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鼓风:供氧与炉温
橐、排扇与水排:向炉内持续送风,是高温冶铸的呼吸器官。
鼓风:供氧与炉温 · 待补充
解决什么问题
自然通风的炉火温度有限。鼓风设备向炉内强制供氧,使燃料燃烧更剧烈,是达到冶铁、铸铜所需高温的关键。
历史背景
中国早期用皮橐(tuo,皮囊鼓风器),多橐并联供大炉。东汉杜诗造”水排”——水力驱动的鼓风机,是机械鼓风的里程碑。宋元以后活塞式木风箱普及,推拉皆送风,供风连续稳定。
原料与前置条件
皮革(做橐)、木材(做风箱与连杆)、陶管或竹管(导风入炉)。水排还需要水轮与传动机构——见水车节点。
过程概览
人力/畜力/水力驱动 → 皮囊或活塞压缩空气 → 经风管送入炉底 → 炉内氧气浓度上升 → 燃烧加剧、温度升高。
关键难点
供风的连续性:单囊鼓风是间歇的,多囊并联或双动活塞才能稳定供风。风管耐高温与密封也是问题——漏风等于漏温度。
成品如何辨识
好风箱”推拉皆风、风力绵长”。炉前看效果:风足则火白而烈,风弱则火红而缓。
规模化障碍
人力鼓风有生理极限,大型高炉必须靠多橐并联或水力。水排受水源限制,旱季与冻期停产。
关联技术
水排是水车与鼓风的结合;鼓风强度直接决定冶铁竖炉的炉温与产量。
原料
- 皮革
- 木材
- 陶管
工具与设备
- 皮橐
- 木扇风箱
- 水排
在各地的时代条件
咸阳 · 秦·始皇帝二十六年 当时已有
冶铸业使用橐(皮橐鼓风),大型熔铸如铸金人需要成组鼓风设备。
伦敦 · 英国·乔治三世初年 当时已有
鼓风炉使用水力驱动的大型风箱,纽科门蒸汽机已开始用于矿井排水,间接支撑冶铁。
关联技术
来源
- 《后汉书·杜诗传》(卷三十一)—— 东汉杜诗造水排鼓风冶铁的记载
- 宋应星《天工开物》(冶铸卷)—— 明代活塞式风箱的形制与使用