最終,林風在一片呈現出明顯紅褐色土壤的山坡上,發現了一些深紅色、質地堅硬、入手沉甸甸的石頭。
“赤鐵礦!”
林風心中一喜。
為了進一步確認,他將一小塊這種礦石敲碎,放在坩堝中,用他能達到的最高溫度進行長時間煆燒。
他觀察到,在高溫下,這些礦石並沒有熔化,但顏色變得更加深暗,質地也變得更加疏鬆了一些。
雖然這並不能完全確定就是優質鐵礦,但已經是他在目前條件下能找到的最有希望的材料了。
他將這片山坡標記下來,作為未來的“礦區”。
解決了礦石,接下來是燃料。
普通的木柴燃燒溫度不夠高,無法有效地還原鐵礦石。
他需要木炭。木炭燃燒時溫度更高,火焰更純淨,是古代冶煉的必備燃料。
製作木炭,對林風來說並不算太難。
他可以選擇“窯燒法”或者更簡單的“堆燒法”。考慮到效率和木炭的質量,他決定搭建一個簡易的木炭窯。
他選擇在一處避風的土坡旁,挖了一個半地穴式的窯洞,用石頭和黏土加固窯壁,頂部留有煙孔,窯口則用石板和泥土封堵。
他砍伐了大量的硬質木材,截成合適的長度,整齊地碼放在炭窯中,然後點燃引火物,待木材充分燃燒但又未完全燒儘時,迅速封住窯口和所有通風口,讓木材在缺氧的狀態下進行“乾餾炭化”。
這個過程需要精確控製火候和封窯的時機,稍有不慎,就可能得到一堆灰燼或者未完全炭化的木柴。
林風憑借著之前燒陶和燒玻璃積累的經驗,以及對火焰的敏銳感知,小心地控製著炭窯的溫度和排煙情況。
幾天後,當炭窯完全冷卻下來,林風懷著期待的心情打開窯口。
一股淡淡的焦香氣味撲麵而來,窯內整齊碼放的木段,已經變成了一塊塊烏黑發亮、質地輕盈的木炭。
他隨手拿起一塊,輕輕一折,“哢嚓”一聲,斷口處閃爍著金屬般的光澤。
“成功了!”
林風臉上露出了笑容。這些優質的木炭,將為他的煉鐵大業提供充足的“火力”。
除了鐵礦石和木炭,煉鐵還需要助熔劑,也就是通常所說的“造渣劑”。
林風開始尋找石灰石。
他記得,某些貝殼的主要成分也是碳酸鈣。他之前在河邊收集了不少大小不一的河蚌殼和螺螄殼,可以用它們來替代。
他還想到,他之前製作玻璃時用到的草木灰提取物,主要成分是碳酸鉀,也具有一定的助熔效果。
於是,他搭建了一個小型的煆燒窯,將收集到的貝殼放入其中,用高溫進行煆燒。煆燒後的貝殼變得疏鬆易碎,呈現出白色,這便是生石灰氧化鈣)。
萬事俱備,隻欠東風——一座能夠承受高溫、並能有效進行還原反應的煉鐵爐。
林風選擇在木屋附近一塊地勢較高、相對平坦的空地上。
爐體的主體結構,他打算用耐火黏土混合碎石和草筋建造。他之前燒製坩堝時,對不同黏土的耐火性能已經有了一定的了解。
爐子設計成一個上小下大的圓筒形,高度約一米二左右,底部直徑約八十厘米,頂部開口約四十厘米。爐壁的厚度至少要達到二十厘米,以保證保溫和結構強度。
爐子的下部,他預留了幾個對稱的“風口”,用來插入鼓風管。鼓風是煉鐵過程中至關重要的一環,需要持續不斷地向爐內輸送空氣,以提高爐溫,並為碳的燃燒提供氧氣。
他用堅韌的竹管作為鼓風管的雛形,外層包裹厚厚的耐火黏土,並預留了較小的出風口。
這些鼓風管將連接到他之前製作的獸皮風箱上。
為了保證足夠的風量,他甚至將兩個獸皮風箱並聯起來,並讓旺財在一旁待命,準備在需要的時候輪流“幫忙”拉風箱——當然,這更多的是一種心理安慰,主要還是得靠他自己。
