水轮机的普及如同一股强劲的春风,给大夏朝的生产生活带来了翻天覆地的变化。各地的作坊效率大增,原本需要十几个人轮流操作的织布机,如今在水轮机的带动下,只需一两人看管便能高效运转;粮食加工也变得轻松许多,以往需要耗费大量人力的碾米、磨面等活计,现在借助水轮机的力量,半天就能完成以往一整天的工作量。李砚的名字更是传遍了大街小巷,成了百姓口中的 “活神仙”,无论是街头巷尾的茶馆,还是田间地头的农舍,都能听到人们对他的夸赞。
然而,新的问题也随之而来,如同平静的湖面投入了一块巨石,激起层层涟漪。随着水轮机的广泛应用,对铁的需求量急剧增加,不仅水轮机的叶片、转轴需要大量的铁,与之配套的传动齿轮、连接部件等也离不开铁。现有的铁矿开采和冶炼速度根本跟不上,就像一个饥饿的人面对一桌美食却吃不过来。不少州府都送来急报,竹简上的字迹密密麻麻,字里行间都透露着焦急,说铁料短缺,已经影响了水轮机的制作和维修,有些地方甚至因为缺少铁料,已经停工等待。
“这可怎么办?” 朝堂上,皇上皱着眉头问道,手指轻轻敲击着龙椅的扶手,“若是铁料跟不上,之前的努力岂不是要白费?水轮机的推广受阻,百姓们刚刚尝到的甜头就要消失了。”
李砚站出来,神色沉稳,沉声道:“皇上,臣有一计。臣在巡查各地时发现,有些地方的铁矿品位较低,矿石中含铁量少,杂质多,开采难度大,导致产量不高。臣想改进冶炼技术,提高铁矿的利用率,剔除矿石中的杂质,让低品位的铁矿也能炼出合格的铁,或许能缓解铁料短缺的问题。”
“哦?你有办法?” 皇上眼前一亮,原本紧锁的眉头舒展了些许,眼中露出期待的光芒。
“是的,” 李砚点头道,语气坚定,“臣想尝试用焦炭代替木炭炼铁,木炭燃烧时温度有限,而且消耗量大,大量砍伐树木还会破坏环境。而焦炭燃烧温度更高,能让铁矿更快熔化,还能节省大量的木材。另外,臣还想改进鼓风设备,增加炉内的氧气含量,氧气充足了,燃料燃烧得更充分,炉温也能进一步提高,让铁矿能更快地熔化,提高炼铁效率。”
皇上沉吟片刻,目光在李砚身上停留了许久,似乎在判断这个方案的可行性。随后,他一拍龙椅扶手,道:“好,朕准你一试。需要什么人手和物资,尽管开口,工部和户部都会全力配合你。”
“谢皇上。” 李砚谢恩道,心中涌起一股干劲,他知道这是一个艰巨的任务,但也是解决铁料短缺的关键。
回到府中,夕阳的余晖透过窗棂洒在地上,形成斑驳的光影。李砚把这件事告诉了翠儿和苏清月,两人正坐在桌旁整理着水轮机推广的账目。
翠儿放下手中的算盘,脸上露出担忧的神色:“李大哥,这炼铁可不是小事,听说炼铁的炉子温度很高,会不会很危险啊?你可得多加小心。”
“放心吧,我会小心的。” 李砚走到她身边,轻轻拍了拍她的肩膀安慰道,“而且有清月帮忙,我们一起研究,应该没问题。”
苏清月也点头道,眼中闪烁着坚定的光芒:“冶炼技术的改进确实很有必要,现在铁料短缺已经成了制约发展的瓶颈。我会全力支持你,我这就去查阅相关的资料,看看古籍中有没有可以借鉴的方法,或许能给我们一些启发。”
接下来的日子,李砚和苏清月全身心地投入到炼铁技术的改进中,仿佛将自己与炼铁炉融为一体。他们在城外找了一处废弃的窑厂,这里远离居民区,周围有丰富的水源,很适合作为炼铁作坊。工匠们开始忙碌起来,拆除破旧的窑炉,清理场地,搬运砖块和石料。经过半个多月的改建,一个小型的炼铁作坊初具规模,高大的炼铁炉矗立在场地中央,像一个沉默的巨人,等待着被唤醒。
