公元1258年，己未，南宋寶祐六年，蒙古憲宗八年，東海商社登陸第四年。
四月初四，金口堡。
計(jì)劃總是隨著變化進(jìn)行的。
金口地區(qū)，最初是作為農(nóng)業(yè)基地和商業(yè)港口規(guī)劃的，然而現(xiàn)在還沒墾出多少地，商業(yè)更是沒影子，金口堡的上空卻已經(jīng)飄起了道道黑煙，有了點(diǎn)工業(yè)都市的苗頭。
去年商務(wù)部勘探出通過五龍河從萊陽縣運(yùn)輸?shù)V石回本土的航路后，為了省事，就把整條航路分為兩段，先用內(nèi)河小船把礦石運(yùn)到金口堡，積攢到一定數(shù)量后，再派創(chuàng)世號(hào)一次全拉回闊馬區(qū)。
統(tǒng)合部注意到了這個(gè)情況，干脆在金口堡批了一個(gè)煉鐵工坊，就地把礦石煉成生鐵，以節(jié)省運(yùn)力，順便利用金口堡附近的木材資源。畢竟經(jīng)過三年的亂砍濫伐，半島區(qū)和闊馬區(qū)周邊也到了該合理利用森林資源的時(shí)候了，得把木材來源向外拓展才行。
嗯，雖然從萊陽買到了煤，但煉鐵還是要用到木炭的。木炭在煉鐵作業(yè)中有兩種用途：一是作為燃料提供熱量，二是作為鐵礦石的還原劑，也就是用碳與氧化鐵中的氧反應(yīng)，生成二氧化碳飄走，還原出單質(zhì)鐵。
煤也可以完成這兩個(gè)作用，但其中富含磷、硫等雜質(zhì)，會(huì)混入鐵中嚴(yán)重影響質(zhì)量，所以不能直接用來煉鐵。要想避免這一點(diǎn)，必須先把煤煉成焦炭，除去雜質(zhì)才行。
不過不是什么煤都能煉成焦炭的。武備組反復(fù)試著把萊陽煤干餾了幾次，都得不到堅(jiān)固的焦炭，而只煉出了一些一捏就碎的半焦。這樣的半焦跟鐵礦石混合冶煉的時(shí)候，會(huì)因?yàn)閺?qiáng)度不夠而粉碎錯(cuò)位，造成鐵炭混合不勻的情況，導(dǎo)致煉鐵失敗，所以是不能直接用于冶鐵的。不過半焦的熱值很高，相比木炭或者未處理的煤能夠大大提升爐溫，作為燃料還是很好用的。
武備組在金口堡建了一個(gè)小冶鐵爐，主要使用木炭做燃料和還原劑，但在開爐等工序時(shí)會(huì)用半焦輔助加熱。這個(gè)小冶鐵爐從最頂上加入石灰石、木炭和選礦處理后的鐵礦石，鐵礦石與碳在高溫下反應(yīng)，生成單質(zhì)鐵、二氧化碳和一氧化碳。嗯，這個(gè)過程有時(shí)會(huì)產(chǎn)生多余的一氧化碳，所以加料其實(shí)是非常危險(xiǎn)的，為此機(jī)械組又做了一個(gè)加料吊車，讓勞工站在地面上操控吊車加料。單質(zhì)鐵又在高溫下融化成鐵水沉入冶煉爐底部，之后就可以從放料口放出來，撇去爐渣，鑄成生鐵錠了。
因?yàn)闋t子小，生產(chǎn)周期也比大型高爐短一些，大約2個(gè)小時(shí)可以出一鍋鐵水，不過一鍋也就五六十公斤。按理說這種爐子應(yīng)當(dāng)24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，但現(xiàn)在沒有夜間照明，東海商社也支撐不了這種工作制度，更別說原材料不夠，所以都是生產(chǎn)一天檢修一天。一個(gè)月只能生產(chǎn)五千公斤左右的生鐵，燃料消耗也很大，跟后世以“萬噸”為單位的鋼鐵業(yè)根本沒法比。
這個(gè)小冶鐵爐其實(shí)主要是依靠土著技術(shù)建筑起來的——股東們雖然理論上懂得不少，但畢竟誰都沒真正干過這活，真搞起來還是得靠有經(jīng)驗(yàn)的師傅們才行。所幸中國是最早普遍采用高爐冶鐵的文明，不但徐州利國監(jiān)、兗州萊蕪監(jiān)等大型冶鐵基地普遍使用，民間也很常見，因此學(xué)習(xí)一下還是不難的。
不過現(xiàn)在常見的所謂“高爐”實(shí)際上并不高，爐型矮胖，只能說能出鐵，并不能充分利用燃料和提高爐溫。因此工業(yè)部在借鑒的基礎(chǔ)上，大幅提高了爐身的長(zhǎng)徑比，冶煉效果好上了不少。
