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这个天国不太平-第39部分
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一共做了两个实验。第一个实验简单，很快便做好了。实验很成功，看着一堆焦黑的木炭，冯云山露出了得意的笑容。真是惊喜！想不到，自己生产出来的浓硫酸纯度这么高，几乎达到以加热精制这种工艺手段提炼的极致了！
第二个实验稍微复杂点。之所以要做这个实验，是冯云山对于有些事情，忘记了。他只记得浓硫酸和酒精加热后能反应，但好像记得在两种不同温度、不同比例下有不同的反应，一种消去反应，另一种取代反应，记得这一点，但不是特别清楚，只得自己做实验。
先是用一份浓硫酸和三份酒精，加热，开始反应。酒精化学名是乙醇，80度不到便会汽化，冯云山便是利用酒精跟水的沸点不同，将酿造的米酒中的酒精和水分离开来，得到自己做实验的酒精。
正反应时，冯云山猛然想起取代反应便是酒精分子内的脱水，取代反应生成乙烯。而乙烯并不是冯云山现在想要的东西，他便中断实验。那便是另外一种消去反应了！冯云山记起来了，很快，他再用三份浓硫酸和一份酒精，逐渐加热，起反应了，究竟能不能生成那种东西呢？
对了，他又记起来了。生成乙烯的是要高温，好像是一百七十度左右效果最好，而生成他想要的那个东西，则是温度稍低一点，一百四十来度。只是，眼下并没有温度计，无法测温，无奈，他记得纸的燃点便是一百三四十度，他只能先试了试让黄纸燃起来的火力，再用同样的火力去加热浓硫酸和酒精。虽然有误差，但也没办法了。
很快，到那个温度点了。冯云山待陶罐中的浓硫酸和酒精反应完全，将生成的高温度的气体引入一个皮袋中，皮袋已经鼓了起来。冯云山用冷水冷却一下，皮袋便又憋了下去，冯云山晃了晃皮袋，有水声。应该成了！冯云山知道，只有他想要的那种物质才有这个特性，34度以上是气体，低于34度便成为液体了。如果是乙烯的话，都是气体，不会有这种水声了。
找来一只小老鼠，放进一只陶缸内，冯云山小心翼翼地从皮袋内倒入一点液体放进陶缸内，盖上盖子。然后，将陶缸拿到屋外空地，让人憋住气，隔老远敲碎陶罐。只见那只老鼠早已经昏迷不醒了。
是了是了！成功了！这让老鼠昏迷不醒的液体，便是冯云山想要的东西——乙醚！
原本他只是想，圣军当中成立了女护营，可以救治圣军将士。不料，女护营较多人根本不识字，跟随黄益芸学中医实在太慢，他便想让女护营学点快速见效的西医技巧。但对于行军打仗的圣军将士而言，最有效的技能便是外科手术，将中枪的铅弹从身体取出。只是这种外科手术便涉及到一个问题，麻醉！于是，冯云山想到了原始的一种西医麻醉剂——乙醚。
吸入不太多的乙醚可以让人昏迷，起到全身麻醉效果，虽然对身体有一定毒害，但相对救治伤口而言，是值得的。但乙醚终究有毒，稍微过量的乙醚还会让人致死，所以冯云山一直小心翼翼。
为圣军将士的外科手术，准备麻醉剂，这便是他开始想制造乙醚的初始目的。
第83章 正和钢铁厂（上）
水泥硬化效果出来了。冯云山自己亲手上阵，手持铁锤使劲砸在水泥围墙上，擦出一点火星后，围墙连个凹槽都没留下，毫发无伤。这水泥硬化后的硬度堪比石头。
冯云山大喜！有了水泥，可就能做很多事情了。修路，构筑防御工事，水泥可是必不可少的材料。整个社会面貌都将升级换代。不过，这个需求量将是天文数字，得让他们抓紧生产，还要继续扩大规模，再兴建几座水泥厂才行。
冯云山在后勤军中新成立一营，命为工兵营，将一道参与建设水泥厂的圣军兄弟、工匠全部分派编入工兵营，派圣教中的老兄弟任工兵营各级教职人员，严格管控营中人员，避免水泥配方外泄。然后，便由工兵营在道州、郴州等地寻找合适的地址，就近再分别建造两个水泥厂。
