第172章 高端的技术改良往往只需要朴素的方式

    诸葛瑾此行的态度非常谦和，加上他说话也比较专业。蒲胜和蒲元一听就知道这是个懂行的，还不瞎指挥，也就很快消弭了内心的紧张。
    “都说诸葛兄弟无所不知无所不能，看来所言不虚了，没想到诸侯连冶铁锻钢也这么有见地。”
    年轻的蒲元原本对于自己那点自留地，还是非常有底气的。听了诸葛瑾的话后，才忍不住暗暗赞叹。
    双方磨合切磋了大约一刻钟，诸葛瑾也就渐渐摸清了对方如今在打铁上的一些需求和隐痛点。
    诸葛瑾原本以为，今天的工作展开，会跟很多攀科技种田的穿越小说一样，自己一上来就有机会指点蒲家叔侄：高炉越高、炉膛越大、炉体材质越耐火，炼铁效率就会越高！
    来之前，他甚至把“铝酸盐土壤烧砖更能耐火”之类的点子都想好了，还准备拿出几个材料学领域的配方，让古人惊为天人、纳头便拜。
    但是聊完之后，他才发现，事情还远远没到那一步呢。
    蒲元虽然年轻，但也打了五六年铁了，从学徒算起，更是有将近十年，蒲胜更是打了三十多年铁。而这两人从头到尾，都没有加高加大炉子、提升炉子耐火性的需求。
    最后还是诸葛瑾主动试探性提出：“如果给你们一种可以耐受更高炉温的材料，来打造熔炉，你们能不能提升炼铁的速度和产量？”
    而蒲元只是一愣，都不用附耳转述给伯父听，他自己就直接回答了：
    “这种材料……根本用不到吧，如今的炉温，连把这种红泥糊的炉子烧到红热发软都做不到，普通红泥已经够耐火了。”
    这个回答，着实让没有心理准备的诸葛瑾，觉得一拳打在了棉花上。
    好家伙，原来汉末的熔炉最多只能到1100度、并不是因为炉膛耐热极限的限制吗？而是火焰温度本身就太低？这才是最短的短板？
    这跟诸葛瑾原先的预测认知颇有出入。
    他倒也知道，后世到了近代工业化时期，德国人搞了热风炉，把通进炉膛的空气提前预热，最终做到了1600度的炉温，连纯铁都能直接熔化。不过那玩意儿能耗是非常高的，加热空气的热量浪费也极大。
    但是，哪怕没有热风炉，就往炉膛里吸进冷气，要把炉温提高到1400度还是做得到的，距离如今的工艺水平，至少还有三百多度的提升空间呢！
    这三百多度的提升空间，主要瓶颈难道不是炉膛本身的耐热极限吗？
    诸葛瑾不得不收起成见，愈发虚心地和蒲元、蒲胜一個点一个点探讨，不再预设任何观点。
    然后，蒲元才在一点点的排查中，提到了一个制约性的因素：“将军，据我所知，要把炉温继续提高，关键还是鼓风不够快。鼓风越快，进气越多，木炭燃烧才越快，才越容易变热。
    我们如今用的鼓风器还是皮橐（tuo），此处工坊濒临江河，有水排连接皮橐，鼓风已经能比手压更快些，所以炉温也能比那些没有水排的工坊高些。如果能让风进得更快，咱就能烧熔出杂质更少的生铁水，烧熔速度也更快。”
    众所周知，合金的熔点是低于合金中的主料金属单质熔点的，杂质越多越不纯，熔点就越低。
    所以纯铁熔点要一千五百多度，而杂质越多的生铁越容易熔化。一千一百度就能把熔炉里的劣质生铁水烧熔出来，而如果升到一千二百度，就能进一步除杂，熔出更纯些的铁水，越纯越难熔。
    蒲元虽然没有精确的“温度”概念，但他凭经验就可以判定，目前的炉膛耐火性还绰绰有余，只要鼓风效率上来了，让燃料燃烧更快，再提高个百来度炉温不是问题。
    而诸葛瑾听他提到“水排”后，才眼前一亮，让蒲元立刻带他去看实物。
    几人绕出院子，才看到院墙后面打了个大洞，有一架类似水车的东西、延伸到河边引出的一条沟渠中，沟渠里的水流冲刷轮子、带动曲轴连接的一个木柄皮囊不断推拉，把皮囊里的空气鼓进炉膛。
    水排的形状跟后世的水车还是有很大差距的，但也不是前些年掖庭令毕岚发明的翻车。
