要烧水泥,首先要解决的就是将水泥加热,并保持1200度两小时的的炉子。
赵桓看过的某本穿越小说中提到过,J.阿斯普丁夫妇最早烧制波特兰水泥的是一种抽屉式水泥窑。
所谓抽屉式水泥窑,就是用耐火砖建立一个大烟囱一样的正方形的竖炉,竖炉的下面是燃烧室,燃烧式上面是一个個抽屉式的结构,抽屉用锻造熟铁作边框,熟铁丝编制的网作底,像抽屉一样,插入烟囱侧面一个个开口。
将石灰石磨粉,和筛选过的黏土粉末混合,加水搅拌,揉搓成一个个拳头大的圆球,放入铁丝编制的抽屉,插入竖炉中,再将抽屉口用熟铁板封闭。
接下来,点燃下面的炉子,从炉子底部向炉内鼓风,炙热的空气顺着大烟囱一样的炉子向上喷涌,将一层层铁丝网抽屉里的泥球加热到1200度!
熟铁丝网的熔点超过一千五百度,这个时代的炉子,怎么烧都达不到这个温度,所以不用担心铁丝网抽屉被烧熔。
这种炉子的结构其实和炼铁的竖炉差不多,竖炉炼生铁,炉温差不多就是1200度。
所以这种炉子理论上是肯定能达到1200度。
而且,烧制水泥的温度就算稍微差点,也能烧出水泥,只不过质量差点而已……
烧造水泥的另外一个难题是,如何将石灰石和烧好的熟料磨粉。
磨粉在水泥制造中往往占据能量消耗的六成,实际上是水泥制造中最关键的问题。
好在这个问题,在造罗马水泥的时候已经解决了。
有罗马水泥和煤渣耐火砖,水泥炉的结构又简单,水车修好后,水泥炉很快就建成。
为了给这种抽屉式水泥炉上层的抽屉添加原料,赵桓又挨着炉子的入料口一端建了一座三层小砖楼。
为了防高温,转楼的楼板不能用木材,赵桓又用粗铁丝作筋,做出了水泥预制板,来作楼板……
赵桓让人找来石灰石。
这个时代,石灰早已经是常用的建筑材料,工匠们既然懂得烧石灰,自然懂得辨认石灰石。
在将石灰石磨粉的时候,赵桓碰到了一个小问题。
大块的石灰石没办法直接放进生铁磨里面去。
赵桓又利用水车建了一座大型的生铁水碓,用来对石灰石进行初步粉碎。
……
烧造水泥的实验非常顺利,在水力鼓风机的鼓风下,水泥炉下面的煤炭熊熊燃烧了三个小时。
等到炉火熄灭,赵桓让人取出烧过的水泥炉,拉去生铁磨坊磨粉……
几天后,实验结果出来。
新水泥十分成功,不但凝固后强度比罗马水泥高不少,凝固速度更是罗马水泥的好几倍,和现代水泥差不多。
实际上,这种新式的烧造水泥的生产效率比之前的罗马水泥还要慢一些。
但有了这种工艺,赵桓烧造水泥就不再受制于这个时代石灰的生产效率,也不必再千里迢迢的将铁矿渣从全国各地运输过来。
他之前在开封造水泥,就是因为石膏和石灰供应达到上限,才限制了水泥的生产速度。
赵桓之后将石膏的用量减少道2%。让各地加大了石膏矿的开采,又一方面提高石灰收购价格,鼓励民间烧造,还命令将作监多烧石灰,才勉强满足了修路的需要。
这种新工艺,可以突破水泥生产的大部分瓶颈。