试验的过程并不顺利,充满了坎坷与挫折。一开始,他们按照设想用焦炭炼铁,将焦炭和铁矿按一定比例放入炉中,点燃焦炭,拉动风箱鼓风。然而,炉温总是达不到要求,铁矿在炉中烧了很久,依旧是黑乎乎的一块,没有丝毫熔化的迹象。李砚和苏清月围着炉子观察,眉头紧锁,汗水顺着脸颊流下,滴落在滚烫的地面上,瞬间蒸发。
“这是怎么回事?焦炭的燃烧温度应该比木炭高才对,怎么会这样?” 苏清月不解地问道,手里拿着一根铁棍,拨了拨炉中的焦炭。
李砚沉思道:“可能是我们的焦炭烧制得不够好,里面还含有较多的杂质,影响了燃烧效率。也有可能是鼓风的力度不够,导致氧气不足,焦炭不能充分燃烧。”
后来,他们又改进了鼓风设备,用多个风箱串联起来代替原来的单个皮囊,这样鼓入炉内的风量大大增加。炉温虽然有所提高,能看到铁矿表面开始发红,但还是不稳定,时高时低,有时眼看就要熔化了,温度却又降了下来,始终无法得到合格的铁水。
工匠们都有些泄气,一个负责拉风箱的工匠擦了擦脸上的汗,嘟囔道:“这法子怕是行不通,还是老老实实用木炭吧,虽然慢了点,但至少能炼出铁来。”
李砚却没有放弃,他蹲在地上,看着炉膛里燃烧的焦炭,眉头皱得更紧了:“看来问题主要出在焦炭的质量上。” 他用铁棍挑起一块燃烧后的焦炭,仔细观察,“你看,这些焦炭燃烧后残渣很多,说明纯度不够。我们得想办法提高焦炭的纯度,让它能释放出更高的热量。”
苏清月也点头道,她手里拿着一本泛黄的古籍,上面记载着一些古代的冶炼方法:“我查了一些资料,发现焦炭的烧制过程很关键。需要将煤炭在密闭的环境中高温加热,排除里面的挥发物,而且温度、时间都要控制好,否则就会影响焦炭的质量。温度太低,挥发物排不干净;温度太高,又会把煤炭烧化,变成灰烬。”
于是,他们又开始研究焦炭的烧制技术。他们建造了专门的炭窑,选用优质的煤炭作为原料,将煤炭破碎成大小均匀的块,放入炭窑中。然后仔细控制窑内的温度,从低温慢慢升高,让煤炭中的水分和挥发物逐渐排出。这个过程需要极大的耐心,李砚和苏清月轮流守在炭窑旁,用特制的温度计测量窑内温度,不时添加燃料或调节通风口。
有一次,因为夜间温度控制不当,窑内温度突然升高,眼看就要把煤炭烧废了。李砚发现后,立刻带领工匠们打开通风口降温,又往窑顶泼了些水,才勉强把温度降了下来。虽然那批焦炭还是有些瑕疵,但相比之前已经好了很多。经过无数次的试验,调整温度、时间、煤炭的配比等参数,他们终于找到了合适的烧制方法,炼出了高质量的焦炭。这种焦炭乌黑发亮,质地坚硬,燃烧时火焰旺盛,热量充足。
用新炼出的焦炭炼铁,再配合改进后的鼓风设备,炉温果然稳定了许多,达到了炼铁所需的温度。看着炉膛内通红一片,铁矿在高温下逐渐熔化,变成通红的铁水,顺着事先挖好的沟槽缓缓流出,李砚和苏清月脸上露出了欣慰的笑容,之前所有的辛苦和挫折在这一刻都烟消云散。
就在这时,苏明哲匆匆跑了进来,他跑得满头大汗,气喘吁吁地说:“李大人,苏大人,不好了,有一群村民闯到作坊来了,说我们的炼铁作坊污染了他们的水源,要我们立刻停工。”
李砚和苏清月对视一眼,心中都咯噔一下,连忙跟着苏明哲出去查看。
只见作坊门口围了一群村民,男女老少都有,个个情绪激动,脸上带着愤怒和焦虑。一些村民手里还拿着锄头、扁担等农具,像是要随时动手。
“你们这些官老爷,只顾着自己搞发明,不管我们的死活!” 一个为首的老农愤怒地喊道,他手里拿着一个破碗,碗里装着浑浊的水,水面上还漂浮着一些黑色的杂质,“我们的井水都被你们污染了,现在连喝的水都没有了!再这样下去,我们全村人都要渴死了!”