水泥厂的成功，让冯云山搞工厂的信心大增。要建防御工事，有了水泥，没有钢筋怎么行？但现在整个太平圣军占领的地方，连铁器都不多，钢就更少了。想到以后想要发展，钢铁可能是最为重要的物资了。冯云山决定，趁眼下自己有时间亲自监工，尽早将圣军自己的钢铁厂建起来！
桂阳就有好几个铁矿，正和镇东有个赤铁矿，桂阳城西的宝山矿区也有个硫铁矿，想要炼铁的铁矿石原料是有了。另外的两样原料便是焦炭和石灰石了，这两样也都比较方便找到。事实上，桂阳的宝山的那个铁矿旁边，便有一个炼铁工场，只不过都是小炼炉，采用竖炉结构，类似于土窑一样的，产量不高。
冯云山的记忆中，广州府的南海、三水一带，炼铁技术已算先进，有号称“苏州样，广州匠”之称，其中的广州匠便是指广州一带炼铁的工匠。
冯云山准备还是采用后世那个大约进时代的大炼钢铁技术。那个时代，几天功夫便能建起一个钢铁厂，而且是每个地区都建，还将炼铁的工艺宣传出来。冯云山听当初的化学老师反复提起过，那就是高炉炼铁技术，最适合现在。
之所以选定高炉炼铁工艺，是由于高炉炼铁工艺简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗又低等优点。故而，即便是冯云山穿越前的后世，西方发达国家准备逐渐淘汰高炉炼铁，但这种方法仍然是世界上绝大部分钢铁厂采用的工艺。对于现在这个到处还是小竖炉炼铁的时代，这已经算是顶级的炼铁工艺了。
唯一遗憾的是鼓风设备，冯云山无法做到像后世一样，采用内燃机或者透平蒸汽机为动力的鼓风机来进行鼓风，他只能用水车和牲畜带动的鼓风机来代替，这样便会降低产能，不过，即便是这样，相比宝山铁矿旁边的那个小竖炉炼铁工场，产能已经是大的惊人了。
先是选址。冯云山定在离桂阳城七八里的正和镇边一个靠河的地方，担心河水落差不够，冯云山还准备在河里铸一座堤坝，将水位落差抬高，然后再建几座水车，用来带动鼓风。这个地方，距离边上的正和赤铁矿不远，河对面便有大量石灰石，唯一缺点便是附近没有煤矿。不过，煤炭焦炭的重量本来就轻，就直接运过来就行。
选好地方，冯云山便召集工兵营中的圣兵和工匠，再加上桂阳城中的牌尾一起，上千人，开进正和镇边选好的场地，着手建立。先是炉身，里面用耐火砖砌成，缝隙用泥浆勾缝填塞，外面再用普通砖块堆砌，最后用水泥封了一层，确保既保温，又结实。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。
冯云山只知道图纸上的理论，有些并未实际见过。幸好，桂阳宝山矿区的宋矿头，居然精通小竖炉的炼铁方法。冯云山将他请来作为正和钢铁厂的工头，很快，在冯云山的理论指导，和宋矿头的实际经验下，两者一结合，摸索着造出了由竖炉变异过来的高炉。
然后，又在炉顶开了投料孔，用来装入铁矿石、焦炭、石灰石（作为造渣用熔剂）。在炉下，开风口，连接风管，用来吹入已经预热过的空气。
水车带动鼓风机，吹入的风经过风管，到一只矮炉，矮炉里放着高炉炼完铁后排出的废渣，利用废热来预热经过的空气。然后再通过风管，进入高炉之中。
焦炭已经有现成的了。煤矿旁边便有一家古老的土法炼制焦炭的工场，还剩下不少用煤炭炼制的焦炭。
忙活了几日，终于都建好了。
冯云山记得炼铁的原理。高炉中，在高温下焦炭中的碳和鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧、硫、磷，还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出到矮炉。产生的煤气目前冯云山还没能力继续利用，只能白白地排掉。
这天，正和炼铁工厂外，一大群百姓听说圣军要在新建的炼铁工厂正式炼铁，纷纷赶来围观。冯云山怕有奸细侦探内情，便让上百圣兵将整个炼铁工厂团团围住，严禁围观的百姓进入。无奈，爱看热闹仍不肯走的百姓，远远地在外边抬着脖子，看着远处炼铁的高大炼炉，耐心等候着。
