現代工廠是怎么粉碎水泥的？

這個趙桓倒是知道的，他前世老家縣里就有一座水泥廠，他高中同學，有兩個都在那里面上班。

高中暑假的時候，他還去里面打過工，盡管只干了半天就跑了，但并不妨礙他知道水泥廠的一些大概流程。

現代水泥廠粉碎熟料，用的是一種叫球磨機的東西。

這東西看著挺高大，原理其實并不復雜，就是一個橫裝在轉軸上的大圓桶，里面裝著很多大大小小的鋼球，把熟料送進去，和鋼球混合，開動電機，旋轉大圓桶，讓熟料和鋼球一起在里面滾動，碰撞。

在碰撞過程中，熟料會被鋼球逐漸砸碎。

這時候，再向大圓桶里面鼓風，達到要求的細碎粉末就會被風吹起，順著一條管道吹到專門的收集車間……

那么，這個東西有沒有可能在這個年代被山寨出來呢？

趙桓跑到將作監的鐵作去看了一圈……

失望而歸……

要靠工匠手里的榔頭砸出一個大鐵筒，比鑄造幾噸重的碾槽還不切實際。

要如何才能批量生產大面積的鐵板呢？

恰好，這個問題趙桓早就考慮過，因為他早就想過，將來給自己精銳部隊裝備板甲！

要造板甲，就需要大面積的鐵板作為原材料。

不過，板甲這東西，在趙桓看來并不是很重要，對目前的宋軍來說，布面甲已經夠用了，板甲雖然在重量，防護力，兩方面都有些優勢，但并沒有顛覆性的優勢，其最大的防護力優勢，也競爭不過火繩槍的口徑。