建造煉鐵爐是一個浩大的工程,林風花費了數天時間,才將這座原始的“高爐”搭建完成。
他又用小火在爐內烘烤了幾天,使爐壁徹底乾燥。
站在自己親手建造的煉鐵爐前,林風心中充滿了豪情。
他知道,一旦這座爐子成功點火並煉出第一塊鐵,他的生活將發生翻天覆地的變化。
他將準備好的鐵礦石敲碎成拳頭大小的塊狀,木炭也準備充足。助熔劑——煆燒過的貝殼粉和草木灰提取物,也按一定比例混合好。
在一個晴朗無風的日子,林風決定正式開始他的第一次煉鐵嘗試。
他首先在爐底鋪上一層厚厚的木炭,點燃後,通過鼓風管緩緩鼓風,使木炭充分燃燒,預熱爐膛。
待爐膛溫度升到足夠高時,他開始按照一層木炭、一層礦石和助熔劑混合物的順序,分批向爐內添加物料。
風箱的拉動聲開始變得急促而富有節奏。
林風赤著上身,汗水如雨般從他古銅色的肌膚上滑落。旺財在一旁緊張地看著,時不時發出幾聲低吼。
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魅影則遠遠地躲在樹蔭下,對那座散發著驚人熱量的爐子充滿了警惕。
爐頂開始冒出淡藍色的火焰,那是木炭燃燒產生的一氧化碳在燃燒。
爐內的溫度在持續攀升。林風不時通過風口觀察爐內的情況,爐膛內一片火紅,礦石在高溫下發出劈啪的爆裂聲。
時間一分一秒地過去,這注定是一個漫長而煎熬的過程。
林風輪換著雙手拉動風箱,手臂早已酸痛不堪,但他不敢有絲毫鬆懈。他知道,爐溫的穩定和持續的還原氣氛,是煉鐵成功的關鍵。
數個小時過去了,日頭漸漸偏西。爐內的物料已經沉降了不少。
林風根據經驗判斷,還原反應應該已經進行得差不多了。
他看到,在爐底的風口附近,有少量暗紅色的、粘稠的液體爐渣)滲出,滴落在預留的渣坑中。
“有爐渣出來了!”
林風心中一喜。這說明助熔劑起作用了,礦石中的一部分雜質開始熔化並分離。
他繼續鼓風,保持高溫,希望能有更多的爐渣流出。
又過了一個多小時,林風感覺時機差不多了。
他停止鼓風,然後用一根長長的鐵木棍他能找到的最耐燒的木頭),小心地從爐頂將未完全燃燒的木炭扒開,試圖察看爐內的情況。
爐膛內依舊紅光一片,熱浪逼人。
在爐底,他隱約看到一團不規則的、燒結在一起的塊狀物,被殘餘的爐渣和木炭包裹著。
“這……應該就是海綿鐵塊了吧?”林風心中充滿了期待。
他任由爐子自然冷卻。這個過程同樣漫長。
直到第二天清晨,爐壁的餘溫才降到可以接近的程度。
林風懷著忐忑的心情,用鐵木棍和石錘,小心地從爐底側麵將一部分爐壁破開。
隨著泥土和石塊的剝落,一塊黑乎乎、表麵粗糙、形狀極不規則的“鐵疙瘩”,出現在他麵前。
這塊“鐵疙瘩”比同樣大小的石頭要重得多,表麵還粘附著不少凝固的爐渣和木炭灰。
“這就是……鐵?”林風伸出手,觸摸著那塊尚帶著一絲餘溫的鐵塊,心中湧起一股難以言喻的激動。
他將這塊沉甸甸的“海綿鐵”從爐膛中取出,仔細觀察。
它質地疏鬆,布滿了孔隙,就像一塊巨大的海綿,這也是“海綿鐵”得名的原因。
這還不是真正的“鐵”,它含有大量的雜質和爐渣,需要通過反複的鍛打,才能將其去除,並使鐵質變得致密,成為可以使用的熟鐵。
林風在煉鐵爐旁邊,早就用一塊巨大而平整的河卵石作為臨時的“鐵砧”,又挑選了一塊稱手的、帶有一定平麵的重石作為“石錘”。