“洪武高效炉”的成功,在兵仗局乃至整个匠作体系内引发了巨大的震动。工匠们对这位年轻的皇太孙,从最初的敬畏、好奇,转变为发自内心的敬佩。朱雄英用事实告诉他们,他并非依靠皇权强压,而是真正拥有能带领他们走向更高效、更强大生产的智慧。
炉型结构的优化取得了显着成效,但朱雄英并未满足。在多次观摩新炉冶炼过程后,他的目光敏锐地投向了高炉的另一个关键系统——鼓风。
他注意到,尽管明代已普遍采用水力驱动的大型活塞式风箱,力量远超人力,但仍存在几个明显的缺陷。他再次请来老炉头张师傅等人,一同蹲在鼓风水车旁观察。
“张老丈,这风箱用力时猛,歇力时弱,风力一阵一阵,炉火怕是也跟着起伏不定吧?”朱雄英指着那巨大的水车连杆带动下,做着往复运动的风箱活塞问道。
张老炉头连连点头:“殿下明鉴!正是如此!这水车转一圈,风就有一波,炉火也跟着旺一下、弱一下。老师傅们就得时时盯着火色,调整下料快慢,很是劳神。若能有一股子匀称、不停歇的大风吹着,老汉敢说,这炉子肯定更听话,出的铁更好!”
另一位工匠也补充道:“而且这风吹进去是凉的,炉子里好不容易攒起来的热气,多少要被这冷风带走一些。若是……若是这风是热的,那该多好!”他说完自己也觉得是异想天开,讪讪地笑了笑。
说者无心,听者有意。朱雄英眼中精光一闪。
「风力不稳,鼓入冷风……这正是下一个可以革命性提升的环节!多风箱并联稳定风压,废气预热鼓风……这是现代高炉技术的核心之一,但其原理简单,完全可以用现有的技术实现!」
他意识到,这将是一次比炉型优化更具颠覆性的改进,其效果也将更为惊人。他立刻召集了兵仗局的官员和所有顶尖的木匠、陶匠及炉匠。
在工坊的空地上,朱雄英再次用他擅长的泥土模型法,开始阐述他构思已久的“鼓风系统升级方案”。
第一项改进:多风箱并联,稳定风压。
“诸位请看,”朱雄英指着单个风箱模型,“现今一炉配一箱,风力起伏,炉火随之波动。我们何不将二至四个大型水风箱并列安置,通过一个共同的‘集气风管’连接?”
他用手比划着:“每个风箱的活塞由水车错开相位驱动,确保任何时候都有至少一至两个风箱在鼓风。如此一来,通过风管汇合后送入炉内的风力,将不再是脉冲式的,而是持续、稳定、均匀的气流。这好比四名力士轮流推磨,总好过一名力士独自气喘吁吁地推拉。”
他进一步解释道:“这根集气风管,最终连接到一个环绕在高炉底部的‘环形风带’上,再通过均匀分布在风带上的多个‘风口’,将强风均匀地鼓入炉缸。这样,风力不仅能持续稳定,还能在炉内分布得更均匀,使燃烧和反应更加充分!”
木匠和炉匠们听着这巧妙的构思,纷纷点头。将多个风箱并联,利用错峰驱动来平滑风力,这个想法虽然新颖,但其原理简单明了,完全在现有木工和机械制造能力之内。
第二项改进:废气预热鼓风——真正的“王牌”。
朱雄英接着抛出了他思考已久,更具突破性的想法。他指着高炉模型顶部那不断冒出炽热煤气的区域。
“诸位再请看,这炉顶冒出的废气,温度极高,就这么白白散入空中,不仅是巨大的浪费,更是热力的损失。”他目光扫过众人,最终落在几位陶匠身上,“我大明陶瓷技艺冠绝天下,能否烧制出一种大型的、坚固耐热的陶管?”
陶匠首领躬身答道:“回殿下,烧制大型陶管虽不易,但若不计较精美,只求坚固耐热,我等全力以赴,应可制成。”
“好!”朱雄英抚掌道,“我的第二个想法,便是‘预热鼓风’!”
他拿起几根准备好的细陶管模型,铺设在模拟高炉顶部废气通道的位置上。“我们何不将这些大型陶管,铺设在高炉逸出的高温废气必经之路上?让这些废气的热量,去加热陶管。”
然后,他拿起代表空气的细绳,从风箱模型引出,先穿过那些被“废气”加热的陶管模型,再连接到高炉模型底部的风带上。
“如此,我们从外面鼓入的冷风,在进入高炉之前,会先流过这些被烤得滚烫的陶管。风,就会被加热!哪怕只能让风变得温热,再吹进炉子里,诸位想想,会如何?”
