鐵礦的發現,猶如一劑強心針,注入了周明和整個部落的心臟。在經歷了食物危機和流民涌入的焦慮之后,這赤紅色的山體,無疑是文明進步的希望之光。周明知道,從石器時代邁向鐵器時代,是人類文明發展史上的一個里程碑,而他,將親手在這片苦寒之地,開啟這個偉大的進程。
然而,從“發現”到“利用”,中間隔著萬丈深淵。周明前世雖然是材料科學博士,理論知識儲備驚人,但對于這種原始的冶煉工藝,他畢竟缺乏實踐經驗。他腦海中浮現的是現代冶金工廠里巨大的高爐和精確的控溫設備,而他現在所擁有的,只有最簡陋的工具和一群對“冶鐵”一無所知的獵戶。
周明沒有浪費任何時間。回到營地的第二天,他便召集了鐵山和幾名壯年獵戶。
“我們要把那些紅色的石頭,變成我們能用的鐵!”周明指著勘探隊帶回來的鐵礦石樣本,語氣堅定。
獵戶們好奇地圍攏過來,小心翼翼地觸摸著那些沉甸甸的礦石。他們仍舊無法理解,這些普通的石頭,如何能變成比石頭更堅硬的利器。
“周小郎,那……那要怎么做?”鐵山問道,眼中帶著一絲興奮,又帶著一絲茫然。
“第一步,我們要建造一個爐子!”周明說著,便帶著眾人來到山谷靠近鐵礦山體的一處平坦地帶。“爐子要足夠高,足夠結實,這樣才能達到我們需要的溫度!”
他指點獵戶們,就地取材,用黏土和石塊搭建爐壁。周明回憶著高爐的基本結構,在地上畫出爐體的雛形:一個高約一人,底部逐漸收窄的圓錐形土爐。他指導獵戶們如何將黏土和碎石混合,如何夯實爐壁,確保爐體能夠承受高溫而不會輕易垮塌。
“爐壁要厚實!越厚越能保溫!”周明反復強調著,他甚至親自上手,用手感受黏土的濕度,指導獵戶們一遍遍地夯實。
獵戶們雖然不明白原理,但對周明的指令言聽計從。他們揮汗如雨,用最原始的方式,一點點地堆砌著這座“希望之爐”。翠兒也帶著婦孺們,負責搬運石塊和黏土,小臉上雖然沾滿了灰塵,卻充滿了干勁。
足足花了三天時間,一座粗糙的土爐才勉強成型。爐子底部留了一個小小的出渣口,爐身則預留了進料口和鼓風口。
“下一步,準備燃料!”周明指著堆積如山的煤炭,“把這些煤炭敲碎,越碎越好!”
獵戶們用石錘將煤炭敲打成大小不一的碎塊,雖然沒有焦炭,但煤炭的燃燒熱值遠高于木炭,周明希望這能彌補一部分不足。
“然后是鼓風設備。”周明皺起眉頭。這是最關鍵的一步,也是最困難的一步。沒有現代的鼓風機,如何能為爐膛持續提供氧氣,達到冶煉所需的高溫?
他想起了古代最原始的皮囊鼓風。他指導獵戶們,用兩張完整的、柔軟的獸皮,縫制成兩個巨大的囊袋,底部用木棍支撐,頂部留孔連接木質風管。再用兩塊木板作為活塞,套在囊袋上。
“這個活塞,要上下抽動!”周明一邊示范,一邊向獵戶們解釋,“這樣,空氣就會被壓入風管,送入爐膛,讓火燒得更旺!”