李砚连忙上前,双手一拱,态度诚恳地安抚道:“各位乡亲,大家别激动,有话好好说。我们绝没有想危害大家的意思,对于水源被污染的事,我们也是刚刚得知,一定会想办法解决的,请大家相信我们。”
“解决?怎么解决?” 老农质问道,情绪更加激动,“这水都变成这样了,还怎么解决?除非你们立刻停工,否则我们跟你们拼了!”
苏清月也上前说道,语气温和却坚定:“乡亲们,我们理解大家的心情,饮用水被污染,换作是我们也会很着急。但这炼铁作坊关系到国家的发展,关系到更多百姓的生计,不能说停就停。这样吧,我们先立刻组织人手给大家运送干净的水源,保证大家的饮水安全。同时,我们会尽快研究解决污染的办法,一定不会让大家失望的。”
村民们听了苏清月的话,看着她真诚的眼神,情绪稍微平复了一些。那个为首的老农想了想,看了看周围的村民,最终点了点头:“好,我们就信你们一次。但我们丑话说在前头,要是你们解决不了,我们绝不会善罢甘休,一定会去官府告你们!”
说完,带着村民们离开了,临走时还不忘回头瞪了炼铁作坊一眼。
李砚和苏清月松了一口气,后背都被冷汗浸湿了。
“看来我们忽略了环保的问题。” 李砚皱着眉头说,心中有些自责,“只想着提高炼铁效率,却没想到炼铁过程中产生的废水会污染水源,给村民们带来了这么大的麻烦。”
“是啊,” 苏清月也叹了口气,看着作坊外不远处的那条小河,河水确实有些浑浊,“炼铁过程中会产生很多有害物质,比如硫磺等,随废水排出去,就会污染水源和土壤。我们得尽快想办法解决,不然不仅会影响村民的生活,还会影响我们自己的作坊。”
接下来的几天,李砚和苏清月一边组织人手从远处的山泉运来干净的水,用木桶装好,分送到村民家中,保证他们的日常饮水;一边查阅大量的资料,研究解决污染的办法。他们翻阅了医书、农书,甚至一些记载地理水文的书籍,希望能找到处理污水的线索。
他们试验了各种方法,先是尝试用沙子过滤污水,但效果不佳,只能过滤掉一些较大的杂质,水中的有害物质依然存在。后来,他们又想到用石灰中和,石灰虽然能中和一些酸性物质,但对于其他有害物质却无能为力,而且会产生新的沉淀。
就在他们一筹莫展的时候,翠儿在整理药草时,发现有些草药具有吸附杂质的作用。她把这个发现告诉了李砚和苏清月,给了他们新的启发。李砚灵机一动:“既然草药能吸附杂质,那其他物质是不是也可以?我们可以建造沉淀池和过滤池,让污水先在沉淀池里沉淀,然后再通过多层过滤,去除其中的有害物质。”
苏清月也觉得这个办法可行:“对,我们可以分步骤处理。第一步,让污水进入沉淀池,加入一些能让杂质沉淀的物质,比如明矾,让大部分杂质沉淀下来;第二步,将沉淀后的水引入过滤池,过滤池里铺上沙子、木炭、碎石等,层层过滤,吸附水中的有害物质;最后,再用干净的布过滤一遍,这样处理后的水应该就能达标了。”
说干就干,他们立刻组织工匠建造沉淀池和过滤池。沉淀池挖得又大又深,底部铺着厚厚的黏土,防止污水渗漏;过滤池则分为几层,每层都铺设不同的过滤材料。翠儿也主动提出帮忙,她每天早早地来到作坊,给工匠们做饭、送水,饭菜做得格外丰盛,有肉有菜,让工匠们能有足够的力气干活。她还组织府里的丫鬟、仆妇们帮忙清洗过滤用的纱布,将纱布反复清洗晾晒,确保过滤效果。
经过半个多月的努力,沉淀池和过滤池终于建造完成。当第一批污水流入沉淀池,加入明矾后,果然看到大量的杂质慢慢沉淀到池底;然后流入过滤池,经过层层过滤,从最后一个出口流出的水变得清澈见底,再也没有之前的浑浊和异味。他们让人把处理后的水拿去给村民们看,村民们亲眼看到水变干净了,都露出了惊讶的表情。
