朕不是仙人，只不过喜欢观察和研究。——天启大帝
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吃完午饭，朱一鸣喝退了一众太监宫女，独自一人来到了御用木工房，他需要先画一套图纸，然后打造一副简易的木头框架。
首先设计的是炼焦炉，因煤中含有大量的对铁有害的物质，如硫，焦油等，如用这种煤烧直接去炼铁那它们就会混到铁水中去那出来的铁就很差劲甚至不能使用的，炼焦的过程就是用高温把这些在高温下容易挥发的有害物质分离出来去做它们能做的事，再用这炼过的对铁没有害的煤（焦）再去炼铁，那铁的质量就会有很大的提高。同时也提高煤的热值比。也会更有利于炼铁了。
所有的生铁、熟铁和钢都是碳、铁合金。一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁，含量在0.2-2.11%的叫钢，含量在2.11%以上的叫生铁。熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广；生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性。
也就是说，最硬的是生铁，但根本不能加工，没什么鸟用……
为什么明朝的钢铁产量这么大，但在陶明看来没什么用处呢？
原因就是“灌钢法”使用的是半液态和固态炼铁，这种方法导致铁内的杂质根本没办法有效的去除，碳元素不能充分的氧化，残留了大量的硫和磷等杂质，再加上劣质煤炭的作用，杂质进一步增多。还有成品碳份不均匀，也就是钢不纯。
但这都不是最大的问题……
铁的熔点1535c，普通钢材的熔点为1500c左右，而灌钢法的温度是多少？1100c左右，甚至更低……
这就导致钢铁根本不能够充分的融化，在钢材生产出来后，只能使用“锻造法”制造各种器具，而且还要反复的敲打提升钢的品质，不能使用更为方便的“铸造法”，这也是为什么古代有“百炼成钢”的词语。
而且，制造各种合金的前提，就是钢材能充分的融化为铁水，然后向里面加入一定配比的其他元素。比如，不锈钢就是在里面加入17%左右的“铬”，较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。
以上这些，使用“灌钢法”通通很难实现。
而提升温度，使钢铁能充分的融化，就必须使用焦炭(ps:普通石煤的燃烧热值是8.2，焦煤的是29.8或者33.6，差距非常大！)。
生产焦煤，就需要炼焦炉。在明代以前，中国就已经出现了土窑炼焦法，就是结焦室和燃烧室不分开，炼焦热源靠煤干馏时产生的煤气和部分煤料燃烧提供。问题就是成焦率低，焦炭灰分高，结焦时间长（约8～12昼夜），所以很不适合大规模生产，只有南方的一些地方在使用。
朱一鸣想设计的是倒焰式炼焦炉，倒焰炉的炭化室和燃烧室用砖墙分开，但上部相通，使炭化室发生的煤气转入燃烧室，并从燃烧室上部引入空气，使煤气燃烧，火焰由上“倒焰”而下，经炉底烟道排入烟囱。这个技术相对来说不复杂，使用的所有材料现在都能找的到。
首先，它是由耐火砖和耐火砌块砌成的炉子，启动燃料采用煤。构成是由三个碳化室、配套的燃烧室、预热室和烟道、基础结构等构成。
然后配套的设施有水力鼓风机、水力碾碎机、水力筛分机等。
技术难度上，最大的问题是基础材料耐火砖的制造，炼焦炉的炉体所耐受的温度要达到1600度以上，而且热胀冷缩时不容易碎裂。
炭化室的墙在生产过程中既起传热的作用，又要承受上部砌体和炉顶装煤车的重量，因此要求砌体具有良好的高温导热性能和高温荷重不变形的性能，除此之外，炭化室墙面受煤灰分、熔渣、水分和酸性气体的侵蚀以及甲烷渗入砖体空隙内发生石墨沉积的影响，因此砖体应具有高温抗侵蚀性能。加煤时温度变化的影响要求砖体具备在600c以上能经受温度剧变的性能。炭化室的底面砖还应具有较高的耐磨强度。炭化室部位使用强度高的硅砖砌筑。
对于炉头部位，内外温差大，又受到保护板的压力作用，要求具有良好的抗温度急变性能及较高的耐压强度。
蓄热室的隔墙承重，故使用强度高的硅砖。而格子砖的作用是蓄热，温度变化大，因此要求体积密度大，抗温度急变性能好，格子砖选用粘土砖。
所以，建造炼焦炉所需要的主要材料是“强度高的硅砖”和“黏土砖”。
朱一鸣不确定这两种砖现在有没有，合不合适，需要花时间调查一下，但是重新制造应该难度也不是很大。
用了一下午的时间设计完炼焦炉，朱一鸣凑活着吃了点晚饭，拒绝了户部的几位大臣的求见，又来到了工棚，他要趁热改造一下高炉。
为什么说是“改造”，因为现在的明朝已经大量使用高炉冶铁，并且设置了48个铁官，在全国各地都有分部，每个铁官都有一千多名工匠，六米多高的炉子随处可见。
现在的高炉和后世的高炉本质上没有区别，都是耐火砖搭建而且具有鼓风机(ps:明朝是气囊鼓风，现代是叶轮鼓风)，都有两个以上的进风口，都有炉渣口和熟铁口。
但是效率上去讲，就是天差地别了，相对于后世上百米高，动辄年产量上百万吨级的炉子来说，它就是渣渣。