所以這種改進在趙桓看來并不是那種必要且緊急的。

但既然最重要的水泥量產要用到同樣的技術，那就不妨先把它開發出來，一舉兩得。

根據趙桓的了解，歐洲人量產板甲，有三個要素。

第一，質量穩定的熟鐵。

第二，大型水力鍛錘，可以將熟鐵較為高效的打造成大面積的鐵板。

第三，大量需求催生的大量熟練的板甲工。

和人們想想的不一樣，板甲生產，從來沒有用到過一次沖壓成型這種技術，因為當沖床出現的時候，板甲這玩意兒，早就被火槍火炮送進博物館了。

水力鍛錘也無法用來進行板甲成型的精細鍛造。

板甲的后期加工，全靠熟練的匠人一榔頭一榔頭的冷鍛出來的，這個需要相當專業的技能，具體可以參考現代的鈑金工。

至于這么生產出來的板甲太軟的問題……

你也可以將原材料換成百煉鋼，重型水力鍛錘也能把百煉鋼打成鋼板，然后在由板甲師傅鍛造成板甲，就是費力一些。

不過這種板甲就不能量產了，是屬于貴族才能用得起的高級貨。

至于用滲碳煉鋼法把熟鐵板甲變成鋼甲……

板甲這種老古董也沒能享受到這種十八世紀才被發明的先進工藝。

不過趙桓倒是完全可以實現這一點。

第一個要素，量產質量穩定的熟鐵，歐洲人靠反射爐。

趙桓覺得中國的炒鋼法也可以。

他又跑去軍器監的鐵作看炒鋼……

所謂炒鋼，就是將生鐵融化后，注入到一個露天的淺淺的炒鋼池子里，用柳木棒攪拌，讓生鐵水中的碳元素和空氣中的氧發生氧化反應（其實就是燃燒）。

這個過程相當的激烈，堪稱火花四濺，這是鐵水中的碳在一千多度的高溫下在劇烈的燃燒，燃燒過程中，還會放出不小的熱量。

過程也很快，幾分鐘后，鐵水里的含碳量迅速減少，鐵水的熔點升高，同時失去碳燃燒產生的熱量，鐵水開始凝結，無法再攪拌，炒鋼過程就結束了。

通過和工匠溝通，趙桓發現，這種方法生產的鋼鐵中碳含量非常不均勻，大部分區域應該是熟鐵，但在池子的底部又有一些含碳量較高的區域。

柳木棒的攪拌也會在產品中形成一些含碳量和夾渣量都很高得區域。

這樣的鐵料，必須經過反誣折疊鍛打后才能使用。

如果直接用來鍛打鐵板，會在含碳量不均勻，夾渣量比較大的地方產生開裂。

炒鋼的過程激烈而短暫，因為和空氣的接觸無法控制，再加上木棒攪拌對炒鋼的影響，想要人為控制含碳量，是一件非常困難的事情。

在炒鋼過程中，攪拌速度稍微放慢，就會導致鐵水里的碳反應不及時，沒有給鐵水輸入熱量，從而導致鐵水迅速凝固，最終得到的還是生鐵。

放開攪拌，練出的就是熟鐵。

只有經驗最老道的大匠才能掌握這幾分鐘內的急速而微妙的變化，靠著豐富經驗，有一定的幾率炒出鋼來。

至于是高碳鋼，還是低碳鋼，那就真的只有老天爺才能控制了。

對于這樣的鐵料趙桓不太滿意。

……

和一般人想象不同，古早時代的水力鍛錘是非常笨重的，沒辦法進行精細操作，只是機械的敲打鐵板還行，折疊鍛打這種動作，肯定還是要人力來參與，這樣一來，勢必降低生產效率。

趙桓決定，還是弄個反射爐來試試。

……

趙桓將自己關在書房里幾天，設計出了反射爐和水力鍛錘的草圖。

反射爐其實并不復雜，就是用煤爐渣和瓷土燒制一些帶弧度的耐火磚，然后用黏土砌成兩個連在一起的爐子，再設計一些入料口，出料口，攪拌口的結構，最后外面再用水泥加固。

比較麻煩的是鼓風設備，反射爐對溫度的要求不低，人力鼓風肯定是不夠。

他又設計了一個水車帶動的雙凸輪鼓風機。

兩臺巨大的風箱式鼓風機由同一個雙凸輪的對稱凸起部位分別帶動，這種結構正好能讓一個風向鼓風時，另外一個風箱吸氣，兩個風箱就能產生持續不斷地鼓風。

……

水力鍛錘的結構也沒有比水力鼓風機復雜太多。

為了讓水力鍛錘變得可控，趙桓沒有直接用水車帶動水力鍛錘。

他設計了一個水泥磚房，磚房頂上放著一個用生漆防漏的大木缸。

磚房緊鄰河邊，沿河建一個大水車，用來給房頂上的木缸提水。

木缸下面有出水孔，通向下面的房子，房子里，在出水口下面修建一個小一些的水車，通過開關出水口的水閘，就能控制水車的轉動，也就相當于給了水力鍛錘一個開關。

小水車撥動水錘的尾端，就能讓水錘作出敲擊的動作，其外形和原理與現在南方常見的舂米用的水碓一模一樣。

不過因為要用來鍛打鐵板，這個水錘錘頭的穩定性就很重要，否則，錘頭七扭八歪，每一下敲下來方向都不一樣，自然打不出厚度均勻的鐵板。

趙桓在水錘的錘頭后面，貼著錘桿，加了兩個立柱做軌道，用來限制水錘錘頭不會擺動搖晃。

最后，再用木楔子，鐵楔子之類的小東西微調錘頭的角度，才能讓這個水錘每一次砸下去，錘頭和下面的鐵砧上平面都是平行的，這樣，才能砸出厚度均勻的大面積鐵板。

趙桓還在水車旁邊一邊設計了一個水力鼓風的爐子，這樣，水錘就能進行熱鍛了……

將設計好的圖紙給了高俅，趙桓又給了他調動將作監和軍器監匠人的權利。

……

這段時間，高俅是精神抖擻！