第524章 煤铁复合体 下
1266年,6月8日,金口市,五龙河大铁厂。
过了一会儿,两人上去瞅了一眼铁水,便跟着鱼雷罐去了下一级的平炉车间。
鱼雷罐是一种纺锤形的铁水容器,用生铁铸造,内部铺设了耐火砖,容积大、开口小,有利于保持铁水温度。现在这个盛着上千度铁水的容器就放置在铁轨上,由几个工人小心翼翼地推着,两人远远地跟在了后面。
一边走着,季国风一边介绍道:“这平炉可是我们近年来在炼钢技术上一次显著的改进啊。之前的转炉虽然原理简单、产量也大,但有个致命缺点,就是会让大量空气残留在材料中,对性能影响不小。而平炉就没这个问题……好吧,我知道有些人对性能参数不感兴趣,只关注产量,但性能提高了,相同的工件就可以用更少的钢,变相提高了产量。
平炉还有个好处是适应性强,不一定非得是铁水,什么废钢啦生铁啦甚至铁矿石啦都可以扔进去炼,只要事先计算好成分就行了。哦对了,这个好处延伸下来,就是我们可以比较稳定地控制碳含量,不用像之前那样听天由命了。”
孙长天略一思考,问道:“既然如此,那当初你们为什么不直接上平炉,而是先用了转炉呢?”
“技术条件不够啊。转炉虽然有缺陷,但是引入空气除碳是个放热反应,可以自然保持温度。而平炉没那么剧烈的反应,就必须从外界引入热源才行,还不能是一般的热源。这个热源问题直到煤气技术成熟才解决,所以有了煤气之后,我们紧接着就上马平炉了。哦对了,顺带一提,历史上平炉原本是用来炼玻璃的,后来才用作炼钢,但我们这边就反过来了,有了炼钢平炉之后,技术才扩散到玻璃厂那边,他们用了这个才能批量生产平板玻璃。”
孙长天听了这个一下子打起了精神:“原来平板玻璃是这么来的,这个可真厉害了啊!”
季国风撇了撇嘴,合着你们这些俗人只知道关心能赚钱的玻璃,对真正的技术一无所知啊!
说着,两人就来到了平炉炼钢车间。同高炉车间一样,平炉炉体只占了车间面积的一小部分,如同一个棺材一样躺在车间中央,周围则是大面积的蓄热室和换气道。
此时尚有一炉铁水在冶炼,鱼雷罐运抵之后没有直接上工位,而是运到了保温室里。搬运工与车间负责人办完了交接,后者拿过了成分检验报告,马上就召集人员计算起了下一炉的配比。呃,季国风就在身边,他们流着不知道是热汗还是冷汗,计算得格外认真,计算尺和算盘一起上,反复验算了三遍才停下来。
负责人身穿带有金色描边的白色制服,是个四级工程师,在东海工业体系里也是个响当当的人物了。身边那几人至少也是戴着高级肩章的二级工程师,这意味着他们经过了标准化的工业教育,是难得的人才。这样的人才虽然在车间里要忍受严酷的工作环境,但在外面却是标准的有社会地位的高收入人士,可是婚介市场上的抢手货。
不久后,负责人小跑着把计算好的成分表拿过来给季国风过目。季国风随意拿过来瞥了一眼,上面写铁水若干,碳含量%的废钢若干,优质铁矿石若干以及除磷用的石灰石、白云石若干。这位前工业部长心算了一下,没什么问题,便把单子还给了他,说道:“我就是来随便看看,不干涉你们的工作流程,不用拿给我看。”
负责人心中吐槽,但脸上还是陪笑着跑回去了,张罗工人准备起了物料,又跑到出炉口待命的工人面前宣讲了一遍操作规程和注意事项。
过了一阵子,当前这炉钢水出锅了,根据墙上的生产计划牌,这应该是一锅低碳钢——鉴于当前可怜的加工能力,目前生产的钢材大部分都是碳含量偏低的,这样无论是锻造还是切削都能省不少力气。至于强度和硬度的问题则只能靠后了,再说了,就算强度再低,也比其他地方普遍使用的熟铁和生铁强多了。接下来,这锅钢水大概会送去辊轧车间,轧制成某些板材或者型材。
之后,工人们便把新的物料按次序加进了炉子里,又操纵了几下,一台原始的无牌号蒸汽机带着阀门转动了起来,进气道内部风道转换,煤气和热空气涌进炉内。平炉内部主体是一个略带倾斜的平面,物料在平面上自行流动,煤气和空气输送进去后,遇到炉内的高温就燃烧起来,同时也对这份高温做出了自己的贡献。高温促成物料相互融合,产生物理化学反应,杂质造渣浮在表面,铁和炭混合成均匀的钢水。
当然,外面看不到里面发生了什么,季国风趁机讲解道:“这台平炉是固定式碱性平炉,性价比高,白云石烧制的碱性炉衬使得它可以添加造渣剂,进一步除去杂质,一次出炉就有质量不错的钢了。”
孙长天似懂非懂地点点头,但又想起了什么,问道:“确实,这个问题你们都说过好几次了。不过我看你们的计划里面,不是说还要上一台酸性平炉么,既然碱性平炉如此之好,为什么还要上酸性的?”
