第148章 高炉炼铁（2/2）

用耐火材料建造一个隔绝空气的炼焦炉，并在炉内建造内墙，分隔出燃烧室和炭化室，使炼焦煤不直接参与燃烧。

装炉后开始加热干馏。

在干馏过程中，煤在不同温度阶段发生变化。在约100-350c时，煤中的水分和吸附气体被脱除。

350-600c时，煤中的焦油、轻油等挥发分逐渐析出。

（后世可以通过技术手段，将这些气态轻油收集起来，通过后续分馏、催化重整等手段，从这些轻油中提取出汽油。）

当温度升高到600-1000c，煤中的碳发生聚合、缩合等反应，逐渐形成焦炭，同时产生大量的煤气。

整个过程中，通过炉壁传导热量或其他加热方式维持温度，并且持续一定时间（通常10-20小时左右，不同炉型和工艺有所不同），保证焦炭质量。

炼焦完成后，将炽热的焦炭从炼焦炉中推出，通过喷水的方式使其快速冷却，这种方法简单，但可能会使焦炭产生一些裂纹，对强度有一定影响。

后世是利用惰性气体（如氮气）与炽热焦炭进行热交换，回收焦炭的热量，同时使焦炭冷却。

此法可提高焦炭质量，减少环境污染，并且回收的热量可以用于发电等用途。

有了焦煤后，炼铁就容易多了。

首先制作一个用耐高温材料砌成的高炉。

耐高温材料对于古人来说制作其实没有多么困难。

因为部分陶瓷的耐火能力就非常高。

古人可利用当地已有的黏土、高岭土、石英砂等矿物资源，对这些原料进行筛选，去除明显的杂质提高原料质量。

通过试验不同比例的黏土、石英砂，找到能提高耐火性能的配方。

最后制作成需要的耐火砖形状即可。

有了耐火砖就可砌筑炼铁所需的高炉。

高炉的底座要有足够的厚度，保证热量不会从地面流失。

随后就是以圆形往上一圈一圈砌筑。

最下部位要预留出铁水流出的口。

再往上要预留出浮渣流出的口，以及鼓风口。

最后就是高炉顶端的注料口。

高炉要有足够的高度，让炉料在下降过程中有更充足的时间与上升的高温煤气充分接触。

从炉顶装入的铁矿石、焦炭和熔剂等炉料，在自上而下的运动中，被煤气逐渐加热。

在高炉上部低温区，炉料可以吸收煤气的热量进行预热，随着炉料继续下降，在中部和下部高温区，能更好地完成铁矿石的还原反应。

炉体越高，燃料热量就能更充分地被利用，同时炉体下部的热量也能被更好地保留。

因为铁的熔点非常高，同时铁矿还掺杂着很多二氧化硅杂质。

熔炼过程中，便要在原料中加入石灰石降低铁的熔点，同时石灰石与二氧化硅发生反应形成炉渣。

因为铁水的密度远大于炉渣，铁水会沉降在最底部，炉渣会漂浮在铁水之上。

当炉渣足够多时就会从出渣口流出。

这时再打开底部的出铁口，炙热发亮的铁水就能流出。

不过这时的铁水仍然含有很多的杂质，含碳量也很高。

需要再经过氧化脱碳与除杂，便能制造出比生铁硬度、强度都要高的钢了。】