四川与重庆地区的传统冶炼高炉

匈牙利旅行家贝拉·塞切尼伯爵于1877年对四川高炉的记述

关于四川高炉的其它有用参考资料

朱玉崙,小規模煉鐵廠—解決後方鋼鐵需要之一途徑,礦業半月刊 1940, 3.7:1–3.

王子祐, 小規模煉鐵爐設計問題之討論,礦業半月刊 1940, 3.11:1–15.

雷寶華, 抗戰以來四川之礦業,四川經濟季刊 1943, 1.1: 44–47.

丁格蘭 (F. R. Tegengren), 中國鐵鑛誌 / The iron ores and iron industry of China (地質專報甲種第二號), 北京 1923–24, 2: English 341–347, Chinese 236–239.

楊寬,中國土法冶鐵煉鋼技術發展簡史,人民出版社,上海,1960年.

Wagner, Donald B. 2008. Science and civilisation in China. Vol. 5, Part 11: Ferrous metallurgy. Cambridge: Cambridge University Press, pp. 21–30.

——— Background to the Great Leap Forward in iron and steel, 2011年.

———. 钢铁生产大跃进的背景,2013年,

黄泥铺(今四川省荥经县境内一村庄)坐落在一条狭长的山谷中,处处透着典型矿区的景象。采煤和冶铁留下的煤尘将目之所及的一切都染成了黑色。附近的溪流上架有链桥。煤矿和铁矿相距极近。

河对岸有一座高炉,高约8至9米,底部宽约5.5至6米。其形制与欧洲高炉颇为相似;炉体由石块砌成,外部以木构架加固。

四川荥经县一座水力高炉的剖面图与立面图。

鼓风设备是一个直径1米、长3.5米的活塞式风箱。此风箱(或更确切地说是风筒)的结构与中国常见的厨房用吹火筒相似,不同之处在于其活塞由水轮驱动。出铁口和出渣口合而为一,至少我未见有单独的出渣口。

此地所炼矿石为一种菱铁矿(黑带矿),含铁量40%至60%,产于煤层之间。矿石先与木炭混合,在高炉旁进行焙烧。因当时工场停炉未产,我未能获得更多关于冶炼工艺的资料。我将此炉的结构绘于[上图]。

工场的库房里存有大量铸铁板,每块长1米,宽0.60米,厚0.02米。[每块重约100公斤。] 因无独立出渣口,这些铸铁板表面浮渣甚多;其断面呈钢灰色,遍布气孔。

高炉旁原设有铸造工场,当时同样处于停产状态。. . .

译自 Béla Széchenyi, Die wissenschaftlichen Ergebnisse der Reise des Grafen Béla Széchenyi in Ostasien, Bd. 1: Die Beobachtungen während der Reise. Wien 1893, pp. 678–679。

罗冕于1930年代对四川高炉的记述

冶炼炉

上图:重庆綦江县一座高炉的纵剖面图。 下图:四川或重庆某地的一座高炉。

各地高炉的尺寸不尽相同。通常炉高2丈4尺(约8米),炉口直径2尺8寸(约93厘米),炉腹(最大内径处)直径5尺8寸(约193厘米),炉底直径9寸(约30厘米)。炉内形如坛子,即上述尺寸所示,中部最宽,上下渐收,如[右图]所示,该图为綦江县最新建造的炼铁厂冶炼炉剖面图。炉口为圆形,用于添加木柴、木炭和矿石,同时也是排烟口。出铁口距炉底约6寸(20厘米),直径8寸(此处的“寸”当为“分”之误,即约2.7厘米),铁水与炉渣均由此口排出。

炉体外部呈方形。顶部最窄,约1丈4尺(4.7米),底部最宽,约1丈8尺(6米)。[右图]展示了其全貌。工作口(出铁口)形似城门。鼓风口(风嘴)位于炉侧或炉后,形制与工作口相同。风箱(即往复式活塞风箱)的送风管嘴伸入炉内,高度约1尺(33厘米);其下有可调节的支架,可按需要调整高度。鼓风动力或为人力,或为水力。通常使用冷风,但綦江县有些铁厂最近已改用热风。

炉体用酸性耐火砂岩砌筑。在炉内风嘴上下部位,涂抹一层由盐、黏土和砂混合而成的泥料,以防止碱性物质侵蚀砂岩。该泥料通常按约1份盐、4份黏土、5份砂的比例配制;有些则使用胆巴(一种镁盐)与盐、黏土混合使用。

砂岩由石匠按季节供应。炉体整体可使用200天以上,但每年实际工作日数不超过200天。次年则重建。炉体和风嘴的年度耗费略超过1000元。按最差情况估算,若年产仅250吨生铁,则每吨铁分摊的炉体成本约为4至5元,并不算高;此类炉型的弊端主要在于所产生铁的品质。

生铁生产

冶炼炉底烘干后,先在炉底铺一层400斤(240公斤)半炭化的木炭,再铺600斤(360公斤)焙烧过的矿石。如此交替层层添加,直至加满炉膛,总计约用矿石14000斤(8.4吨)。然后点燃底层燃料,启动鼓风以维持燃烧。约一天后(从早到晚),铁水开始流出。工人在出铁口外准备一个细砂床,将砂耙平,做成平板铸型。用铁钎打开出铁口,铁水和炉渣一同流出。流入砂型时,用耙子撇去炉渣;留在砂型中的铁水冷却后,即为铸铁板(即生铁块);其长约2尺5至6寸(约85厘米),宽约1尺4至5寸(约50厘米),重约100斤(60公斤)。[据此推算,板厚约为1.8厘米。] 首日出铁后,可按需要随时出铁。出铁量多寡与炉温是否充足密切相关;因此,保持炉温至关重要。首次出铁后,继续按前述方法交替添加燃料和焙烧矿石。通常,12000至13000斤(7.2至7.8吨)焙烧矿石可产出4000余斤(2.4吨)铸铁。按惯例,日产5000斤以上为上等,4000斤为中等,3000斤为下等。[上述产量分别为3吨、2.4吨和1.8吨,为每日产量。]

译自中国工程师学会四川考查团报告之十五,钢铁,1936年,第18–21叶。 英文