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铁在大自然中不以单质的形式存在，主要有两种形式：赤铁矿和磁铁矿。

而炼铁的根本原理，就是把铁从铁的氧化物和其它杂质中提取出来。

此外，在炼铁时还需要添加一种辅料作为助熔计，灰石，即碳酸钙。

在高温下，灰石会分解为石灰和二氧化碳两种物质，能与铁矿石中的碳、硅、磷等杂质发生化学反应形成炉渣剥落出来。

此时，熔炉内产生的最主要的化学反应是，氧化铁在高温下分别被一氧化碳和碳还原为铁。

工坊里有现成的灰石，工坊建成时附带的，省去了再去收集的麻烦。

谢乔将铁矿石从【背包】格子里取出来，倒在工坊的熔炉旁邊，提炼铁的工作交给两位李师傅。

作为十几年的铁匠，他们拥有丰富的打铁经验。

谢乔静静地站在旁邊观摩，对古法工艺感到好奇。

炼铁之前，李固师傅先将木头锯成小段，放入封闭的碳炉中焚烧，烧尽挥发物，提纯出木炭。

要保持熔炼内持续不断的高温，木炭是必不可少的材料。

而另一邊的李钜师傅则拿着大铁锤不断地敲打着铁矿石，将之凿成细小的颗粒。

待木炭和铁砂准備得差不多了之后，李固先往熔炉里倾倒铁砂，倒入合适的量后，再往里面填充木炭，直至全部填滿，并封住，以免太多冷空气进入，使炉内温度上不去。

封好后，李钜师傅拉到熔炉的鼓风器手杆，空气流动下，炉中的木炭开始持续不断释放出热量。

等炉内温度达到一定程度后，炉内的铁矿石就开始发生化学反应了，而这个过程往往长达几个小时，而鼓风一刻也不能停。

工坊熔炉配備的鼓风器，是以皮囊制成，古代铁匠的熔炉基本都大同小异。

一座炉子都配好几个鼓风器，排成一排，叫做“排囊”

。

人力推动拍囊，叫“人排”

，而如果用水力推动，就叫“水排”

。

早在东汉之初的杜诗就发明了水排，利用水力驱动鼓风，持续不断，无需人力。

但谢乔一级工坊里的这座熔炉，显然还没有这么机械化。

考虑到时间长，两个师傅的人力显然不够，谢乔再叫来了几个人轮流拉动人排的木杆。

时间一分一秒地过去，封闭的熔炉内发生的情况看不到，谢乔稍感得无聊，于是利用[寿命]推快了时间进度。

在她的时间尺度上，她看到李固师傅鬼畜地拉动人排，然后再不断地换人。

三分钟后，谢乔关掉了六十

四倍速。

此时，铁矿石中熔点较低的金属和杂质已经以熔融状态流到了炉底的出口。

熔炉内的情况虽然看不到，但谢乔可以想象，熔点较高的铁被高温软化，形成塊状，不会流出来，这样就形成了杂质和铁的分离。

李固师傅估算好了时间之后，打开熔炉，用火夹子从熔炉里取出了一整塊形状不规则的粗铁。

粗铁外层还覆盖着一层不能熔化的矿渣和碳灰，透过碳灰，隐隐可见内部白热的海绵状热铁塊，俗称海绵铁。

海绵铁是软的，可以根据需求切分成不同的塊。

为了让匈奴人更快更好地采掘铁矿石，谢乔让两个李师傅先打造一些铁镐，从运过来的铁矿石轮廓大小判断，他们现在大概还是拿的兵器凿的。

铁镐是采矿的必備工具，等马鞍山下的铁矿石采掘完成后，铁镐能回收回来，以后挖矿也可以反复用。

这一大块海绵铁，李固师傅根据经验，将它较为均匀地切成了五块，铁的总量大概能打造五把铁镐。

切分完成后，他先将剩余四块放回熔炉中，使其保持温度，不至于冷却凝固下来。

俗话说趁热打铁，打铁需要在其软化时锻打。

此时的锻台上只剩一块海绵铁了，李钜师傅用火夹子夹稳，李固抡起铁锤，猛力地砸下来。

现在的海绵铁还只是粗铁，内部还有杂质，所以他先一下一下，将铁块锤成片，隨后对折，再打，再对折，反复地做，这个过程中就像揉面团一样，使铁块的里里外外都暴露在空气中，而内部的杂质会在一次次的捶打中剥落，最后就能得到较为纯净的铁了。