冯云山看准备妥当，时机已到，便让宋矿头指挥着众人开始点燃炉子，升温后开始投料。水车牵动的鼓风机已经开动起来，但刚开始没有废渣预热，冯云山便让人在矮炉内生了一堆木柴，加热空气。
不久，炉内已经有些通红，宋矿头是老手，他浑身打湿，迅速地打开炉门看了一眼。
“圣王，炉内的铁料和焦有些发黑，应该是风力太小了！”宋矿头满头大汗跑过来，大声说道。
“加大鼓风！”冯云山命数十名圣兵加快转动鼓风机的转动手柄。
几个时辰后，高炉内的铁矿石终于融化。宋矿头又一次打开一点炉门，透过缝隙，看到一片片滚动的通红铁水。宋矿头忙让数个炼铁工匠，握着数丈长的搅棍，不停地搅动着炉内铁水，火光映照在工匠的脸上，通红通红，汗水如雨而下，不停地从脸上、脖子流下。
在正和炼铁厂外，数百围观的百姓，看着高大的烟囱上，开始有黑烟飘出。慢慢地，黑烟变成了滚滚浓烟，像一条凶恶的巨龙，冲上天空。众人便开始讨论纷纷，不过大部分人都是在说圣军的炼铁厂能不能成功。还有些人担心这个炼铁工厂会不会坏了正和镇的风水，不过，有众多的圣兵在，谁也不敢大声说出来，私底下埋怨而已。
又过了几个时辰，到了傍晚时分，眼看着炉内的铁水已经生成得差不过了，而铁渣也差不多高过了排渣口，宋矿头便让炼铁工匠停止加料，并让人舀取了一瓢铁水，倒入一个泥胚，然后放入水中快速冷却，很快，一个铁锄便成形了。
真的成功了！这圣王想出的炼铁工厂，一次居然能炼制如此多的铁水，果然是神人啊！围观的百姓再一次议论纷纷。
冯云山可不知道别人议论他，只顾拿了个铁锤，将铁锄放在厚铁板上，用力敲打，发现质量还好，并没有一下子断裂。不过，在用了更大的铁锤后，让人一砸，铁锄便直接断裂，看来这炼出的铁水还是生铁，脆性太大。
不管怎样，太平圣国第一个炼铁工厂诞生了，成功一次炼出了上万斤铁水。冯云山欣喜地想着。下一步，便是将生铁变成精钢了！
第84章 正和钢铁厂（下）
俗话说，趁热打铁，炼钢更是要成铁热，尤其还是铁水的时候。
该选取哪种炼钢的工艺呢？冯云山不由陷入困难中。炼钢的工艺原理，对于冯云山来说，还真不是什么难题。但关键是，在这个还没有工业基础的时代，再好的工艺也没有用武之地。
就比如说，氧气转炉炼钢工艺，是冯云山知道的一百多年后最先进的炼钢工艺了。但是，冯云山不由苦笑。知道也没用，因为目前哪来的大量的工业氧气？空气压缩分离技术，将氮气和氧气分开，就目前的条件来说根本就无法实现。所以，没有氧气，这个炼钢工艺再好也是白搭。
再次一点的电炉炼钢，还是用不上，没有电啊。
剩下只有两样了，空气转炉炼钢法法和平炉炼钢法。转炉相对来说更省事情，直接往炉内的铁水吹入空气便可，在转动炉子，分别将上面的炉渣和下面的钢水倒出即可。可关键是这么大的炉子，要让他转动起来，冯云山自问自己还无法办到，还是等哪天能加工大型滚轴，能制造承受上万斤重的滚动轴承和轴，再说转炉的事情。最后，冯云山选择的是用碱性耐火砖建造平炉的方案，能不能成，老实说，他心里也没底。不过，这平炉炼钢的工艺还是这个时代最超前的炼钢工艺，如果冯云山没记错的话，还要二十年，欧洲才会找到这个方法。方法是对的，就看造出来，能不能实现吹氧除炭功能，试试效果怎么样。
冯云山当即让宋矿头——大名宋铁生的中年汉子——带领工兵营的工匠和牌尾们，就在正和炼铁厂内，紧靠着炼铁高炉的铁水排放口，造了一个不大的两层炉子。这边是所谓的平炉了。
这个炉子也就一间小的屋子大小，上面一层为进铁水的反应炉，包括熔炼室、炉头和通道，下面一层为加热炉，用来给上面的反应炉加热升高温度的。
冯云山采用的平炉是直接一次性到位的碱性平炉。最关键的熔炼室的炉底和炉壁，全部采用碱性的白云土、粘土混入石灰等进行铺底，再以耐火砖铺设。
