周到也难得笑了笑。

　　这一顿饭吃了将近一个半时辰。

　　吃完饭之后，程明远用马车把赵炎送了回去。

　　回到赵家铁铺，赵炎就开始琢磨起来冶铁坊的事。

　　首先是高炉的问题。

　　程家冶铁坊用的铁矿石，大小不均，那就给他们均匀。

　　将大块的矿石破碎成小块。

　　2020年代的高炉，块矿最合适的入炉尺寸是两到五厘米。

　　北宋高炉最合适的块矿入炉尺寸，应该也差不了多少。

　　至于那些碎成粉末状的矿石。

　　以及破碎矿石过程中，产生的粉末，则加上粘土，做成球团。

　　晒干之后再入炉，也不用专门去烧球团了。

　　工人倒铁矿石、木炭的时候，一筐一筐的往下倒。

　　没有科学比例，也撒不均匀。

　　现代高炉，最佳方案是一层焦炭，一层铁矿石互相交错，均匀播散。

　　这样的话，就需要一个专门的设备——布料器。

　　赵炎估计，有了球团，统一矿石颗粒，分层加木炭和矿石，简易布料器这四条措施。

　　应该可以把高炉的效率提高五成，能耗降低两到三成。

　　赵炎第二个需要解决的是炉温问题。

　　目前炼制熟铁和钢材，最大的技术难点就是温度不够。

　　温度不够，氧气就进不去。

　　氧气进不去，碳含量就降不下来。

　　燃煤炉最高温度只有一千三百度。

　　高碳钢、中碳钢的熔点都在一千四百度左右。

　　低碳钢、熟铁的熔点更高，分别在一千五百度左右。

　　历史上，炼钢技术有两次大的飞跃，一次是平炉炼钢，一次是转炉炼钢。

　　平炉炼钢的问题是温度太低，那就需要进一步提高温度。

　　具体做法是蒸馏煤，分离出煤气。

　　利用蓄热室，把煤气的温度预热到一千度以上。

　　高温的煤气再燃烧，就可以把温度推高到一千六百甚至一千七百度。

　　这个温度下，无论是熟铁，还是钢材都可以熔化了。

　　但是平炉需要耐高温换向阀，精密曲柄机构，水下轴承防水。

　　以北宋的技术，根本搞不定。

　　转炉炼钢倒是不需要耐高温换向阀。

　　但是转炉炼钢，无论是底吹，还是顶吹，都对吹气的压力有很高的要求。

　　转炉底吹压力要十几个到二十几个大气压。

　　压力如果不够，生铁水直接就会顺着吹气管，倒灌回去。

　　顶吹的压力比底吹小，但是也要好几个大气压的压力。

　　压力够大，空气才能吹进钢水内部。

　　空气中的氧，才能与铁水中的碳反应，实现脱碳。

　　北宋鼓风用的皮囊、木风扇、活塞风箱，离这个要求差的压力实在太远。

　　前世的贝塞麦转炉，最初依靠活塞式压缩机鼓风，后来使用罗茨鼓风机，

　　这些鼓风机，都是全金属巨结构。

　　以北宋的技术，制造不了这种鼓风机。

　　赵炎想了一圈，温度高，结构简单，没有复杂机械结构。

　　什么炉子能满足这样的需要。

　　冲天炉？

　　那也需要预热。

　　要不试试反射炉？

　　这个结构倒是非常简单。

　　也没有复杂的机械结构。

　　反射炉的原理非常简单，就是把炉顶修成拱形穹顶，通过反射热能和火焰，使热量集中聚焦于熔炼区。

　　反射炉虽然跟锻炉、高炉一样都是烧煤，但是温度可以比锻炉、高炉更高。

　　一座反射炉，前端是燃烧室，中间是熔炼室，最后是烟囱。

　　正好把程家冶铁坊，用来炒炼熟铁的方塘，当做熔炼室包进去。

　　不过反射炉的温度通常也就是一千四百多度。

　　这个温度充其量，也就是冶炼熔点比较低的高碳钢。

　　想冶炼熔点更高的中碳钢、低碳钢，需要更高的温度。

　　想进一步提高温度……

　　赵炎忽然想到了一个办法——借鉴了平炉的思路。

　　平炉的核心思路是把煤气预热之后，再燃烧。

　　这样就能把炉温推向更高。

　　煤气是气态的，加热之后会膨胀，必须使用阀门控制煤气的流量。

　　使用木炭就没有那么麻烦了。

　　木炭的燃点可以达到三百二十到四百度。

　　木炭本身在达到这个温度之前，会吸收大量的热。

　　他们可以在反射炉旁边专门建一座加热炉，把木炭点燃之后，再用铲子放进反射炉，省掉吸热的过程。

　　只要能把炉温从一千四百度提高到一千五百度，提升一百度。

　　就足以熔化大部分中碳钢、低碳钢了。

　　如果还是达不到的话，就把油预热后，泼进去。

　　油的热值比木炭更高。

　　让人照葫芦画瓢建设一座反射炉的问题应该不大。

　　最大的问题是能找到这么好的耐火材料吗？