在魏忠把匠人们找过来之前，朱棣首先需要把玻璃窑的框架设计好。

在后世，玻璃窑分为坩埚窑、池窑、火焰熔窑、电熔窑等类型。不过电熔窑什么的，朱棣现在就别想了。

朱棣看了一下其他的这几种窑，其中池窑是大规模生产玻璃的，每天几百吨的生产能力。火焰窑这是用天然气、煤气为燃料的。显然都不是朱棣需要的。

最合适朱棣的是坩埚窑，它适用于熔制产量小、品种多或经常更换料种的玻璃。

他目前的玻璃需求并不大，朱棣目前也没有大规模生产玻璃的想法，现在是去圈钱，等过几年朱棣才会考虑是否大规模生产。

朱棣计算了一下目前需要的产量，按照明朝一共十五个省级行政单位来算，他打算在每个府分别限量出售，每个府朱棣平均一个月只限卖二十件，对于一个庞大的府而言，这点数量泡都冒不起来，当然，肯定是要搞好宣传炒作的。十五个府就需要三百件。

一个府总共才二十件，而玻璃又有五、六种颜色，所以对于一个府来说，每种颜色的玻璃也就三四件而已，再加上各种款式，基本上每一件都是独一无二的。最大限度的保证了玻璃的价格。朱棣目前来说，并不想降低玻璃的逼格。这才能保证自己的利益。

那么算下来，光明朝境内，一个月就能给朱棣带来三十万辆左右收入，再加上京城、江南等地，朱棣也会看情况适量增加一批。

这样只是大明，一年就能为朱棣带来三百万两白银。当然，这是理想情况，是基本不可能的，时间越久，就会越少。

而明朝境外，今年九月份会出一次海。也会带上200件左右的玻璃制品。会给自己带来近20万两的白银。

一个月后，玻璃生产顺利的话，今年还剩下的五个月，按照最保守的估计，怎么也能给自己带来近百万两的白银。

计算完需求，朱棣发现这个玻璃窑每个月最多只需要生产四百件左右，即一天生产十几件。这么一看，其实也就是个小作坊罢了。

当然，都是小作坊了，那之前计划的玻璃木模具还要不要？

当然要，虽然朱棣不需要大规模生产，多找几个匠人，手工也能做出来，满足产量，但是远远比不上模具做出来的标准。也远没有模具的效率。

最重要的是，朱棣需要用玻璃模具，带出来几个会做模具的匠人。模具将会是大规模生产，降低生产成本必不可少的一环。相比起以后的冲压模具那些，玻璃模具可以说是要求最低的了。这次就当是技术储备了。

……

决定了要修坩埚窑，接下来就是具体的设计了。

坩埚窑就是在窑内放置坩埚，熔炼时，先把玻璃料加入坩埚，再把坩埚放进窑内，融化后，把整个坩埚取出，再进行吹制、压制、拉引、浇注等。

其中坩埚用耐火粘土制成。又分为开口坩埚和闭口坩埚两种。

开口坩埚中的玻璃液直接受火焰辐射，传热效率高，但玻璃液易受火焰污染，并受火焰气氛性质的影响，只宜用净化煤气或油作燃料。显然对朱棣来说并不适用。

而闭口坩埚则是口部朝向窑外，便于投料和成形操作，玻璃液不与火焰直接接触，通过坩埚壁间接传热，其热工性能恰与开口坩埚相反，适宜于用在多坩埚窑中熔化多种颜色玻璃、晶质玻璃和其他多品种的玻璃。

不需要过多考虑，朱棣直接选择了闭口坩埚。

……

而坩埚是什么原材料制成的呢？那就是耐火粘土，而且这耐火粘土也是有讲究的。

耐火粘土中的硬质粘土用于制作高炉耐火材料，炼铁炉、热风炉、盛钢桶的衬砖、塞头砖。以后朱棣的钢铁厂就需要这种粘土。

还有高铝粘土，用于制作电炉、高炉用的铝砖、高铝衬砖及高铝耐火泥。高铝粘土与石灰石混合制成含铝水泥，这种水泥具有速凝能力及防蚀性和耐热力强的特点。而这也是朱棣修建火电站、水电站都离不开东西。

硬质粘土和高铝粘土常在高温（1400～1800℃）煅烧成熟料使用。通常也可以用以制作水泥窑和玻璃熔窑。

刚好耐火材料在后世的河北唐山有巨大的储量，这个位置就在他的封地里。而且这个时代已经开始开采了，也就不需要自己去找矿，直接买就是了。

……

玻璃熔窑解决耐火材料后，接下来就是窑的结构了。其结构主要包括作业室、喷火筒、燃烧室、漏料坑、蓄热室等部分。

作业室就是放入坩埚的地方，其中喷火筒负责把高温空气喷入工作室：燃烧室负责烧煤，产生高温气体；蓄热室负责把作业室产生出来的废气暂时储存，加热外面的冷空气，再把加热后的气体通入燃烧室，保证高温。

这就是玻璃窑的整个流程了。看起来并不复杂，但是在根据实际情况，具体设计、施工却也并不简单。要考虑好整个窑的结构、各个部件分布、如何保持温度等等。

……

整个玻璃窑系统，首先需要把通过煤燃烧产生的高温气体喷向坩埚，以加热融化玻璃。

那么就有个问题，高温喷气的方向是怎么喷呢？从窑顶上喷入？还是窑底喷入？

这就分为了倒焰式和平焰式坩埚窑。

倒焰式坩埚窑的火焰从窑底中央喷入，又从窑底周边排出，这种窑型沿坩埚高度的温度分布比较均匀，熔化的玻璃液也较均匀，然而窑底和坩埚底部常处于高温，容易损坏。

平焰式坩埚窑的火焰从坩埚上面喷入，由窑底排出，坩埚高度上的温度相差较大，常使人工成形操作感到困难，因而只用于需要高温熔化、成形时间较短的制品。如用浇注法成形光学玻璃制品。

朱棣也只能选择平焰式。虽然有容易损坏的问题，但是这也没办法，只能注意定期维护。

……

除了选择喷火方向，还有燃烧室、蓄热室、作业室的设计。

那么以作业室的设计为例。

首先，作业室就是作为放置坩埚并作为火焰进行燃烧的空间，由窑底、窑腿、窑墙和窑顶等构成。

窑底为作业室的底座，其上放置坩埚，以多层耐火砖砌成。在平焰式坩埚窑中，窑底上设有吸火孔。窑底的几何形状设计为矩形。

窑腿竖立在窑底周围，支撑窑拱顶，是作业室的骨架。窑腿的形状带有一定的倾斜度，在保证结构强度的前提下，既要适应坩埚的形状，又要尽量缩小窑膛空间。为便于更换坩埚，窑腿与坩埚应保持一定的距离。

窑顶是坩埚窑的拱顶，其重量由窑腿所支撑，横向推力由窑箍承受。并设置有喷火孔。

……

就这样单单是一个结构的设计，就花了朱棣老长的时间。

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