不像后来的明朝，北方植被全面破坏，炭炼铁只能全靠南方，炼铁中心也南移到了广东佛山。
所以宋朝在拥有大量用来制造农具的煤炼铁的同时，也不缺用来制作兵甲的优质铁料。
至于为什么煤炼铁比较差，就不是这个时代的人所能知道的了。
赵桓当然知道其中缘由。
了解钢铁性能的人都知道，硫和磷是钢铁中的有害元素，合格的钢铁中，硫和磷的含量，必须低于一个标准数值，超过了，就是劣质钢铁。
硫含量超标，会增加钢铁的热脆性，大幅度降低钢铁的锻造性能。
所谓热脆性，就是指你把铁烧红打算锻打，结果一打他就裂了，自然不堪使用。
磷含量超标，则会增加钢铁的冷脆性，当温度降低后，这种不合格钢会变得像玻璃一样脆弱。
用这样的钢铁制作盔甲，在北方遇到低温，防御能力会急剧降低。
中国古代战争又大多发生在北方，发生在秋冬季节（中国古代战争的主动权大多是时候都掌握在北方游牧民族手中，而他们一定会在秋高马肥的时候向南发动劫掠，抢劫物资好度过严酷的冬季），冷脆的危害你就可想而知了。
在绝大多数天然煤炭中，都含有大量的硫，磷元素，直接用煤炼铁，会将这两种有害元素混入炼出来的铁当中，导致所炼之铁既热脆又冷脆。
这就是这个时代的煤炼铁质量不佳的原因。
现代钢铁也是用煤炼的，但并不是直接用原煤炼铁，而是用焦煤。
炼焦就是用原煤生产焦煤的过程。
具体来说，就是利用硫，磷沸点低的特性，用高温煅烧的方法，将原煤中的硫，磷蒸发排出。
赵桓根据现代炼焦炉的原理，设计了一座炼焦炉。
所谓炼焦，说白了，其实就是将煤炭隔绝空气进行加热。
最简单的炼焦炉其实就是中国民间的烧炭窑，用煤炭代替木柴，放进烧炭窑里烧，也能将煤炭中大部分的硫磷排出，不过这种原始的做法会浪费大半煤炭，炼焦也不够彻底。
现代炼焦炉的基本原理就是，料室和加热室如同夹心饼干一样层层相邻，加热室内是S型来回分布的加热道，两层加热室夹着一个料室……
为了节约能源，炼焦炉的加热室都会配着储热室。
赵桓现在当然不用考虑什么储热室，节约什么能源，降低什么成本，这些东西等他能批量炼焦的时候再说吧。
他模仿现代炼焦炉的结构，设计了一个用砖和水泥搭建的炼焦炉。
这炼焦炉两米高，三米深，横向一共十一层，每一层大概两尺宽，一层加热室，一层料室……间隔分布，最外侧是两个加热室。
加热室最下面是火炉，火炉上面是加热道，所谓的加热道，你可以理解为火炉的烟囱，这不过这个烟囱不是直向上的，而是被故意砌成了S型，一折一折的向上走，尽量让火炉加热的灼热空气在加热室里走过更长的距离，将更多的热量留在炼焦炉里。
料室是一个没有隔档的大空间，最下面是两条锻造的铁轨，铁轨上是一个铸铁轮子的铁架小推车，推车上面是一个用熟铁板铆接而成的大料斗，料斗几乎和料室一样宽，一样高，料斗两侧开着密密麻麻的小孔，炼焦时，这些料斗里会被装满煤料，顺着轨道推入料室。
料室门被封闭后，加热室下面的炉子就会被点燃，开始对炼焦炉进行加热。
每个炉子前面都有一台大型的风箱，这些风箱由水车带动轮轴，轮轴带动铸铁的大凸轮，凸轮带动连杆，由连杆推动风箱向着加热炉内鼓风……
经过大半天的加热后，等到料室上面的出烟口不再冒出黄色的烟雾后，就说明，煤料中的硫磷已经被蒸发的差不多了，就可以出料了。
红热的煤料被拉出料室后，要立即用冷水浇灭，否则煤料碰到空气，回立即燃烧起来……
相对于高炉，炼焦炉就简单太多了，工匠们第一次就弄成了。
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