    这是一百多年前南阳太守杜诗发明的水力鼓风装置，不过因为地理受限，并没有全面推广开来，很多地方没有流速合适的河流来安装。
    按照蒲元的介绍，如果没有这种水排鼓风的皮橐，就靠那些小铁匠铺的人力手拉皮橐鼓风，那么估计炉温最多也就刚刚一千度出头，连一千一都达不到。
    而诸葛瑾仅仅看了一眼，就发现这玩意儿至少还有两个可以改良的点：
    首先是水车的形状，他后世见了那么多水车，完全可以照着记忆优化。
    其次就是鼓风的东西，都有水车了，还特地弄个皮革气囊做活塞运动推拉，效率也太低了。
    直接搞个电风扇哦不是“水风扇”，或者说“水力换气扇”不好么？
    什么样的做功方式、换气效率最高，这是现代小学生都知道的常识。
    不然后世电风扇、换气扇就不会长那个样子了，那都是千百年来物理学、流体动力学经验积累的结果。
    诸葛瑾虽然搞不定电，但把动力源换成水不就行了么。
    当然，他也稍微懂点儿大物里的流体动力学，知道电风扇那种形状，在低转速下鼓风效率还是很低的。
    不过这也不是什么问题，给水车的动力输出端加个木齿轮，或者皮带传动的链轮，搞出变速机构，大轮子转一圈抵风扇小轮转几十圈，那速度就够了。
    自己虽然做不出每分钟几千转的风扇，但是搞个每分钟几百转还是轻松的，哪怕用木片做扇叶，强度也够了，实在不行就让这群铁匠打造铁质的风扇叶！
    至于扇叶的斜率，可能要多反复试验一下，看看多大的斜率配多大的转速效率最高，需要实践来检验。
    诸葛瑾只是隐约靠他那点物理知识，记得“汽轮机/风扇叶片转速越大，叶片斜率要越高，转速越慢，斜率越低”。
    所以后世舰船的螺旋桨转得慢，斜率都不大。飞机螺旋桨转得快，斜率就大得多。汽轮机或涡轮机的叶片斜率就更大了。
    想到了这一点后，诸葛瑾就拉着蒲元他们先去别处考察，然后给身边的侍从吩咐了几句，让他们去找诸葛亮和黄月英赶紧来一趟。
    ……
    大约一个时辰后，诸葛亮和黄月英就到了。诸葛瑾也不客气，直接使唤弟弟弟妹：“阿亮，你们有空帮着琢磨琢磨，能不能把这个水车搞个皮带轮子加减速。
    大轮转一圈小轮转十几圈甚至更多，然后小轮的轴拖几根木质叶片或铁片，对着炉膛风道鼓风，看看能比皮橐鼓风火力猛多少。”
    诸葛亮和黄月英没想到居然是这样的任务，不过好在这天诸葛亮确实不忙活，他们也觉得这事儿新奇，挺有兴趣，就立刻帮着着手了。
    尤其黄月英，这几天原本已经在琢磨改良刘晔投石机的问题，她已经得了诸葛瑾交代的“搞配重式投石机”这个大方向思路，正在琢磨投石机蓄力时、怎么把沉重的配重用省力杠杆或滑轮给起吊起来。
    所以眼前这项需要给水车“加转速、减扭矩”的变数传动机构，让黄月英也颇觉互有相通之处。她稍一琢磨，隐隐然觉得脑海中一个困扰了两三天的小问题，忽然就融会贯通了。
    而工坊里匠人本来就多，也有会木工活的，一大堆工匠按照他们的指挥动手，诸葛瑾还和弟、妹偶尔交流切磋，微调优化，落日之前，居然就把第一台“木轴水力换气扇”样品给做出来了。
    众人忙活了大半天，疲累得不行。但是看着这个新东西接到炉子的鼓风进气口上，往里源源不断地吹风，再也没有皮橐鼓风的停顿感、间歇感，蒲元和蒲胜都是两眼放光。
    “这也行？天下还有直接转轮子鼓风的？诶，这不就是风车吗？不过普通风车转得比风还慢，这个转得快多了。瞬息之间便是好几十圈了，要是用铁片打造风车叶子，估计能转得更快更稳吧！”
    “对啊，我们原先怎么就没想到呢？风车不就是风力吹在上面、推动车叶吗？这是反过来，别的力快速推动车叶，然后扇出风来，这风还不小呢，比鼓皮橐大多了！”
    “快看！炉膛里的亮光更白了！肯定是风吹得快木炭也烧得更快了，快加木炭！继续加木炭！增加一倍人手往里倒炭！”
    蒲元等人兴奋得直跳脚，连忙指挥那几个苦力烧炭工往炉膛顶部倒入更多的木炭。
