鋼鐵時代 在提高爐膛溫度中，高爐技術的演變過程

人類掌握了火 就掌握了征服自然的利器 火燒到五六百度 可以取暖做飯 溫度再高一些 可以燒磚蓋房 超過八百度 可以製出陶器 超過一千度 就可以製造青銅器 一千兩百度以上 就能燒製陶瓷 提高溫度 成爲鋼須 成爲衡量科技水平的標尺 古人發現 爐子氣的越高 燃燒越猛烈 西方塊鍊鐵的爐子 也就半米高 反正燒完要砸掉 所以很簡陋 而中國古代 掌握了黏土磚技術 建設了永久高爐 在漢代達到頂峯 漢代的高爐 採用橢圓形的截面 再扁的兩側鼓峯 使得風力能夠吹到中心 能達到更大的容積 下部向外傾斜 增加煤氣和爐料的接觸 提高反應效率 有利於爐料下落 高爐耐火磚 堅固耐久 保溫好 爐溫可以達到1300度 鐵水可以流出 實現了連續生產 繼漢代1500年後 歐洲開始普及高爐 它延續了東方的結構 又有自己的特點 它更厚實 外層是石頭 內層是可以自稱的 耐火磚內襯 漢代高爐 設置臺階 人力加料 歐洲高爐則利用地形高差 用小車運 通過木製的水輪 帶動鼓風器 儘量節省人力 生鐵水出爐 大概1200度 用來鑄造鐵器夠了 但鍊鋼還不行 需要更高的溫度 中國用炒鋼法 歐洲在此基礎上更進一步 在攪拌爐上面加蓋子 減少頂部開腸 熱氣上升造成的熱損失 這是東方工匠沒有想到的 它使熱氣聚集 熱量輻射給上蓋 又反射回來 通過反射蓋這個創新 人們把爐溫提高到1400度 這是新記錄 但還沒能到熟鐵的熔點 隨着攪拌進行 鐵水越來越稠 直至結塊 要精準地鍊鋼 溫度要1600度以上纔行 之後的平爐鍊鋼法 終於達標 贏得了這場溫度接力賽 它除了加反射蓋外 還採取兩個新辦法 一是採用燃氣 二是將燃氣和空氣預先加熱 火焰的實質就是燃氣在燃燒 焦炭先被氧化 放出了一氧化碳 使用燃氣跳過了這一步 更加直接 用耐火磚式 將燃氣和空氣預熱到1000多度 增加初始的能量 再噴進爐子燃燒 成功使爐堂溫度達到1800度以上 電氣革命後 人們採用電爐鍊鋼 溫度提高到2000度 有了這個爐溫 煉什麼鋼都不在話下了 馬丁爐之前 是備賽脈轉爐 在廣泛應用 它利用去碳過程的反應熱 不經過熟鐵階段 省下燃料費用 1856年它宣佈成果後 投資者們熱情高漲 但煉出的鋼質量很差 備賽脈被罵爲騙子 它試驗後發現是鐵礦石不同 投資者用的礦石中含磷 造成熱脆冷裂 但沒人聽他的了 備賽脈借錢 自己建鍊鋼廠 從瑞典進口不含磷的鐵礦石 以市場價格的十分之一 出售它的優質鋼 幾年後就發財了 轉爐法也隨之推廣開來 這件事讓人們對爐秤重視起來 以前人們通過鍛打的鋼 不用考慮容器的材料問題 溫度問題解決後 用什麼來盛住鋼水 就很關鍵了 好比用食鹽做的碗來盛水 無論用什麼辦法提純 水都會是鹹的 備賽脈轉爐的內壁 是用沙子混合粘土製成 沙子成分是二氧化硅 高溫下成酸性 是沒法去除磷元素的 人們意識到 需要一種鹼性物質來做爐秤 二十多年後 英國人托馬斯才找到合適的材料 那就是美的化合物 用白雲石和煤混合 再加入鹼性石灰 這就是托馬斯轉爐法 德國比利時等地 蘊含着豐富的高磷鐵礦 這樣就可以充分利用了 托馬斯轉爐在歐洲開始盛行 根據爐秤不同 平爐法和電爐法 也分了酸性和鹼性 此後 化驗鐵礦石成分 成爲選擇高爐的首要工作 一百多年前 晚清滬廣總督張之洞籌辦漢陽鐵廠 當英商建議他送鐵礦石樣本化驗時 張之洞拒絕說 天朝地大物薄 什麼都有 結果買錯了高爐 產品脆裂 賣不出去 一時陷入絕境 後來花錢買了新高爐才解決 這就是歷史上漢陽鐵廠的高爐危機 落後的近代中國 曾經爲工業化付出過不少學費 我們就是這樣一步步成長起來的 爐堂溫度由起初的一千度 提高到兩千度 東方和西方文明相互接力 用了上千年的時間 解決了溫度和材料問題後 廉價鋼的時代到來了 也就意味着遠洋巨輪 摩天大廈 巨型吊橋的出現 到今天 中國的可控核聚變裝置 已經達到了一億度高溫 主要問題依舊是溫度和材料 如果這兩個問題能夠最終解決 廉價能源的時代將會到來 星辰大海將會被開啓 人類將走向新的紀元