第四十六章 炼铁高炉

马平把出窑的耐火砖按照完好程度分成三堆,用木槌在砖面上轻轻敲击以听声音的方式来判断砖体的致密程度和是否存在内部裂纹。敲击后从声音特征判断为内部完好的砖块被选作内壁衬层与铁水接触面的主要材料。他在码放砖块时,根据火候不均匀造成的烧结程度差异将它们分别放置在不同区域,用时以深色笔在砖背上标出一组简单的状态记号,以区别于其他等级的材料,使施工时便于区分与调配。

炉体基础开挖工程在耐火砖备齐后正式动工。地基区域的岩面在经过初步清理后由马平指挥凿平和调整了周围的碎屑堆积,使基面完全裸露出合适的作业面。砌筑炉体的石料和备好的灰泥同步从台地运送到炉址位置并分类码放,每批材料在运抵后由工人根据施工进度逐批验收并记录。柴旺在此期间为炉体周边搭建了用于高空作业和材料输送的临时框架平台,平台的立柱全部嵌入地面的预留孔位中固定,底部以碎石和黏土的混合物填充压实,确保多层作业承重时的稳定性。

炉体砌筑由马平亲自负责第一阶段的出铁口和炉缸区域的施工——这一部分的炉壁需要承受最大的高温和冲刷力,砌缝的错位和黏合剂的饱满度直接决定了这一层的耐久性。他在砌筑每一块砖时先用手指在砖面四周涂抹灰泥,然后快速将砖块压入预定位置并调整对齐,灰泥在砖缝之间被挤压出的余量被竹片铲平,多余的灰泥被收走用于下一组砖块的粘合。他向负责其他工序的工人指出了炉体标高线和各层厚度的控制标准,并演示了石灰砂浆与耐火泥的配比确认方式和涂布厚度。完成演示后他退后几步,走到炉体对面检查了各层砌体在垂直方向上的定位和整体配合,确认整个砌体高度没有明显偏移和起伏,已经筑成的部分在当时的天气条件下可以正常凝结和硬化,之后又蹲回原位继续向炉膛内壁层铺设加固用的耐火涂层。

炉体砌筑期间,何老六被抽调到炉址区域负责鼓风装置的设计和安装。鼓风装置需要有足够的压力把空气送入炉缸底部的风口,而南坡现有的手动风箱在持续风量和风压方面都无法满足高炉的要求。何老六在查找材料后设计了一种水力驱动的鼓风系统——在溪谷支流的水位落差段安装一组木制水轮,水轮转动后通过连杆和曲轴结构驱动一对皮制风囊往复鼓风,风囊的出风口通过一段竹管和陶管拼接的风道连接到炉缸下部的进风口。整套系统的动力来源是溪流的持续水流,不需要人力驱动,可以全天候连续运转而不中断。何老六在溪谷边选址构筑水轮基座时调整了入水角度和泄水坡度,使水流的冲击力能够带动水轮达到所需的转速范围。

高炉炉体砌筑完成时,整个炉体的轮廓高出了地面近一丈。炉身呈圆台形,底部直径宽于顶部,炉壁由耐火砖和石灰砂浆分层交错砌筑而成,外层是普通石材作为结构保护层,内层是多层耐火涂层和砌体叠加的隔热与耐侵蚀体系。炉顶敞开着进料口,从顶部可以看到炉膛内壁的耐火层平整光滑,过渡到炉缸部分的收窄段时内壁的衔接处光滑连续,没有凸起或凹陷。炉缸前端的出铁口预留了一个内宽外窄的锥形通道,通道外侧的出口位置下方挖了一条导流槽,导流槽的末端连接着一个用沙土制成的临时铸模坑,用于承接第一炉铁水。炉缸另一侧的排渣口高出出铁口一段距离,导流方向和出铁口不同,朝着炉体侧面的废渣堆放区。

第一炉点火的日子定在炉体全部砌筑完成并经过三天的自然干燥后的第四天。

那天清晨天还没全亮,马平就蹲在炉体底座旁边检查了最后一遍风道的密封性和风口的位置。鼓风系统在前一天已经完成了空载试运转,水轮可以在水流带动下稳定转动,风囊的出风量和压力的测试数据符合预先估算的范围,各连接处也没有明显漏气。何老六在溪谷边的水轮位置确认了闸门的开度和进水量,然后沿着风道走回炉体旁向马平点头示意。木炭、铁砂和石灰石按照预先确定的配比被依次装入炉顶的进料口,第一层铺的是木炭作为引火层,点燃之后等炭火完全引燃后再铺第二层矿石和熔剂的混合料。马平在进料过程中用手感受炉膛内部的温度变化,每隔一段时间就凑近炉壁外侧的观察孔测量一炉膛内料面的高度和底火的状态。

炉膛内的温度在点火后的几个时辰内逐步攀升。外层炉壁的温度也随之升高,手指靠近时能感觉到一股持续的热辐射从炉壁表面向外散发,将周围的空气加热至可感知的暖度。炉膛内火焰燃烧的响动通过炉体结构传播到外部,在炉址附近形成了一阵持续的、轻微的振动感,像是空气本身在缓慢地持续波动和移动。

出铁口在点火后的第八个时辰被首次打开。马平用一根铁钎从出铁口的外侧捅入,打通了炉缸内积累的液态铁水与出口之间的通道。铁水从出铁口涌出来时是一道明亮的橙白色细流,在炉体底部的导流槽中缓慢流动,温度极高,所到之处沙土表面发出轻微的嘶声并冒出细小的白色水汽。铁水流入铸模坑后在坑底铺开一层,冷却后凝固成一块暗灰色的铁锭,表面在冷却过程中形成了一层细密的波纹状冷却纹。

第一炉铁水的产量没有达到预期,出铁的时间也偏短。铁水流出的总时长不够长,铸模坑中形成的铁锭厚度也偏薄。马平在确认铁水停止流出后封闭了出铁口,然后退后几步蹲在铸模坑旁边用手扇开坑面上方残留的热气,以观察冷却后的铁锭表面状态和断面结构。他看了一阵之后站起来走回炉体旁,通过观察孔查看炉缸内部的料面高度和残渣分布,又把当天的进料记录和实际出铁量做了一次对比,计算了出入之间的差值。他在计算完成后,将差值标注在进料量的备注栏中,并写下了增加燃料层的厚度和调整熔剂配比比例的初步调整方向,为后续调整提供参考依据。