季国风把手一拍,竖起大拇指来,说道:“你这就问到点子上了。酸性平炉虽然不能除渣,但有别的好处。它用二氧化硅作为炉衬,在高温下部分硅会还原进入钢水中,除去多余的氧,提升钢材的性能。额外的硅能在一定程度上提升流动性,有利于大型制件的生产。但是,它本身不能造渣,这就要求原材料足够纯净才行。所以我们准备建立一条碱性平炉-酸性平炉联合生产线,以前者产生纯净的钢水,后者进一步除氧,生产出最高质量的钢材。这种钢可以用到的地方就多了,比如轻量化蒸汽机和大型火炮……”
“等等,”孙长天突然打断了他,“季兄,我可不是真的什么都不懂啊,你们之前不是科普过,说钢流动性不好,不能用来铸炮吗?”
季国风神秘地一笑:“小炮是可以的,大炮虽然不行,但我们现在有别的手段了啊……走吧。”
孙长天莫名其妙地跟着他继续往后面走去,一连穿过了几个片区,连著名的辊轧车间都没进去看,径直到了后面的锻造三车间中。
“咚,咚……”
还没走进这个车间,就有巨大的锤击声有节奏地传来,直入心底,孙长天适应了好一会儿,才跟着季国风走了进去。
这个车间是新建的,里面东西不多,正中央赫然摆放着一台高大的人字形机械,顶上连接着两根蒸汽管道,两撇之间垂着一个巨大的钢制锻锤,正对着地面上的砧台,声音就是从那边传出来的——
一根粗而长的钢梁正放在砧台上,五个工人在吊车的辅助下,操作着锻锤将钢梁一点点锻造成弯曲的形状。锻锤看上去笨重无比,但是却一反寻常地灵活,几秒钟就上下一次,车间中不断回响着锤击的脆鸣声,每发一声,看上去坚固的钢梁就变形一点,令人深刻地体会到何为力量。
孙长天捂着耳朵,目瞪口呆地看着这样的场景,半晌之后才缓过气来,对着季国风问道:“这,这就是那传说中的蒸汽锤吧?”
季国风得意地说道:“是啊,‘开天-1’式双动蒸汽锤,用了跟新星180同口径的300mm汽缸。工作汽压,即使不使用放大机构,单靠蒸汽的力量也足以提供的推力,使用1t重的冲击锤——这是初始型号,没给它吃满——最高可产生20kJ的冲击能,每分钟最多可锻压12次,或者可以在一段时间内持续保持锻压力……呃,好吧,虽然看上去挺唬人的,但实际上只是柄入门级的小锤子,加工不了太大的东西。不过这是个良好的开端,以后会越做越大,多大的钢材都会任我们揉扁锤圆,即使不使用铸造的方式,我们也能制造大型的工件!”
蒸汽锤的原理和蒸汽机如出一辙,实际上,它完全可以看作一台去掉了曲柄、只进行往复运动的蒸汽机,把这个往复运动用来驱动锻锤,就是这台蒸汽锤了。在此之前,工业部只能使用水力机械来驱动锻锤,而这类机械能直接提供的扭矩是很小的,必须通过一套放大机构才能获得满意的压力,这就对机构中的每一个零件的强度都提出了要求,最终结构复杂、零件笨重、成本高。当然,即便如此,这些水力锻锤仍然起到了巨大的作用。而现在有了蒸汽锤,只需要一个很简单的结构就能获得巨大的冲击力,在成本上相比之前有了巨大的飞跃。可想而知,以后大型锻件会源源不断从这个车间生产出来,各建筑业、造船业、机械制造业、军火行业都会受益于此。
“天哪,一吨,那得多重啊,这一锤子不就相当于一辆马车砸了下来?”一声声沁人心脾的锤锻声中,孙长天很外行地叫了起来。
季国风耸了耸肩:“这才一吨呢,以后出了十吨、百吨、千吨的,不得吓死你?嘛,不过我觉得,以蒸汽锤的潜力,有个十吨二十吨就不错了,再高的话建设代价就太大了,还不如转头搞液压机呢,就算手艺糙点,上个一百吨也不是难事。说来,这汽缸其实也也是用了同样的帕斯卡原理……”
不过孙长天已经无暇回应他了,他已经沉浸在这种令人惊异的锻造过程中,畅想着无数锻件从这里源源不断产出的未来。
季国风笑了一下,趁机传教道:“怎样?如此磅礴的伟力,又如何是那些拿着大刀长矛的野蛮人能撼动的?所谓安全问题,根本就不存在……退一万步,即便莱芜的工业基地落在敌人手里,他们又有什么本事把它开动起来?而自己束手束脚,只会拖慢我们进步的脚步。老孙,怎样,这个月大会可要捧我一场?”