炉底外边是炉墙，前墙设有炉门，后墙设有兑铁水口、出渣口和出钢水口。
因为高炉炼铁的铁水才一千二百度，经过通道后再进入熔炼室，便会冷却到一千一百来度。而炼钢的钢水却需要将铁水加温到一千五百度左右，因此，最为关键的还是加热炉能不能将反应炉里面的熔炼室加热到一千五百度以上。
几天后，平炉造好了。
那边，冯云山让高炉炼铁开了起来，同时平炉炼钢装置的加热炉也用焦炭鼓风进行加热。高炉生产出铁水后，直接转入平炉的熔炼室，鼓风机吹入空气进入陶瓷官道，伸入熔炼室的铁水内鼓风，同时，在平炉顶投入早就准备好的石灰等物，作为造渣材料。最后再加入了一些硅酸铁盐作为脱盐剂。
经过一天的忙活，冯云山已经沉沉睡去，正香，宋铁生急忙跑来，亲卫叫醒冯云山。
“圣王，钢水炼出来。果然比生铁强多了，又结实又有韧性。不过，好像还是差点火候。”
冯云山一骨碌爬起来，急忙和宋铁生一起来到平炉炼钢场地，见已堆了几块还没冷却的钢锭。宋铁生挑了块细小的钢棍，让几名工匠，抡大锤砸在上面。刚开始，钢棍只是变弯曲了，再一用力，突然钢棍就直接断裂了。
冯云山摸着断钢棍，其断口呈黑色，显然是钢材中含石墨过多，炭含量超标了，产生黑脆现象。炭含量过高，那不还是生铁吗？忙活几天，生铁中的含碳量还是没降下来，看来是氧气不够，没有将炭除出来。
冯云山分析，产生这个的原因，要么就是氧气不够，也就是吹入的风不够，要么就是温度不够，反应的铁水没有达到钢水的一千四五百度的温度。不过，风不够还能再增加人力鼓风，温度不够可就难办了，隔着一层炉底温度传不到反应炉里面去。冯云山知道后世用的平炉炼钢，提高温度的是直接在加热炉用煤气或者重油直接点燃，把火焰送入反应炉中，提高其炉温，而现在自己没有煤气和重油。
冯云山苦恼着。
有了，先前那个煤矿旁边不是有个土法炼焦作坊吗？冯云山记得，煤炭炼焦会产生煤气，用这个煤气来加热反应炉，不久可以提高温度到一千五百度以上了？
冯云山兴奋地跳起来，刚跑出屋子，却一下被匆匆而来的刘又卿叫住。刘又卿是来禀报重大军情消息的。
“圣王，大喜！前线来报，中线的连州、阳山都已被我圣军攻占，东线的乐昌昨天也被我圣军占领。”刘又卿红光满面，他仿佛已经忘记自己刚开始加入圣军时候的不大情愿，开始为圣军的强大而欢欣鼓舞。
“是吗？太好了！本王要为前线将士庆功嘉奖。又卿，你速将此喜事通报各地，鼓舞圣军将士士气。”冯云山大喜，忙对刘又卿下令。
已经开始攻略两广，战略物资更加要早早准备。冯云山知道，圣军还是仗着人多和突击的优势，攻占的地方又是偏远小城，才会如此顺利。若是等圣军攻到广州等省府重地，满清朝廷反应过来，集中兵力，到时便不会如此顺利了。战略武器需求就更为紧张，必须要加快准备才行。
现在生铁已经可以量产，炼钢必须跟上才行。自己得赶紧把煤气炉搞出来，供应反应炉的热量。
冯云山当下立即组织人手，在平炉旁边又兴建了一座炼焦炉，中间砌了一道厚墙隔开。炼焦炉顶上用砖墙和水泥，砌了一道烟气管道，将炼焦产生的煤气引到平炉炼钢装置的加热炉中。
另一方面，冯云山知道煤炭将会消耗很大，便让黄益芸组织人手，负责从煤矿运输煤炭到正和钢铁厂。这个时候，冯云山真的感觉自己手下的人手不够，大多是目不识丁的圣兵，你解释半天，他不知道到底要怎么做。冯云山看那些圣兵备受折磨的样子，还不如让他去战场杀敌来得痛苦。
再从道州将殿左一指挥黄玉昆和圣军典机匠曾玉珩两人调来，他们都是读书人出身，很多事情能帮上自己的忙。看来，加快圣国的基础教育，让更多圣兵识字，已经是迫在眉睫了。以前是因为没有地盘，如今，随着圣军向两广继续推进，地盘会越来越多，已经有条件建立学校，发展教育了。
冯云山脑中思索着，脚下却不停，跟随宋铁生再次来到炼钢平炉处。
煤气炉建好后�
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