獵戶們費了九牛二虎之力,終于制成了兩套簡陋的皮囊鼓風機。每套需要兩個人協作,一人負責抽動活塞,一人負責按壓皮囊,將空氣擠壓出去。
一切準備就緒,周明站在土爐前,心情既興奮又忐忑。他知道,理論和實踐之間,往往隔著巨大的鴻溝。
“好了!點火!”周明一聲令下。
獵戶們將碎煤炭投入爐膛,引燃。熊熊的煤火很快在爐膛內燃燒起來,發出熾熱的光芒。兩名壯年獵戶負責鼓風,他們賣力地抽動著活塞,皮囊發出“呼哧呼哧”的聲響,將空氣源源不斷地送入爐膛。
爐膛內的溫度開始迅速攀升,紅色的火光從爐口噴涌而出,熱浪撲面。周明甚至能感受到那股灼熱的氣息,烤得他臉上生疼。他不斷地指示獵戶們投入礦石,他甚至要求他們將礦石提前在火上烤過,去除其中的水分。
時間一分一秒地過去。周明緊張地盯著爐口,他腦海中不斷回放著冶金的原理。**鐵礦石中的鐵氧化物,在高溫下,需要通過碳的還原作用,才能將氧剝離,得到純凈的鐵。**而這個過程,對溫度和還原氣氛的要求極為苛刻。
爐內的煤炭越燒越旺,漸漸地,爐口開始冒出濃烈的黑煙,帶著硫磺和焦油的刺鼻氣味。獵戶們被嗆得咳嗽連連,但周明卻毫不在意,他只是死死地盯著爐膛。
終于,當爐內的溫度達到周明判斷的極限時,他命令停止加料,等待結果。
漫長的等待,仿佛過了幾個世紀。當爐膛內的火焰漸漸熄滅,只剩下焦炭的余溫時,周明的心提到了嗓子眼。他小心翼翼地打開出渣口,用一根木棍探入爐內,試圖掏出期待已久的鐵塊。
然而,當他從爐膛里掏出東西時,臉上的期待瞬間凝固了。
那不是閃著金屬光澤的鐵塊,而是一堆**黑色的、粗糙的、硬邦邦的廢渣!**這些廢渣中,還夾雜著未完全燃燒的煤炭,以及一些呈現玻璃狀的光滑物體,那是爐壁熔化的產物。
“失敗了……”周明的心中涌起一股巨大的失落。他仔細檢查著那些廢渣,用手掰開,里面依然可以看到鐵礦石的紅色顆粒,它們并沒有被完全還原。
獵戶們也圍了過來,當他們看到爐子里掏出來的只是一堆無用的石頭時,臉上都露出了失望的神色。
“周小郎……這是什么啊?沒……沒煉出來?”鐵山的聲音帶著一絲沮喪。
周明將那塊廢渣重重地摔在地上,發出一聲沉悶的響聲。他沒有說話,只是走到一旁,深吸一口氣,努力平復內心的挫敗感。
他腦海中迅速分析著失敗的原因:
“爐溫不夠高!”這是最主要的原因。雖然煤炭燃燒熱值高,但皮囊鼓風的效率太低,無法為爐膛提供足夠的氧氣,導致煤炭不能充分燃燒,爐膛內的溫度沒有達到鐵的熔點和還原所需的高溫。
“還原氣氛不足!”在高溫下,鐵礦石需要碳的強還原作用。如果爐膛內氧氣過多,或者煤炭與礦石的配比不對,就無法形成足夠的還原性氣體,導致鐵氧化物無法被有效還原。
“礦石太雜!”這里的褐鐵礦和赤鐵礦,雜質含量高,需要更高的溫度和更精細的配比才能有效分離。
周明閉上眼睛,揉了揉太陽穴。他知道,這僅僅是開始。冶金學本身就是一門復雜的學科,更何況是在這種原始條件下。但他絕不會氣餒!
他想起前世實驗室里,多少次實驗失敗,多少次從頭再來。每一次的失敗,都是通往成功路上的墊腳石。
他再次拿起一塊廢渣,仔細觀察著它的斷裂面,仿佛能從中讀出失敗的秘密。
“我們需要更強的鼓風!”周明猛地睜開眼睛,眼中再次燃起了堅定的光芒,“皮囊鼓風效率太低,我們需要一個能持續、穩定、更強力地送風的設備!”
他腦海中浮現出活塞式風箱的構想。那比皮囊鼓風更高效,也更易于大規模制造。
“我們還需要更高的爐溫!”周明又走到土爐旁,仔細檢查爐壁的結構,“爐壁的保溫性還需要提高,爐膛的尺寸也需要調整,讓煤炭能更充分地燃燒!”
他甚至想到了焦炭。如果能將煤炭進行干餾,制成焦炭,不僅能提高燃燒熱值,還能去除硫化物等雜質,提升冶煉效果。但那又是另一個復雜的工藝了。
“失敗了……但這不是終點!”周明轉身看向那些失望的獵戶們,聲音洪亮而有力,帶著一種不容置疑的信念,“這只是第一次嘗試!我們發現了問題,下次就能改進!我們不會放棄!你們相信我嗎?”
獵戶們看著周明臉上雖然帶著疲憊,但眼中卻閃爍著狂熱光芒的樣子,心中被深深地震撼了。他們從未見過一個人,在遭遇挫折后,還能如此堅定,如此充滿斗志。
“相信!我們相信周小郎!”鐵山第一個吼道,他的聲音帶著對周明無條件的信任。
其他獵戶和流民也紛紛響應,雖然他們不懂冶金,但他們懂得信任。周明一次又一次地帶領他們走出絕境,他們相信,這一次,他也能做到。
周明看著那些信任的眼神,心中涌起一股暖流。他知道,他不是一個人在戰斗。他有知識,他有技術,他更有這些對他寄予厚望的追隨者。
“我們明天繼續!”周明大聲宣布,“把這些廢渣清理掉!我們要重新搭建一個爐子!一個更大的,更堅固的爐子!”
冶金之路,才剛剛開始。前方的道路,注定布滿荊棘。但他有信心,他有毅力,他有知識,他終將用爐火,煉出這亂世的第一爐鋼鐵,點燃文明的熊熊烈火!