失败的灰烬,如同冰冷的石碑,矗立在冶炼实验场的山谷中,无言地嘲弄着之前的急切与盲目。那堆丑陋的、毫无用处的炉渣混合物,像一块沉重的石头,压在每一个参与者的心头。初次尝试的惨败,耗去了近二十天宝贵的时间,消耗了大量人力物力,留下的除了挫败感,似乎一无所有。
陈紫嫣将自己关在屋子里整整一天。她没有哭泣,没有抱怨,只是静静地坐在那里,面前摊开着绘制实验炉时用的炭笔和粗糙的兽皮纸,目光却仿佛穿透了这些,投向了更加遥远而深沉的所在。
焦躁和急于求成的火焰,被失败的冷水彻底浇熄。取而代之的,是一种冰冷的、近乎残酷的理性。她知道,不能再这样依靠零散的记忆碎片和想当然的拼凑了。必须系统性地“回溯”,像梳理一团乱麻,将那些来自另一个世界、关于冶铁的知识,哪怕再模糊,也要尽可能理清脉络。
她闭上眼睛,竭力回忆。不是回忆“高炉”这个词,而是回忆它所代表的一系列问题和解决方案。
问题一:温度。 为什么温度不够?人力鼓风效率低下,送入的是冷空气,本身会带走热量。如何提高鼓风效率?如何预热空气?
知识碎片:古代似乎有“预热鼓风”技术……热风炉?利用废气预热?或者……用陶土管道让空气经过高温炉壁预热?
问题二:炉体强度与寿命。 耐火砖承受不住持续高温和化学侵蚀。如何加固?炉体形状是否合理?内部气流和物料运动轨迹是怎样的?
知识碎片:高炉似乎是竖立的圆筒形,上宽下窄或上下等径?炉壁要厚,可能需要多层结构,内层耐火,外层加固保温。炉腹(下部)角度很重要,影响物料下降和气流上升……烟道和除尘?
问题三:燃料与还原剂。 木炭燃烧快,热量值不够稳定,且大量消耗森林资源。有没有更好的燃料?焦炭?如何获得?
知识碎片:焦炭是煤干馏得到的,更耐烧,热量更高。但这里没有煤……至少目前没发现。那么,只能优化木炭的使用。炉料(矿石、燃料、熔剂)的配比和粒度(大小)至关重要,需要均匀、有层次地加入。
问题四:反应过程控制。 如何知道炉内情况?如何顺利排出铁水和炉渣?
知识碎片:需要不同高度的观察口、探火孔。出铁口和出渣口应该分开,位置有讲究。铁水比炉渣重,会沉在下方……连续出铁还是间断出铁?
一个个问题被提出,与之对应的,是那些沉睡在记忆角落的知识碎片被艰难地唤醒、拼接。虽然依旧残缺不全,但不再是杂乱无章的灵感火花,而是开始形成一条相对清晰的技术路径。
就在陈紫嫣沉浸在知识回溯的同时,狐金和蛇毅也没有闲着。
狐金将第一次冶炼的所有细节——消耗的木炭量、矿石量、鼓风频率、炉温变化的大致记录(靠感觉和观察)、出现裂缝的时间、最终产物的形态——全部整理成详细的记录。他擅长从数据和现象中寻找规律和关联。
蛇毅则带着他的学徒,对那堆失败的炉渣进行了更深入的分析。他们用各种试剂测试成分,判断哪些是未反应的矿石,哪些是生成的渣,渣的熔点是多少,粘稠度如何。他甚至尝试重新熔炼一小部分炉渣,观察其在不同温度下的变化。
三天后,当陈紫嫣眼中带着血丝,但神情却异常清明地走出房间时,狐金和蛇毅也带着他们的分析成果,再次聚集到了议事厅。狮岭和熊青云也在场。
没有寒暄,直接切入主题。
陈紫嫣首先开口,声音有些沙哑,却条理分明:“第一次失败,主要原因有几个:鼓风不足且是冷风,导致炉心温度始终不达标;炉体结构不合理,强度不够,保温也差;炉料配比和加入方式太粗糙,反应不均匀;对炉内情况完全无法掌握,只能盲目操作。”
她走到一块新准备的大石板前,拿起炭笔,开始勾勒。这一次,她的画法明显不同。不再是简单的窑炉放大版,而是一个更加复杂、结构分明的立体剖面图。
“我们需要重新设计炉子,我称之为‘高炉’。”陈紫嫣的笔尖流畅地移动,“整体是直立的圆筒形,高度至少是之前的两倍,利用物料自身的重量形成稳定的压力。炉壁要厚,分三层:最内层用我们最好的耐火砖;中间层用夯实的黏土和碎石混合,既能加固又能保温;最外层用普通砖石砌筑,起保护和支撑作用。”
她在炉体下方画出几个结构:“这里是热风炉的构想。我们利用炉顶排出的高温废气,通过陶土管道,预热即将鼓入炉内的空气。虽然做不到很高温度,但能有效提升进风温度,节省燃料,提高炉温。” 这是她结合知识碎片和现实条件能想到的最佳方案。
“鼓风设备也要改进。”她继续道,“皮橐效率太低,人力消耗大。我们可以尝试建造水车,利用溪流的力量来驱动更大的风箱,实现持续、稳定的鼓风。”
接着,她标出了不同高度的开口:“这里,炉顶,是加料口,需要设计成双钟结构(她简单画了个示意图,类似两个倒扣的漏斗),尽量防止炉气逸出和热量散失。这里,炉身中部,设置观察孔和探火孔,可以随时了解炉内物料下降情况和火焰颜色,判断反应进程。这里,炉腹下部,是出渣口,位置要高于炉缸最底部。而这里,炉缸最底部,才是出铁口。铁水比炉渣重,会沉在最下面。”
她甚至画出了炉料的大致加入顺序和粒度要求:大块的矿石和木炭在底部支撑,中小块的交替分层加入,石灰石需要粉碎到一定细度,均匀混合或分层加入。
狐金听着,看着石板上那逐渐成型的、远比之前复杂精密得多的结构图,眼中精光连闪。他立刻将自己整理的数据与这个新构想对应起来:“如果热风炉能成功,炉温至少能提升三成以上!水车鼓风若能实现,风量和稳定性远非人力可比!分层加料和粒度控制,可以大大改善反应均匀性!”
蛇毅也补充道:“根据对炉渣的分析,我们需要的石灰石比例可能要比之前尝试的更高一些,而且粒度要更细,才能有效去除矿石中的二氧化硅等杂质。另外,我建议在耐火砖的黏土中,尝试掺入少量我们找到的那种耐火度更高的‘白泥’,或许能延长炉壁寿命。”
熊青云仔细看着图纸,在脑中模拟着建造过程,沉声道:“结构复杂,建造难度很大,尤其是那个热风管道和双钟加料口,还有水车……但,可以试试。”
狮岭看着陈紫嫣脸上那混合着疲惫与坚毅的神情,看着石板上那凝聚了众人智慧的新蓝图,沉声道:“失败一次不可怕,可怕的是失去前进的勇气和方向。现在,方向有了。青云,狐金,蛇毅,紫嫣,就按照这个新的‘高炉’构想,集全族之力,准备第二次尝试!时间紧迫,但我们必须稳扎稳打!”
知识回溯,高炉构想。
在失败的废墟上,一次深入的知识梳理与集思广益,终于孕育出了一个真正具备可行性的技术方案。新的希望,如同淬火后的精铁,在压力的锤炼下,变得更加坚韧和清晰。