史前部落生存记 第198章 选矿和鼓风机

还有第三个原因，就是增加选矿这个步骤。

后世处理贫铁矿要比富矿多一步选矿的步骤，而熊部落所用的贫铁矿，里面的杂质也是五花八门，别说熊山这个原始人不清楚，连熊洪这个对铁矿有一定了解的“全知者”，也没办法分辨和筛选出来。

但分辨不出来不代表没有办法，现在推行的水碓和脚踏碓，都能对矿石进行初步的破碎，破碎之后的颗粒还是比较大，而且也不均匀。

熊洪要做的，就是尽可能地提升破碎的质量，比如用水碓破碎之后，再上磨进行研磨，这样颗粒度小了，熔炼的效率也能上升。

当然也不是越小越好，入炉铁矿石要有适宜的粒度。粒度过大会减少煤气与铁矿石的接触面积，使铁矿石不易加热和还原，煤气利用变差，焦比升高；过小则增加气流阻力，同时易吹出炉外形成炉尘损失，降低产量；粒度大小不均，则严重影响料柱透气性。因此，大块应破碎，粉末应筛除，粒度应适宜而均匀。一般要求矿石粒度在2-4厘米的范围，并力求缩小上下限粒度差。

第四个原因，熊洪觉得还是炉温的问题。虽然铁的熔点接近1600摄氏度，以目前熊部落的高炉来看，勉强能够达到，但能改进的地方也很多。

现在高炉就是纯粹地烧焦炭，最多再加个鼓风机，高温燃烧的焦炭，会产生一些一氧化碳，在高温的作用下产生还原反应，将铁矿石中的氧给夺出来变成铁。

而熊部落的炉子在设计上还很是原始，焦炭产生的一氧化碳也不够多，需要想办法再增加一氧化碳的含量，而要实现这个目的，可以用一种笨办法，就是喷点水进去。高温状态下，水和煤炭进行反应，会形成一些一氧化碳的气体，这样就能增加焦炭产出一氧化碳的效率。不过这个办法，还需要对炉子进行改进。

原因分析出来了，那大致的思路也就清晰了，剩下的，就按照这样的想法，优化这些炼铁的流程。

第一步是矿石破碎，这是铁矿石预先处理的重要步骤，鉴于水碓和脚踏碓的低效率，熊洪跟熊木等人这几天，共同设计了一个专门用于破碎的装置。

破碎装置结构并不复杂，动力来源主要也是使用畜力。在破碎矿石的地方，有一根很是粗壮的木头作为横梁，两侧用砖石和木头做成支架，离地面大概3米左右；一大块被人工雕琢过的坚硬石料，整体呈杵形，重大概200多斤，通过尾部的铁钩，拴上铁链，绕过被拴在横梁上的滑轮上，通过几个铁制的滑轮，构成滑轮组，而铁链的另一端被捆在离横梁不远的一个木质绞盘上。

木质的绞盘如同一个被平放的车轮，车轮中间有一根竖直的木料固定在“车轮”上，这个木料就是传输绞盘动力的轴承。在“车轮”四周凸出来几根横木，绑在驴子身上的护具上面；驴子绕着绞盘转动，绞盘将轴承上方的铁链给绞紧，铁链收紧从而把石头给拉到横梁上，石头大概被拉到两米高的时候，轴承上设置的机关装置会释放铁链，石头在重力的作用下，猛地砸向底下的矿石。

地面挖了一个近一米深的坑洞，坑壁四周都用石头给填满，这样里面的矿石就不会被砸到土里，而是在这个坑洞中被破碎。

这个装置最核心的部分就是如何在石杵被拉到最高处的时候释放下来，然后又重新被拉上去。

熊木和熊洪商量之后，采用了一种简单的擒纵机构，结合特制的硬木齿轮，齿轮转到一定的位置——正好是巨石被拉到最高处，擒纵机构正好碰到齿轮缺齿的部分，触发机构上的擒纵叉，传到绞盘上，绞盘会解锁固定铁链的装置，石头就能被释放下来；然后擒纵机构在驴子拉动的情况下，再次固定铁链，重复上面的过程。

“嗯，这次结果还是可以的，”外面是白茫茫的一片景象，熊洪披着柔软暖和的鹿皮大衣，带着帽子跟熊木一起来炼铁坊这边改进破碎的装置，“至少不是一杵下去，铁矿石和石槽一起碎掉了。”

“光这个石槽就改了好几次，采集巨石的人都要把我给吃掉了，只能采用埋在地里的办法，”熊木摇头苦笑，“不过改进后的破碎效率是提升了很多，而且不需要更多的族人在这里，节省下来的人手，就能做更多的事情。”

