳德興給他們的幫助，也不過是用耐火的高嶺土製造坩堝和坩堝爐而已。這樣就能讓坩堝鍊鋼達(dá)到更高的溫度。
後世的亨茲曼坩堝鋼需要1600度的高溫熔鍊，用普通粘土製成的坩堝根本無法承受。當(dāng)然，爐溫不夠也不等於不能鍊鋼，古人是非常能夠理解湊合一下的概念的。
就在高爐和炒鐵爐右側(cè)百步開外的一處小高坡上，已經(jīng)豎起了兩座專門用來冶煉坩堝鋼的火爐。兩縷青黑色的煙柱正從那裡揚(yáng)起，顯然坩堝爐正在鍊鋼。在更遠(yuǎn)一些的地方，則是碼頭和柵欄，碼頭是進(jìn)料的地方，而柵欄則是防止閒雜人等進(jìn)入坊區(qū)的——南芬鐵坊的所在，自然是軍事禁區(qū)！周遭被南芬城牆、兩道柵欄和壕溝還有太子河包圍。還有軍隊(duì)駐紮巡邏，太子河上甚至還有一支小小的“水軍”。
陳德興也知道，眼前這一套“高爐鍊鐵——反射爐炒鐵——坩堝鍊鋼”的工藝流程，雖然也是在湊合著鍊鋼——因爲(wèi)爐溫難以控制，耐火材料質(zhì)量不靠譜，鐵礦石的雜質(zhì)含量也難以確定。想要得到後世工業(yè)化時代的優(yōu)質(zhì)鋼材是不可能的——但是煉出的鋼鐵，無論質(zhì)量還是數(shù)量，都足夠碾壓南宋的鋼鐵手工業(yè)了，更不用說大蒙古了。所以，可不能讓這套先進(jìn)的鍊鐵鍊鋼辦法泄露出去！
“大哥，咱們南芬鐵坊的鐵匠、學(xué)徒工，都是老手了。光是在南芬這裡，已經(jīng)前前後後建了五座高爐，十五座炒爐和五座坩堝爐了。”
齊塔輕描淡寫的介紹著南芬鐵坊的研發(fā)探索過程——哪怕有了陳德興的提點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)失敗還是在所難免的！焦炭鍊鐵和反射爐炒鋼都是新技術(shù)，坩堝鋼雖然是老早就有的東西，但畢竟已經(jīng)不怎麼常用。同樣需要反覆探索。
“鐵坊的工匠有誰立了功麼？”陳德興問話的時候，整個鐵坊的鐵匠和學(xué)徒，已經(jīng)聚集起來，在陳德興跟前站成了三排。大約有三四百人，都是精通鍊鐵找礦的匠人。大部分是從臨安和明州掠來的。
“有啊，孟大頭，你出來一下。”齊塔一招手，喚來個二十掛零的小個子，身高不過五尺多，非常瘦弱，不過卻有一個大腦袋，額骨寬大且隆高，和細(xì)小的身體形成鮮明對比，就好像一根細(xì)竹竿撐著個大腦袋，怪不得被人叫“大頭”。這副尊榮不大像個鐵匠，倒像個讀書人。
“這是孟德孟大頭，別看他長得不像個鐵匠，不過腦袋瓜子好用。”齊塔一指身後的高爐、炒爐，“高爐、炒爐都是他畫的樣，高爐墊高，炒爐居下的佈局也是他想出來的，還有用滑輪加料的設(shè)計也是他做的。這小子可聰明，可惜沒有念過什麼書，要不然準(zhǔn)能中進(jìn)士！”