铁矿的发现,犹如一剂强心针,注入了周明和整个部落的心脏。在经历了食物危机和流民涌入的焦虑之后,这赤红色的山体,无疑是文明进步的希望之光。周明知道,从石器时代迈向铁器时代,是人类文明发展史上的一个里程碑,而他,将亲手在这片苦寒之地,开启这个伟大的进程。
然而,从“发现”到“利用”,中间隔着万丈深渊。周明前世虽然是材料科学博士,理论知识储备惊人,但对于这种原始的冶炼工艺,他毕竟缺乏实践经验。他脑海中浮现的是现代冶金工厂里巨大的高炉和精确的控温设备,而他现在所拥有的,只有最简陋的工具和一群对“冶铁”一无所知的猎户。
周明没有浪费任何时间。回到营地的第二天,他便召集了铁山和几名壮年猎户。
“我们要把那些红色的石头,变成我们能用的铁!”周明指着勘探队带回来的铁矿石样本,语气坚定。
猎户们好奇地围拢过来,小心翼翼地触摸着那些沉甸甸的矿石。他们仍旧无法理解,这些普通的石头,如何能变成比石头更坚硬的利器。
“周小郎,那……那要怎么做?”铁山问道,眼中带着一丝兴奋,又带着一丝茫然。
“第一步,我们要建造一个炉子!”周明说着,便带着众人来到山谷靠近铁矿山体的一处平坦地带。“炉子要足够高,足够结实,这样才能达到我们需要的温度!”
他指点猎户们,就地取材,用黏土和石块搭建炉壁。周明回忆着高炉的基本结构,在地上画出炉体的雏形:一个高约一人,底部逐渐收窄的圆锥形土炉。他指导猎户们如何将黏土和碎石混合,如何夯实炉壁,确保炉体能够承受高温而不会轻易垮塌。
“炉壁要厚实!越厚越能保温!”周明反复强调着,他甚至亲自上手,用手感受黏土的湿度,指导猎户们一遍遍地夯实。
猎户们虽然不明白原理,但对周明的指令言听计从。他们挥汗如雨,用最原始的方式,一点点地堆砌着这座“希望之炉”。翠儿也带着妇孺们,负责搬运石块和黏土,小脸上虽然沾满了灰尘,却充满了干劲。
足足花了三天时间,一座粗糙的土炉才勉强成型。炉子底部留了一个小小的出渣口,炉身则预留了进料口和鼓风口。
“下一步,准备燃料!”周明指着堆积如山的煤炭,“把这些煤炭敲碎,越碎越好!”
猎户们用石锤将煤炭敲打成大小不一的碎块,虽然没有焦炭,但煤炭的燃烧热值远高于木炭,周明希望这能弥补一部分不足。
“然后是鼓风设备。”周明皱起眉头。这是最关键的一步,也是最困难的一步。没有现代的鼓风机,如何能为炉膛持续提供氧气,达到冶炼所需的高温?
他想起了古代最原始的皮囊鼓风。他指导猎户们,用两张完整的、柔软的兽皮,缝制成两个巨大的囊袋,底部用木棍支撑,顶部留孔连接木质风管。再用两块木板作为活塞,套在囊袋上。
“这个活塞,要上下抽动!”周明一边示范,一边向猎户们解释,“这样,空气就会被压入风管,送入炉膛,让火烧得更旺!”
猎户们费了九牛二虎之力,终于制成了两套简陋的皮囊鼓风机。每套需要两个人协作,一人负责抽动活塞,一人负责按压皮囊,将空气挤压出去。
一切准备就绪,周明站在土炉前,心情既兴奋又忐忑。他知道,理论和实践之间,往往隔着巨大的鸿沟。
“好了!点火!”周明一声令下。
猎户们将碎煤炭投入炉膛,引燃。熊熊的煤火很快在炉膛内燃烧起来,发出炽热的光芒。两名壮年猎户负责鼓风,他们卖力地抽动着活塞,皮囊发出“呼哧呼哧”的声响,将空气源源不断地送入炉膛。
炉膛内的温度开始迅速攀升,红色的火光从炉口喷涌而出,热浪扑面。周明甚至能感受到那股灼热的气息,烤得他脸上生疼。他不断地指示猎户们投入矿石,他甚至要求他们将矿石提前在火上烤过,去除其中的水分。
时间一分一秒地过去。周明紧张地盯着炉口,他脑海中不断回放着冶金的原理。**铁矿石中的铁氧化物,在高温下,需要通过碳的还原作用,才能将氧剥离,得到纯净的铁。**而这个过程,对温度和还原气氛的要求极为苛刻。
炉内的煤炭越烧越旺,渐渐地,炉口开始冒出浓烈的黑烟,带着硫磺和焦油的刺鼻气味。猎户们被呛得咳嗽连连,但周明却毫不在意,他只是死死地盯着炉膛。
终于,当炉内的温度达到周明判断的极限时,他命令停止加料,等待结果。
漫长的等待,仿佛过了几个世纪。当炉膛内的火焰渐渐熄灭,只剩下焦炭的余温时,周明的心提到了嗓子眼。他小心翼翼地打开出渣口,用一根木棍探入炉内,试图掏出期待已久的铁块。