“嗯，这是当然的，不然我们设计这个装置的意义何在？”熊洪呵呵一笑，看到这个破碎装置起到作用，心情也是大好，“对了，在绞盘和石杵中间增加一道砖墙、最不济也要增加一道木墙隔档，防止飞溅的石头击伤族人和驴子。”

“还有，不管是那个环节，只要是运用了这些机械装置，生产前必须要检查装置，确保这些工具处于正常的状态，”熊洪严肃地说道，“对这些参与生产的族人，也必须开展培训和指导，必须严格遵守操作的流程，防止出现意外，这个由各个工坊的队长负责，出了问题，由你们这些队长来承担。”熊洪很是注意这些生产过程中的意外情况，虽然仅靠严格的管理和制度能够减少一些，但总归是难以避免，之前已经出现过不少违规操作给族人带来的伤害，虽然都不大，也没有造成伤亡，可总归是让人心惊胆战，也影响生产。

“明白，这个事情有必要跟大家都说明，”熊木看到熊洪严肃的表情和话语，也知道这件事的重要性，“我会跟熊山他们都说一下的，等过年前的队长会议，我会整理一下各种制度，保证安全的生产。”

“嗯，如此最好，要知道，每个族人的安全都是我们要保护的，这样我们熊部落才能走的更远。”

正好今天在炼铁坊这边巡查，熊洪也顺带看了一下熊木新设计出来的风箱。

炼铁的过程中，要不间断地给炉子里面鼓风，增加氧气的含量，让炉子里的温度更高，煤炭燃烧的更彻底，这就需要风箱鼓风。

原本炉子旁边的风箱，就是那种普通的木箱结构，通过进风口和出风口以及竹节管道，在木杆的推拉下，产生一些风吹进去；而现在新设计的风箱，则是采用了风扇车的结构，整体看起来也跟风扇车差不多，只不过多了一些扇叶，密封性也更好，而且驱动的动力不仅可以用人力摇动外面的摇把，也可以利用传动装置和木质的齿轮结构，用畜力或者水力拉动。

“这个鼓风装置挺好用，更省力，并且吹进去的空气更多，炉温也更高。经过破碎筛选之后的铁矿石，出铁量也高出不少，”熊山兴奋地说道，他刚刚从铁矿那边赶回来，正好看到部落新做出来的鼓风机，“目前经过初步的筛选和烧结，预先处理的铁矿石，每十斤铁矿，能出四到五斤的铁水，相比之前都翻倍了。”

由于熊部落铁山那边是贫铁矿，导致不仅要破碎，还要进行筛选。而筛选的办法也比较原始，就是用水淘的办法。破碎后的矿石原料放到水里，就会先溶解一些杂质到水里，而铁矿石和杂质等不溶于水的，在水里下沉的速度也不一样，在底部形成的沉淀层也不同。利用这个规律，就能剔除一部分杂质，得到纯度更高的精铁矿。

水洗之后的矿石原料，加上助熔剂(石灰石、生石灰等)和燃料(焦炭粉)等，按比例进行配比，加水混合制成颗粒状烧结混合料，平铺在烧结台上，经点火抽风烧结成块后，再送到高炉进行熔炼。

“不仅仅是鼓风机的作用，对炉子余热的利用也很重要，”熊山继续说道，“你们看炉子的两侧，有两根陶管和大的木箱，可以收集炉子散发的热量，预先加热要吹到炉子的空气，然后再通过这些竹管吹到炉子里，这样能节省不少燃料，也能保证炉子里面的温度。”

“嗯，高炉如果还需要改进的，就由你们商量着来，具体的改动要等到明年，今年冬天结束前，还是用原来的方法，尽快把需要补齐的工具给制作出来，”熊洪说着，拉开牛车上面的木门，“行了，今天到这里来看一眼，我心里就放心多了，争取早日完成生产目标，下个月给所有的族人都好好歇一歇，等到开春，耕地会很忙。”

“好的，这还有不到一个月的时间，如果一切顺利的话，差不多这个月开采出来的矿石足够，剩下的生产，只要等过段时间材料都准备充分了就可以进行，”熊山点头应到，“幸亏有这么多族人的加入，人手充足很多，否则真的没办法按时完成这些任务。”

熊洪也放心了很多，只要不耽误春耕，一切都好说。明年耕地的面积还要再扩充，按照之前的规划，整个部落要耕种近4万亩的耕地，其中有近三分之一需要新开辟，压力不可谓不大，所以不管是哪个生产的工坊，在春耕的时候，都要停止或者减少生产，全力支持石雪的农耕工作。