族长更重要的任务,应该是指引部落发展的方向。
张洪从制作陶器的熊木那里要来了一个徒弟——熊山,熊山人如其名,长得壮壮实实的,平时张洪与熊木探讨制作陶器的技术问题时,熊山在旁边也能偶尔插上一些话,并且在熊木研究新的技术时,都是熊山在指挥着其他人做陶器,所以他过来学习炼铁技术,后续掌握部落冶炼金属的工作,张洪还是很满意的。
炼铁需要有坩埚,然后是风箱,还要再修个高炉,用现在烧陶的办法来炼铁肯定不行,温度达不到不说,还不容易操作。
但炼铁的原理与陶器类似,炉子不行就盖个更高的,温度达不到就用煤,风箱不够那就做个更大的风箱。
除了要解决这些问题,还要处理原材料,制作模具等等,千头万绪,几乎就是要靠徒手搓出来铁质工具。幸好张洪对炼铁的基本过程还是有点了解,对所需的步骤也比较熟悉。
在后世,大家都知道中国是铁矿资源总量丰富、矿石含铁品位较低的国家,但是,在这个时代,要求不用那么高,只要有铁矿石和煤炭,张洪就已经很满足了。
只要能将金属铁给提炼出来,哪怕含碳量高一些,杂质多一些,质量差一些,只要不影响短期的使用就行,铁器的优点怎么着也要比石头工具要强。
铁矿石,之前也发现过不少,部落附近就有一些含有不少铁锈颜色的石头,张洪选择了一处出产矿石较好的地方,利用每日打猎回来的时间,带着族人每天或抱或提,带回来不少铁矿石,在院子外面东面的围墙处集中堆放,都快成了一座小山。
有了铁矿石,煤炭也必不可少,更加幸运的是,部落很久以前就有使用这种黑色石头用来烧火取暖的经验了,而且部落周围也有煤矿,虽然煤炭的品质同样不高,但足够炼铁所需。
现在部落使用的煤条,就是将煤炭敲碎与黄土混合,加水搅拌均匀后,捏成泥条晒干制作而成的。
由于之前技术、条件有限,加之下雪影响,安置冶炼的设施迟迟没有准备好,这几天,终于算是完工了。
张洪计划在院子外搭建简易的冶炼设施,为了方便工作开展和处理部落里的事情,张洪还特意让人在东面的围墙上开了一道小门,在外面用泥土和石头堆砌了一个只有两米多高的简易熔炉,还在炉子周围围了一圈土,形成了一个阶梯形状,这样制作而成的简易熔炉,张洪自然不指望它能有多好的效果,但还是那句话,现阶段,只要够用就行,效率低一些,成本高一些,都可以接受。
为了增加炉内温度,提高铁矿石的熔化速度,张洪还在旁边挖了一个小的圆坑,利用树皮、树枝和麻绳、兽皮,做成了一个安置在地上,高约半米的鼓风机。
要是有个风箱就好了,张洪奢望地想到,风箱首先得有木板,而部落没有太多锋利的石头,也就无法提供平整一些的木板。所以张洪只能用泥土和树皮,做一个简易的鼓风机。
这个鼓风机很简单,在地上挖一个直径30厘米的圆的浅坑,然后在中间圆心处,插上一个一米多长的细木棍,木棍在地上钻一个深约10公分的小洞,作为旋转的圆点;随后,在浅坑的外围逐渐砌土,慢慢堆高,在底部留一个口子与高炉连接,便于输送空气;最后,当垒到30公分左右时,开始逐渐封顶。
在封顶前,将木棍周围交叉绑着规则形状的树皮或者坚硬的兽皮,然后用专门烧制的、底部中间带有一个小孔的陶器倒扣在顶上,小木棍穿过陶器的洞;然后张洪又拿出了一个类似于弓的东西,弓弦在木棍上缠绕两圈,然后推动弓前后运动,便能在底部产生空气流动,从而增加高炉内的氧气含量,提升炉温。
接着就是燃料,部落周围发现了一些浅层的煤炭,而且在张洪的有意引导下,部落里用煤的地方很多,节省了很大的时间和精力去收集树木制造木炭,并且煤炭的热值要比木炭高很多,部落里很快将煤炭用于取暖、做饭、烧制陶器等生活中,张洪还将后世的煤球给照搬了过来,将黄土、煤炭、木炭打碎兑水混合,捏成一小块一小块的,晾干后就能很方便的使用了。
原来部落取暖、做饭、照明,都是燃起一堆火,很不方便不说,还要有人一直照看着火堆,防止熄灭,生火现在很麻烦,而现在有了煤球,无论做饭、取暖都比较简单,用黏土包裹着碎草、小石子制作的煤炉里,一直燃烧着煤球,炉子不做饭的时候,熊火、熊灶就添加上几块煤球,将底部的进气口留一点点缝隙通风,不让炉子熄灭,炉子上放着装满水的陶盆,这样在大家狩猎或者饭前,能够有热水使用,或者等饭点直接用来煮肉。
部落的照明问题,张洪将入秋以来历次打猎的猎物的油脂都收集了起来,还从靠近原来树部落的地方收集了一种类似于蓖麻的植物种子,将这些种子放在陶盆里用小火在下面翻炒,等七八分熟端下来,再用兽皮包裹住用石块压,就形成了一些油。
这些油异常珍贵,而且用作油灯,使用起来效果也有限,但给部落的夜晚带来了光明,在晚上,部落里所有人就围在教室里,借着如黄豆大小的灯光听张洪教大家识字。而张洪等人趁着这个时候围在油灯旁设计高炉的制作。
用于炼铁的炉子、燃料和风箱都做好了,接下来就是坩埚,这个东西在炼铁中作用非常大,张洪也只能用黏土混合着破碎后的陶片、石英砂等制作一些。
破碎后的铁矿石原料装入坩埚中,跟煤炭一起被投入炉子里,点火煅烧后,添加煤炭并鼓风,直到坩埚中的铁矿石完全熔化后,用一根木棒快速地将表面浮起的残渣给捞出来,然后静置一段时间,再次快速地从炉顶用沾湿水的木夹子将坩埚里的溶液,上层漂浮着的灰尘和杂质给撇去,接着将剩下的溶液给倒入另一个烧的通红的坩埚中,以祛除底部的杂质,然后多次转炉,直至铁矿石溶液中杂质含量降到最低。在这个过程中,因为相邻的炉子比较多,中间转炉的过程溶液温度下降的也不多,经过多次转炉后,就可以将融化后的铁汁倒入到提前用泥土制成的模具中。