第四十三章 煉焦煉鐵

　　　　系統(tǒng)化煉焦也是一個(gè)非常龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)工程。不過朱棣目前也只是簡(jiǎn)單的煉焦，想得到足夠質(zhì)量、數(shù)量的焦炭而已，并不會(huì)做太復(fù)雜。

　　首先，煉焦可以得到非常多的副產(chǎn)品，除了焦炭，還有焦?fàn)t煤氣、煤焦油。

　　焦?fàn)t煤氣可以用來生產(chǎn)尿素、合成氨。這也是非常重要的一項(xiàng)應(yīng)用了。氨氣作為一種化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料，用途是不言而喻的。而尿素就不用說，最基礎(chǔ)的化肥之一。

　　這些煤氣產(chǎn)物，目前朱棣只能看著，目前的條件來說，還做不到煤氣的化學(xué)回收。這涉及到的產(chǎn)業(yè)又是一大片，不是現(xiàn)在朱棣能實(shí)現(xiàn)的。這就導(dǎo)致目前煉焦大氣污染嚴(yán)重，朱棣也沒有辦法。只能先設(shè)計(jì)煤氣處理的預(yù)留接口，以后條件成熟了，第一時(shí)間改進(jìn)。

　　而煤焦油有可以用來生產(chǎn)瀝青、萘、酚等，其他的朱棣暫時(shí)還用不到，瀝青還是可以運(yùn)用的。

　　煉焦的過程首先就是備煤，將洗煤廠運(yùn)來的各種精煤制備成配比準(zhǔn)確、粒度適當(dāng)、質(zhì)量均一、符合煉焦要求的煤料，并把煤混勻，將制備好的煤料送到焦?fàn)t貯煤塔。

　　已經(jīng)制備好的煤料從煤塔送至各個(gè)炭化室裝爐。干餾產(chǎn)生的煤氣經(jīng)集氣系統(tǒng)、排出。再經(jīng)過一個(gè)結(jié)焦周期（一般為14～18小時(shí)），將煉制成熟的焦炭推出，用水噴淋，也叫熄焦。

　　熄焦后，將焦炭卸入涼焦臺(tái)，進(jìn)行冷卻。焦炭在涼焦臺(tái)上的停留時(shí)間一般要30分鐘左右，以蒸發(fā)水分，并對(duì)少數(shù)未熄滅的紅焦補(bǔ)行熄焦。

　　最后篩分、整粒，將大于80（或75）毫米級(jí)的焦炭預(yù)先篩出，破碎后再過篩，得到粒度80～25（或75～25）毫米級(jí)焦炭用于煉鐵。這樣可以提高焦炭粒度的均勻性，并避免大塊焦炭沿固有的裂紋在高爐內(nèi)碎裂，從而提高焦炭的機(jī)械強(qiáng)度，有利于煉鐵生產(chǎn)。

　　最后就是貯藏、出廠了。整個(gè)流程看起來相當(dāng)簡(jiǎn)單。這也是正常的，煉焦的技術(shù)性不高，其實(shí)在明代以前即開始了。只是目前明朝的煉焦?fàn)t還有待改進(jìn)。

　　明朝的土窯的特點(diǎn)是，結(jié)焦室和燃燒室不分開，煉焦熱源靠煤干餾時(shí)產(chǎn)生的煤氣和部分煤料燃燒提供，因而成焦率低，焦炭灰分高，結(jié)焦時(shí)間長(zhǎng)。

　　而朱棣設(shè)計(jì)的現(xiàn)代煉焦?fàn)t，由炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區(qū)、爐頂、基礎(chǔ)、煙道等組成。炭化室中煤料在隔絕空氣條件下受熱變成焦炭。這種結(jié)構(gòu)的煉焦?fàn)t的各方面性能，都不是明朝的土窯所能比的。

　　朱棣之所以敢直接上現(xiàn)代煉焦?fàn)t，是因?yàn)楝F(xiàn)代煉焦?fàn)t相對(duì)于明朝的土窯來說，其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性而在工程難度方面，是目前的技術(shù)所能接受的。就是沒有煤氣處理這些部件而已。

　　目前，隨著朱棣過來的那些匠人，現(xiàn)在正在加班加點(diǎn)的修建水泥窯。有了玻璃窯的經(jīng)驗(yàn)，朱棣也不需要處處看著，只要給他們一個(gè)設(shè)計(jì)方案，他們都能自己解決絕大部分問題。

　　修建水泥窯的人手很是充足，因?yàn)橹扉σ辉缯胰说臅r(shí)候，都是招了大量富余的匠人的，朱棣打算把他們調(diào)一部分人過來修煉焦?fàn)t。只要朱棣給出設(shè)計(jì)，就沒朱棣什么事了。

　　把這件事交給徐婧去安排后，朱棣就開始設(shè)計(jì)鋼鐵廠了。

　　值得一提的是，煉鐵和煉鋼是兩種完全不同的工藝。

　　首先，兩者原料不同，煉鐵原料為鐵礦石、焦炭等，煉鋼原料為生鐵和廢鋼。

　　其次，設(shè)備不同，通常煉鐵用的設(shè)備是高爐，而煉鋼用的是轉(zhuǎn)爐、電爐等。煉鋼和煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)中的兩個(gè)階段，煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)的上游工藝，煉鐵得到的生鐵是煉鋼的原料。一般是先煉鐵，之后再進(jìn)行煉鋼，最后得到各種鋼材。

　　所以不可能說投入鐵礦石，出來就是鋼材。

　　……

　　高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過程。在這個(gè)過程是不能停爐的，否則會(huì)使得爐體受到嚴(yán)重?fù)p傷。

　　正是由于高爐煉鐵是不間斷連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)，大批大量生產(chǎn)鐵水可直接鑄造生鐵，或者進(jìn)行下一步煉鋼處理，所以有穩(wěn)定、大量的社會(huì)需求是高爐生產(chǎn)的前提。

　　這個(gè)問題最起碼二三十年內(nèi)不用擔(dān)心。朱棣在大規(guī)模發(fā)展的時(shí)候永遠(yuǎn)只有缺鐵、缺鋼的。想想前世，建國后幾年，全國各地都是在動(dòng)員搞土窯煉鋼，歷史影響不說，但是看國家都在動(dòng)員全民煉鋼了。可想而知，現(xiàn)代化建設(shè)一個(gè)國家，對(duì)鋼鐵有多大的需要。

　　高爐煉鐵技術(shù)并不復(fù)雜。鐵礦石、焦炭和熔劑（石灰石和白云石）等固體原料，按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置，分批送入高爐，并維持高爐里面的原料數(shù)量，保持一定的高度。

　　焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口、渣口放出。

　　整個(gè)高爐煉鐵的流程可以說是非常簡(jiǎn)單的。設(shè)計(jì)、建設(shè)難度也并不大，主要就是一些小地方的設(shè)計(jì)需要注意。比如鼓風(fēng)機(jī)送出的冷空氣不能直接通入爐缸，而是需要在熱風(fēng)爐加熱到800～1350℃以后，經(jīng)風(fēng)口連續(xù)而穩(wěn)定地進(jìn)入爐缸，熱風(fēng)使風(fēng)口前的焦炭燃燒。

　　這些都是一些技巧性的設(shè)計(jì)，是經(jīng)過幾百年來。不斷總結(jié)，發(fā)展而來的。