而且，憑借石灰石造渣這個(gè)“秘方”，他們能除去鐵水中大量的硫、磷，大大提升生鐵的質(zhì)量。更不用說，東海商社引入的定量分析和標(biāo)準(zhǔn)化思維，能夠?qū)ιa(chǎn)過程進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，不斷提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，很快就會(huì)把停滯不前的古典冶鐵業(yè)甩在身后。
有了自己的冶煉爐之后，生鐵產(chǎn)量就超過坩堝煉鋼法的處理能力了。因此工業(yè)部又在金口堡建了一個(gè)“攪煉爐”，用于把生鐵脫碳成熟鐵。
攪煉爐的原理和炒鐵法一致，都是不斷攪拌鐵水，讓空氣帶走過量的碳和雜質(zhì)，生成熟鐵，和東海版坩堝煉鋼法的前半段也是一個(gè)道理。這個(gè)攪煉爐規(guī)模更大，相比坩堝能處理多得多的生鐵，但也是因此使得它沒法達(dá)到坩堝那樣的高溫，最后的產(chǎn)物是固態(tài)鐵團(tuán)而非高溫鐵水。這也使得它沒法加入生鐵提高碳含量，最后得到的是傳統(tǒng)意義上的熟鐵而非已經(jīng)小有名氣的東海鋼。
不過這問題也不大。攪煉爐得到的熟鐵脫碳程度沒有高溫的坩堝熟鐵那么徹底，比之前偶爾得到的低碳鋼低不了多少，而強(qiáng)度比市面上的普通熟鐵強(qiáng)多了。不是什么地方都必須用鋼的，有熟鐵用總比沒得用好，加工起來還容易些。而且這些熟鐵還是可以送去闊馬工坊煉成工具鋼的，還省了那邊一道脫碳的工序，可以調(diào)整工藝擴(kuò)大產(chǎn)能。
剩下的就直接打造成各種鐵器了。由于經(jīng)過了兩道除雜質(zhì)工序，這些熟鐵品質(zhì)大大強(qiáng)于同時(shí)代的普通熟鐵，武備組拿去打造火槍，檢測(cè)下來的結(jié)果是“還不錯(cuò)，與以前的低碳鋼差距不大，加工還更快了”，這就大大擴(kuò)充了火槍的原材料來源。
攪煉爐還有另一種用法，那就是隔絕空氣加熱攪拌。這種方式下，雜質(zhì)仍然會(huì)從鐵中排出去一部分，而碳含量則基本不變，從而維持熔融鐵水的狀態(tài)。更妙的是，這個(gè)過程中，高溫鐵水還會(huì)將爐底的石英材料少量還原，略微增加鐵水中的硅含量，使得鑄鐵結(jié)晶時(shí)能生成石墨化組織，成為優(yōu)質(zhì)的灰口鑄鐵?；铱阼F不但性能大大強(qiáng)于傳統(tǒng)的白口鑄鐵，還可以切削加工，為鑄件的精細(xì)化提供了基礎(chǔ)。
所以，用攪煉爐既可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)熟鐵，又可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鑄造用鐵水。不過這兩種用途所需的技術(shù)指標(biāo)實(shí)際上是矛盾的。生產(chǎn)熟鐵時(shí)，由于最后要對(duì)“面團(tuán)”鍛造加工，很費(fèi)力氣，所以一次熔煉的規(guī)模不能太大，有個(gè)四五十公斤就差不多了；而生產(chǎn)鐵水時(shí)，則要求量越多越好，以鑄造更大的鑄件。
工業(yè)部察覺到這一點(diǎn)后，就決定在金口堡建設(shè)兩個(gè)攪煉爐，一個(gè)爐腔小但爐壁厚，用于冶煉熟鐵，另一個(gè)盡可能把容量做大，用于熔煉鑄造用鐵水。前者倒是好搞，后者就要費(fèi)一番手腳了。最后，他們做出了一個(gè)能熔煉300kg鐵水的鑄造爐，外形看上去仍然不大，內(nèi)徑不過半米，不過這已經(jīng)是目前技術(shù)的極限了——既是爐子制造技術(shù)的極限，也是鑄造技術(shù)的極限。
這下子武備組可就高興壞了，他們終于能實(shí)現(xiàn)早就做好的設(shè)計(jì)，開始鑄造新型火炮了。于是他們又在金口堡建設(shè)了一個(gè)鑄炮工坊。這下子金口堡從冶煉到鑄造一條龍全有了，好好的一個(gè)商業(yè)港口就這么發(fā)展成了重工業(yè)基地。
但是，這年代的繁華商業(yè)港口到處都是，可重工業(yè)基地還能去哪里找呢？