    随着呼啸的风力鼓进炉膛，炉温估计比原本皮囊鼓风时更高了大几十度，众人很快就发现铁水流出来的速度肉眼可见的变快了一些。
    而且铁水的颜色也没原先那么暗沉，而是更加炽白些，显然杂质都变少了。有了这个结果，刚才的付出都是值得的。
    “诸葛一门，真是全都是神人呐！竟能一天之内，让咱数百年来都没法升温的炉温，又烧热了那么多，炉膛都烧红了！”
    “将军还有什么神妙之法，务必告诉我等，我们一定全心全意帮将军做出来！”
    蒲元嗜铁成痴，看到这个效果，立刻重重给诸葛瑾磕了几个头，恳求他继续指点。
    诸葛瑾都被闹得有点猝不及防，连忙把人扶起来：“不必如此，不必如此。我又不是铁匠，跟你们不是同行，岂会有所保留？
    你们好好冶铁锻钢，那也是为车骑将军做事，我等自然乐见其成。今日这个水力鼓风机，还只是初具雏形，以后叶片长什么样子、倾斜角度该更大还是更小，都还有很大的提升空间。
    你们要反复打造反复做实验，估计能试上几十组对照组，伱们要把鼓风效果最好的叶片形状、角度选出来。月英，你这边到时候负责把实验效果最好的叶片形制逆向绘成图纸，这样才便于将来推广复制。”
    诸葛瑾一点都不骄傲，说话还是非常谦和，一言就点出了自己做得还不够，这只是解决了“有没有”的问题，把思路原型机堪堪跑通，距离高效还远着呢。
    比传统水排皮橐提高区区几十度炉温，也远远不能满足他。
    黄月英轻声答应，接下了这个到时候逆向测绘画图总结的活儿。
    在场三个文化人中，诸葛兄弟虽然算学物理精湛，但毕竟是大男人不擅长丹青之法，画图没练过，水平也不行。
    女人更擅长画图，也画得仔细，正该术业有专攻嘛。
    ……
    考虑到天色已晚，这台粗制滥造的水力鼓风车堪堪改造完成，当天也已经没时间安排更多技术改良了。
    所以诸葛瑾只来得及再稍稍追问几个问题，蒲元他们就得回去歇息，实在是太累了。
    只听诸葛瑾趁热打铁追问道：“如今有了这水力鼓风车，而且假以时日改良，炉温肯定能烧得比今日更旺。如此，我方才所言的‘耐火材料砌炉’，可需提上改良日程了？燃烧越来越快，目前的红泥熔炉应该扛不住了吧？”
    蒲元刚刚沉浸在对新改良的兴奋和喜悦中，但他并没有丢掉职业操守和冷静判断，盯着炉火仔细观察了许久，还是摇了摇头：
    “诸侯，此鼓风扇继续改良，如果还能再提高那么多炉温，红泥应该还是堪堪能扛住的，最多有些红热发软，烧不了个把月可能会塌炉。
    但是目前我们的炉子本来就是短则连烧十余日，多则连烧一两个月，最终还是要报废拆毁、重新以红泥修砌。你所言那种耐火材料，是否会颇费工时？材料是否难得？若是难得，怕是没什么意义，熔炉本就是消耗品。”
    诸葛瑾听了这话，才再次被泼了一点冷水，内心着实不甘心。
    他可是照着化学课本上的知识，一上来就想推销“耐火砖高炉”，没想到好不容易帮着蒲元解决掉了一个鼓风的前置障碍后，竟冒出了更多的前置障碍。
    纸上谈兵果然不可取啊。古人不能用耐火炉，果然不仅仅是材料科学落后的问题，而是整个木桶大部分木板都是短板！
    自己似乎得一块块补短板，才轮得到自己推销的那块短板成为最短板。
    好在这次他有点心理准备了，倒是耐心地问：“为何这些熔炉本就是消耗品、烧一些日子就要报废呢？”
    蒲元：“因为烧熔的时候，并不是总能确保铁矿刚刚变成生铁时、就熔化流出炉膛。因为炉膛内部堆砌物料层层叠叠，有时生铁水刚刚熔融，还在缓慢渗落的半途中，就炼化过快，杂质进一步变少，成了熟铁。
    而熟铁比生铁熔点更高，一旦变熟铁，这点温度就不足以熔化，又凝结成块，而且杂质越少越不熔，最后和炉渣一起板结成块。
    我们的熔炉，每天能炼出数十至百余斤生铁，一般半个月后，累计产出数千斤生铁。炉膛内就会积压数百斤熟铁，乃至数百斤与熟铁板结在一起的其他矿渣。
