煤爐的爐溫可以達到一千兩百到一千三百度,足以熔化生鐵。
但是想把生鐵冶煉成熟鐵那就難了。
熟鐵碳含量通常低於%,已經接近純鐵,熔點可以達到在一千五百度以上。
高爐鼓再多風,加再多煤,也達不到這個溫度。
達不到熔點,就會凝固。
凝固後,生鐵內部無法與空氣接觸,也就無法進一步脫碳。
無法進一步脫碳,也就無法將碳含量高的生鐵,煉成碳含量低的熟鐵。
北宋人的操作方法很簡單,空氣進不去,那就強行把其他氧化劑加進去。
鐵礦石的主要成分就是氧化鐵和四氧化三鐵。
向生鐵水中撒鐵礦石粉末,鐵礦石中所含的氧,就會與生鐵內的碳進一步反應,生成一氧化碳和二氧化碳。
一氧化碳、二氧化碳溢出,就可以實現脫碳。
那些咕嘟咕嘟直冒的氣泡,就是一氧化碳和二氧化碳溢出的證明。
至於河泥,主要成分則是二氧化硅、碳酸鈣。
二氧化硅、碳酸鈣在高溫下,會形成低熔點的硅酸鈣。
硅酸鈣可以降低熟鐵的熔點,保證在熟鐵冶煉完成之前,不凝固。
使用柳木攪拌就更加簡單了。
快速攪拌,可以讓生鐵水和氧化鐵、河泥充分反應。
北宋人不明白其中的化學原理。
這一套東西應該是千百年來,通過實踐不斷摸索總結出來的。
只是趙炎不明白,爲甚麼要使用柳木棒。
難道是爲了辟邪?
他把問題告訴了程明遠。
程明遠聞言一笑,「柳木價廉易得!」
柳木是北宋時期,中國分佈最廣的樹之一。
樹多,價格也就便宜。
而且柳木棒也足夠強韌,可以攪動鐵水。
新鮮的柳木棒,富含水分,不容易碳化,不容易導熱。
程家也試過使用熟鐵棒。
熟鐵棒比柳木棒確實更耐用,但是熟鐵棒導熱太快。
用熟鐵棒攪拌,沒多久就會熱得無法使用,必須頻繁更換。
頻繁更換也可以,但是這種長徑比極大的棒子,打製起來非常困難。
一根熟鐵棒價值數貫。
十根熟鐵棒,那就是幾十貫了。
成本太高!
而且熟鐵棒太重,一個人通常攪不動,需要兩三個人合力攪拌。