村民们看到问题得到了解决,都非常高兴,那个为首的老农带着几个村民代表,提着自家种的蔬菜来到作坊,向李砚和苏清月道谢。
“李大人,苏大人,真是对不起,之前是我们误会你们了,还说了些不好听的话,你们别往心里去。” 老农不好意思地说,脸上带着愧疚的神色。
李砚笑着说:“没关系,是我们考虑不周,给大家带来了麻烦。以后我们一定会注意环保,在发展生产的同时,保护好环境,不会再出现类似的问题了。”
解决了水源污染的问题,炼铁作坊又重新开工了。改进后的炼铁技术大大提高了铁的产量和质量,不仅能利用低品位的铁矿炼出合格的铁,而且炼出的铁更加纯净,硬度和韧性都比以前的铁要好。这些铁被源源不断地运往各地,缓解了全国范围内的铁料短缺问题,水轮机的制作和维修又恢复了正常,各地的生产生活重新焕发出勃勃生机。皇上对李砚和苏清月的工作非常满意,再次下旨嘉奖了他们,赏赐了不少金银和绸缎,还在朝堂上大力表扬了他们勇于创新、解决问题的精神。
中秋佳节过后,天气渐渐转凉,秋风送爽,吹落了树上的叶子,地上铺了一层金黄。李砚和翠儿的院子里种了不少菊花,如今正是盛开的时候,五颜六色的,红的像火,黄的像金,白的像雪,十分好看,给这微凉的秋日增添了一抹亮色。
这天傍晚,夕阳的余晖洒在菊花上,给花瓣镀上了一层金边。李砚和翠儿正在院子里赏菊,翠儿正拿着剪刀,小心翼翼地修剪着过长的花枝。苏清月忽然来了,她穿着一身青色的衣裙,裙摆随着脚步轻轻飘动。
“清月,你怎么来了?” 李砚笑着问道,连忙请她坐下。
苏清月手里拿着一个精致的木盒,笑着说:“我听说翠儿妹妹最近想学刺绣,正好我前几天在绣坊看到一些好丝线,就特意给她带了些过来,希望能帮上忙。”
翠儿连忙放下剪刀,上前道谢,双手接过盒子。打开一看,里面果然装着各种颜色的丝线,有大红、鹅黄、翠绿、宝蓝等,质地光滑,色泽鲜艳,一看就是上等的好丝线。
“清月姐姐,你真是太客气了,让你破费了。” 翠儿高兴地说,脸上露出了欣喜的笑容,小心翼翼地抚摸着那些丝线。
“不客气,” 苏清月笑着说,“我们之间还客气什么。以后有什么不懂的针法或者配色,随时可以来问我,我知道的一定都告诉你。”
三人坐在院子里的石桌旁,桌上放着一壶刚泡好的菊花茶,香气淡雅。他们聊着天,喝着茶,从炼铁作坊的近况聊到水轮机的推广情况,气氛十分融洽,笑声不时从院子里传出,与秋风、花香交织在一起。
“对了,” 苏清月忽然想起了什么,放下手中的茶杯,道,“李砚,我父亲最近来信说,州府那边想修建一座大型的水利工程,引河水灌溉万亩良田,让那里的旱地变成水田。他们听说水轮机在灌溉方面效果很好,想请你过去指导一下,看看如何将水轮机应用到这个水利工程中。”
李砚想了想,道:“好啊,这是好事,能让更多的土地得到灌溉,提高粮食产量。正好我也想去看看水轮机在州府的使用情况,了解一下还有哪些需要改进的地方。等我把手头的事情安排一下,比如把炼铁作坊的生产流程再规范一下,就过去。”
“那我跟你一起去,” 苏清月说,“我也想看看那个水利工程,或许能提出一些有用的建议。而且州府那边的水轮机推广工作我也参与过,比较熟悉情况。”
“我也想跟你们一起去,” 翠儿也连忙说道,眼中充满了期待,“我还没去过州府呢,想看看那里的风土人情,也想看看水轮机在那里是怎么工作的。”
李砚看着翠儿期待的眼神,笑着说:“好,我们一起去。正好趁这个机会,我们也放松一下,就当是出去走走。”
就这样,三人约定好,等李砚把手头的事情安排好,就一起前往州府,开启新的征程。他们知道,前方或许还会有新的挑战,但只要他们齐心协力,共同应对,就没有解决不了的问题。而那座大型水利工程,也将成为他们新的目标,为大夏朝的农业发展贡献新的力量。