朱一鸣想重新建造一个高30米，直径10米，呈圆柱形上升，设计容量为30吨的高炉，具有十个进风口，自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。
生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦碳中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。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，产生的煤气从炉顶排出。
高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。炉渣是优质水泥原料，而煤气可以点燃，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
高炉和炼焦炉的设计没有什么技术难度，花费了六个多小时的时间就完成了，但是却在水力鼓风机、水力碾碎机、水力筛分机等配套设备上遇到了大难题，朱一鸣想使用简易版的叶片鼓风机。
鼓风系统对于炼钢非常的重要，它由鼓风机、热风炉和冷、热风管等组成。鼓风通过冷风管进入热风炉预热，再经热风管送到高炉风口进入高炉。
它每小时输送的空气直接决定着炉内氧气的多少，也就决定着炉内的温度高低和一氧化碳还原剂的数量，所以越大的炉体，使用的鼓风机功率越大，数量越多。
一个现代的鼓风机是由壳体，叶片和动力装置组成，动力装置由水车提供，可以通过齿轮进行变速。壳体和叶片、齿轮可以使用熟铁进行铸造，毕竟现在的“失蜡铸造”技术已经很成熟，熟练操作的工匠们也很多。
失蜡铸造最早出现在春秋时期，用来铸造那些美轮美奂的青铜器。
它的工艺过程是：将蜡制成所要制作的型器样式，后将耐高温细泥浆淋至蜡型表面，并撒细纱在泥浆表层，反复多次，使之形成完整的型壳，干燥后加温使蜡质熔出，形成型腔，用以浇铸铜液（即：紫铜加铅、锌、锡等金属元素的溶液）。完成浇铸后，经去壳、打磨、做旧，一件精美绝伦的仿古青铜器就展现在您的面前。
它和制造铜币的泥范、石范、沙范不一样，可以极大的保证铸造的精度，甚至后世，飞机大梁、起落架，汽车和工程车辆的重型底盘，火箭上的很多精密部件都是使用“失蜡法”铸造出来的。
所以，以现在的技术铸造普通的机械配件应该没有问题。
而难住朱一鸣的，是轴承的问题，更准确的将，是轴承内的钢珠，以现在的水平，根本不可能生产的出来……
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吃完午饭，朱一鸣喝退了一众太监宫女，独自一人来到了御用木工房，他需要先画一套图纸，然后打造一副简易的木头框架。
首先设计的是炼焦炉，因煤中含有大量的对铁有害的物质，如硫，焦油等，如用这种煤烧直接去炼铁那它们就会混到铁水中去那出来的铁就很差劲甚至不能使用的，炼焦的过程就是用高温把这些在高温下容易挥发的有害物质分离出来去做它们能做的事，再用这炼过的对铁没有害的煤（焦）再去炼铁，那铁的质量就会有很大的提高。同时也提高煤的热值比。也会更有利于炼铁了。
所有的生铁、熟铁和钢都是碳、铁合金。一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁，含量在0.2-2.11%的叫钢，含量在2.11%以上的叫生铁。熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广；生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性。
也就是说，最硬的是生铁，但根本不能加工，没什么鸟用……
为什么明朝的钢铁产量这么大，但在陶明看来没什么用处呢？
原因就是“灌钢法”使用的是半液态和固态炼铁，这种方法导致铁内的杂质根本没办法有效的去除，碳元素不能充分的氧化，残留了大量的硫和磷等杂质，再加上劣质煤炭的作用，杂质进一步增多。还有成品碳份不均匀，也就是钢不纯。
但这都不是最大的问题……
铁的熔点1535c，普通钢材的熔点为1500c左右，而灌钢法的温度是多少？1100c左右，甚至更低……
这就导致钢铁根本不能够充分的融化，在钢材生产出来后，只能使用“锻造法”制造各种器具，而且还要反复的敲打提升钢的品质，不能使用更为方便的“铸造法”，这也是为什么古代有“百炼成钢”的词语。
而且，制造各种合金的前提，就是钢材能充分的融化为铁水，然后向里面加入一定配比的其他元素。比如，不锈钢就是在里面加入17%左右的“铬”，较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。
以上这些，使用“灌钢法”通通很难实现。
而提升温度，使钢铁能充分的融化，就必须使用焦炭(ps:普通石煤的燃烧热值是8.2，焦煤的是29.8或者33.6，差距非常大！)。