朱雄英用最朴素的语言向工匠们解释:“这就好比,我们要给灶膛吹火,不是直接对着冷灶吹冷气,而是先把要吹的气在灶台边烤热了再吹进去。这热风一进去,炉火岂不是更旺,燃烧更充分,也更省炭火?”
这个比喻通俗易懂,所有工匠,无论文化高低,瞬间就明白了其中的关窍!一时间,工坊内鸦雀无声,所有人都被这个异想天开却又合情合理的巧妙构思震撼了!
张老炉头激动得胡子都在颤抖:“殿……殿下!神思啊!用炉子自己跑掉的‘火气’,来加热要吹进去的‘风气’!这……这简直是点石成金的神仙法子!若真能成,省下的炭火,怕是要比改炉型还多得多啊!”
兵仗局的官员也意识到了此举的巨大价值,这不仅是省炭,更是将以往视为废物的热能重新利用,其意义非凡!
说干就干。在朱雄英的整体规划下,兵仗局最优秀的木匠、陶匠、炉匠通力合作。他们首先改造了水力驱动系统,将四个大型风箱并联,通过巧妙的连杆设计错开相位,确保风力持续稳定输出,并建造了集气风管和环绕炉缸的环形风带。
与此同时,陶匠们全力以赴,成功烧制出了数批足够长、足够坚固、且能耐受数百度高温的大型陶管。工匠们小心翼翼地将这些陶管铺设在高炉顶部废气道内,构建起一套原始的“陶管式空气预热器”。
这是一个庞大的系统工程,耗时近一个月。当这套结合了“多风箱并联稳风压”和“陶管预热鼓热风”的全新鼓风系统,最终与那座“洪武高效炉”连接在一起时,所有人都充满了期待,又带着一丝忐忑。
点火开炉!
这一次,效果是立竿见影且震撼人心的!
人们首先感受到的是风力的不同。旧式单风箱那“呼……哧……呼……哧”的脉动声消失了,取而代之的是一种低沉、平稳、持续不断的“嗡——”鸣声,象征着稳定而强大的气流正源源不断地涌入炉内。
更令人惊叹的是预热系统的效果。当工匠们用手试探着触摸预热陶管出口处的风温时,传来的不再是凉意,而是明显的灼热感!虽然无法精确测量,但经验丰富的炉头们估计,风温至少提升了一百多度,甚至可能接近两百度!
热风鼓入炉内,带来的变化是颠覆性的。炉火不再是忽明忽暗,而是呈现出一种稳定、炽白、极具穿透力的燃烧状态。投料速度可以更快,炉况异常平稳,以往常见的“悬料”、“坐料”等顽疾几乎绝迹。
到了出铁的时刻,结果更是让所有人瞠目结舌!铁水奔涌而出,流速极快,色泽比以往任何一次都更加明亮纯净,渣铁分离清晰得如同泾渭分明。
经过严格的对比测算,这套全新的“预热鼓风系统”与“洪武高效炉”结合后,带来的效益是空前的:
木炭消耗量,在炉型优化已降低一成半的基础上,再次暴降三成以上!
单炉日出铁量,提升了近四成!
铁水质量更加稳定优良,大大减少了废品率。
兵仗局内,欢呼声震天!工匠们看着朱雄英,眼神中已不仅仅是敬佩,更带着一种近乎看待神人般的崇敬!这两项改进,尤其是“废气预热”的思路,彻底征服了所有人的心。这已不是简单的优化,而是一场真正意义上的鼓风革命!
消息传到朱元璋和朱标耳中,两人亦是震惊不已。朱元璋拿着兵仗局呈上的详细奏报,看着那惊人的数据,良久,对侍立一旁的朱标叹道:“标儿,英儿此举……已非凡人智虑可及。化废为宝,点石成金,此乃天赐我大明之福!”
朱雄英站在那轰鸣的炉前,感受着扑面而来的热浪,心中豪情万丈。
「稳风压,鼓热风……这小小的一步,却是迈向工业时代的关键一步!大明的刀锋,必将因这更旺的炉火,而变得更加锐利无匹!」
他的技术革新之路,再次迈上了一个全新的台阶。