    我们已经尽量往里加石灰，还熔解一部分矿渣，但积累的熟铁是熔不掉的。如果帮助熔渣的石灰配方加得够好、够精确，最多两三个月后，炉膛内也会积攒上千斤高纯熟铁，彻底堵死炉膛，不得不拆毁后把整坨熟铁挖出来。
    不过这些优质熟铁也是我们后续跟生铁混合炒钢的重要原料。一般一千斤熟铁掺杂五百斤生铁，就能炼出一千五百斤钢。”
    诸葛瑾听得非常认真，闻言也是再次大开眼界。
    原来汉末的炼铁高炉/熔炉，居然还是一种消耗品么？就因为熟铁流出不够快，然后过熟熔不掉了，日积月累堵在炉膛底部，最后要拆炉子取出来。
    不过明白了问题之后，诸葛瑾的化学知识就又用上了。
    他记得化学课本上提过，石灰不足以助熔矿渣流出的话，还可以上萤石作为助熔剂吧？
    呃……只是诸葛瑾似乎有点纸上谈兵，他忽然想起，自己只是撇过一眼书本上这点纸面知识，但他居然连萤石在古代叫什么名字、长什么样子，都不知道。
    这可怎么跟工匠描述？让他们去找某种石头来作为添加剂助熔？
    至于萤石的成分，他倒是知道的，不就是氟化钙嘛。
    古人用石灰助熔，原理就是把某些高熔点矿渣杂质反应成其钙化物，然后熔点就降低了，比生铁水还低，就流出来了。而萤石不仅跟石灰一样有钙元素可用，还可以利用其氟元素，形成某些矿渣的低熔点氟化物，从而流出来。
    诸葛瑾知道今天自己是没法做更多了，他只是暗暗记下了自己的一项新任务：去寻找萤石矿作为新式助熔剂，然后再拿给蒲元来测试。
    至于铝酸盐烧的耐火砖，不管暂时用不用得上，自己强行靠行政命令，先让他们烧制起来吧。
    用耐火砖砌的熔炉，肯定比红泥巴糊的要成本高一些，但也不是不能接受“砸炉取炉渣”。
    将来要是能再琢磨一个可拆卸式的熔炉结构，炉渣和熟铁积多了后，关火停炉冷却几天，然后只在底部拆开一个大口子，把几千斤一大坨的熟铁炉渣挖出来，炉膛清理干净，然后炉子上面主体结构部分可以保留不砸，那成本就低多了。
    而且诸葛瑾坚信，只要炉温继续提高上去，炉渣和不熔熟铁的比例肯定会越来越低，因为只要到了一千二百度，一部分原先不熔的熟铁也就熔了，再提升到一千三，或许只有极少数非常纯的纯铁才会不熔。
    所以这个努力方向肯定是不亏的。
    于是，他大致交代了一下后续几个月蒲元他们该做的尝试和努力，但是并没有强行给任何指标，然后就匆匆离去了。诸葛瑾也需要回去冷静冷静，再完善自己的方案。
    蒲元和蒲胜看着诸葛瑾离去，心中也是颇觉诧异。
    “伯父，我看诸侯怎么像是有种执念，就非要向我们推荐他那种耐火砖砌的熔炉呢？咱的炉火根本烧不到那么旺那么热，他就各种想办法帮我们把炉温烧到够热、热到需要用上他的新炉子。”
    这有点像是酿了一瓶好醋，然后就执念上了，非要为了这点醋才包的这顿饺子。
    当然，如今还没有饺子。
    另一边，再诸葛兄弟回去的路上，诸葛亮也觉得大哥有点偏执了，还壮着胆子提醒了一句：
    “大哥，我忽然觉得，你有点像你前年教导我时、所描述的一种人：手上拿着锤子的人，看什么都想锤一下。
    是不是因为你发现了观音土烧的砖特别耐火，所以一旦这种耐火砖在砌熔炉砌瓷窑的时候用不上，你就难受？”
    诸葛瑾闻言一愣，随后也忍不住笑了。
    从逻辑上来说，诸葛亮是对的，他确实偏执了。
    这种偏执是来自于先知了历史答案，但又不好直接报答案，只能是“一块块补短板，直到我认为需要补的那块成为最短的板”。
    所以，诸葛瑾也没有责怪二弟，诸葛亮的思维方式是好的，自己的答案就算对，解题过程也是不严谨的。
    “阿亮，你说得对，这次确实是为兄偏执了，不过你别问为什么，就让为兄偏执一次好了。
    至少我们推荐的那两点改良方向本身，是没错的。改良鼓风，用更好的熔渣助熔剂，都是能炼出更多更好的钢铁。”