生产焦煤，就需要炼焦炉。在明代以前，中国就已经出现了土窑炼焦法，就是结焦室和燃烧室不分开，炼焦热源靠煤干馏时产生的煤气和部分煤料燃烧提供。问题就是成焦率低，焦炭灰分高，结焦时间长（约8～12昼夜），所以很不适合大规模生产，只有南方的一些地方在使用。
朱一鸣想设计的是倒焰式炼焦炉，倒焰炉的炭化室和燃烧室用砖墙分开，但上部相通，使炭化室发生的煤气转入燃烧室，并从燃烧室上部引入空气，使煤气燃烧，火焰由上“倒焰”而下，经炉底烟道排入烟囱。这个技术相对来说不复杂，使用的所有材料现在都能找的到。
首先，它是由耐火砖和耐火砌块砌成的炉子，启动燃料采用煤。构成是由三个碳化室、配套的燃烧室、预热室和烟道、基础结构等构成。
然后配套的设施有水力鼓风机、水力碾碎机、水力筛分机等。
技术难度上，最大的问题是基础材料耐火砖的制造，炼焦炉的炉体所耐受的温度要达到1600度以上，而且热胀冷缩时不容易碎裂。
炭化室的墙在生产过程中既起传热的作用，又要承受上部砌体和炉顶装煤车的重量，因此要求砌体具有良好的高温导热性能和高温荷重不变形的性能，除此之外，炭化室墙面受煤灰分、熔渣、水分和酸性气体的侵蚀以及甲烷渗入砖体空隙内发生石墨沉积的影响，因此砖体应具有高温抗侵蚀性能。加煤时温度变化的影响要求砖体具备在600c以上能经受温度剧变的性能。炭化室的底面砖还应具有较高的耐磨强度。炭化室部位使用强度高的硅砖砌筑。
对于炉头部位，内外温差大，又受到保护板的压力作用，要求具有良好的抗温度急变性能及较高的耐压强度。
蓄热室的隔墙承重，故使用强度高的硅砖。而格子砖的作用是蓄热，温度变化大，因此要求体积密度大，抗温度急变性能好，格子砖选用粘土砖。
所以，建造炼焦炉所需要的主要材料是“强度高的硅砖”和“黏土砖”。
朱一鸣不确定这两种砖现在有没有，合不合适，需要花时间调查一下，但是重新制造应该难度也不是很大。
用了一下午的时间设计完炼焦炉，朱一鸣凑活着吃了点晚饭，拒绝了户部的几位大臣的求见，又来到了工棚，他要趁热改造一下高炉。
为什么说是“改造”，因为现在的明朝已经大量使用高炉冶铁，并且设置了48个铁官，在全国各地都有分部，每个铁官都有一千多名工匠，六米多高的炉子随处可见。
现在的高炉和后世的高炉本质上没有区别，都是耐火砖搭建而且具有鼓风机(ps:明朝是气囊鼓风，现代是叶轮鼓风)，都有两个以上的进风口，都有炉渣口和熟铁口。
但是效率上去讲，就是天差地别了，相对于后世上百米高，动辄年产量上百万吨级的炉子来说，它就是渣渣。
朱一鸣想重新建造一个高30米，直径10米，呈圆柱形上升，设计容量为30吨的高炉，具有十个进风口，自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。
生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦碳中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。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，产生的煤气从炉顶排出。
高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。炉渣是优质水泥原料，而煤气可以点燃，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
高炉和炼焦炉的设计没有什么技术难度，花费了六个多小时的时间就完成了，但是却在水力鼓风机、水力碾碎机、水力筛分机等配套设备上遇到了大难题，朱一鸣想使用简易版的叶片鼓风机。
鼓风系统对于炼钢非常的重要，它由鼓风机、热风炉和冷、热风管等组成。鼓风通过冷风管进入热风炉预热，再经热风管送到高炉风口进入高炉。
它每小时输送的空气直接决定着炉内氧气的多少，也就决定着炉内的温度高低和一氧化碳还原剂的数量，所以越大的炉体，使用的鼓风机功率越大，数量越多。
一个现代的鼓风机是由壳体，叶片和动力装置组成，动力装置由水车提供，可以通过齿轮进行变速。壳体和叶片、齿轮可以使用熟铁进行铸造，毕竟现在的“失蜡铸造”技术已经很成熟，熟练操作的工匠们也很多。
失蜡铸造最早出现在春秋时期，用来铸造那些美轮美奂的青铜器。
它的工艺过程是：将蜡制成所要制作的型器样式，后将耐高温细泥浆淋至蜡型表面，并撒细纱在泥浆表层，反复多次，使之形成完整的型壳，干燥后加温使蜡质熔出，形成型腔，用以浇铸铜液（即：紫铜加铅、锌、锡等金属元素的溶液）。完成浇铸后，经去壳、打磨、做旧，一件精美绝伦的仿古青铜器就展现在您的面前。
它和制造铜币的泥范、石范、沙范不一样，可以极大的保证铸造的精度，甚至后世，飞机大梁、起落架，汽车和工程车辆的重型底盘，火箭上的很多精密部件都是使用“失蜡法”铸造出来的。
所以，以现在的技术铸造普通的机械配件应该没有问题。
而难住朱一鸣的，是轴承的问题，更准确的将，是轴承内的钢珠，以现在的水平，根本不可能生产的出来……