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过了一会儿,两人上去瞅了一眼铁水,便跟着鱼雷罐去了下一级的平炉车间。
鱼雷罐是一种纺锤形的铁水容器,用生铁铸造,内部铺设了耐火砖,容积大、开口小,有利于保持铁水温度。现在这个盛着上千度铁水的容器就放置在铁轨上,由几个工人小心翼翼地推着,两人远远地跟在了后面。
一边走着,季国风一边介绍道:“这平炉可是我们近年来在炼钢技术上一次显著的改进啊。之前的转炉虽然原理简单、产量也大,但有个致命缺点,就是会让大量空气残留在材料中,对性能影响不小。而平炉就没这个问题……好吧,我知道有些人对性能参数不感兴趣,只关注产量,但性能提高了,相同的工件就可以用更少的钢,变相提高了产量。
平炉还有个好处是适应性强,不一定非得是铁水,什么废钢啦生铁啦甚至铁矿石啦都可以扔进去炼,只要事先计算好成分就行了。哦对了,这个好处延伸下来,就是我们可以比较稳定地控制碳含量,不用像之前那样听天由命了。”
孙长天略一思考,问道:“既然如此,那当初你们为什么不直接上平炉,而是先用了转炉呢?”
“技术条件不够啊。转炉虽然有缺陷,但是引入空气除碳是个放热反应,可以自然保持温度。而平炉没那么剧烈的反应,就必须从外界引入热源才行,还不能是一般的热源。这个热源问题直到煤气技术成熟才解决,所以有了煤气之后,我们紧接着就上马平炉了。哦对了,顺带一提,历史上平炉原本是用来炼玻璃的,后来才用作炼钢,但我们这边就反过来了,有了炼钢平炉之后,技术才扩散到玻璃厂那边,他们用了这个才能批量生产平板玻璃。”
孙长天听了这个一下子打起了精神:“原来平板玻璃是这么来的,这个可真厉害了啊!”
季国风撇了撇嘴,合着你们这些俗人只知道关心能赚钱的玻璃,对真正的技术一无所知啊!
说着,两人就来到了平炉炼钢车间。同高炉车间一样,平炉炉体只占了车间面积的一小部分,如同一个棺材一样躺在车间中央,周围则是大面积的蓄热室和换气道。
此时尚有一炉铁水在冶炼,鱼雷罐运抵之后没有直接上工位,而是运到了保温室里。搬运工与车间负责人办完了交接,后者拿过了成分检验报告,马上就召集人员计算起了下一炉的配比。呃,季国风就在身边,他们流着不知道是热汗还是冷汗,计算得格外认真,计算尺和算盘一起上,反复验算了三遍才停下来。
负责人身穿带有金色描边的白色制服,是个四级工程师,在东海工业体系里也是个响当当的人物了。身边那几人至少也是戴着高级肩章的二级工程师,这意味着他们经过了标准化的工业教育,是难得的人才。这样的人才虽然在车间里要忍受严酷的工作环境,但在外面却是标准的有社会地位的高收入人士,可是婚介市场上的抢手货。
不久后,负责人小跑着把计算好的成分表拿过来给季国风过目。季国风随意拿过来瞥了一眼,上面写铁水若干,碳含量%的废钢若干,优质铁矿石若干以及除磷用的石灰石、白云石若干。这位前工业部长心算了一下,没什么问题,便把单子还给了他,说道:“我就是来随便看看,不干涉你们的工作流程,不用拿给我看。”
负责人心中吐槽,但脸上还是陪笑着跑回去了,张罗工人准备起了物料,又跑到出炉口待命的工人面前宣讲了一遍操作规程和注意事项。
过了一阵子,当前这炉钢水出锅了,根据墙上的生产计划牌,这应该是一锅低碳钢——鉴于当前可怜的加工能力,目前生产的钢材大部分都是碳含量偏低的,这样无论是锻造还是切削都能省不少力气。至于强度和硬度的问题则只能靠后了,再说了,就算强度再低,也比其他地方普遍使用的熟铁和生铁强多了。接下来,这锅钢水大概会送去辊轧车间,轧制成某些板材或者型材。
之后,工人们便把新的物料按次序加进了炉子里,又操纵了几下,一台原始的无牌号蒸汽机带着阀门转动了起来,进气道内部风道转换,煤气和热空气涌进炉内。平炉内部主体是一个略带倾斜的平面,物料在平面上自行流动,煤气和空气输送进去后,遇到炉内的高温就燃烧起来,同时也对这份高温做出了自己的贡献。高温促成物料相互融合,产生物理化学反应,杂质造渣浮在表面,铁和炭混合成均匀的钢水。
当然,外面看不到里面发生了什么,季国风趁机讲解道:“这台平炉是固定式碱性平炉,性价比高,白云石烧制的碱性炉衬使得它可以添加造渣剂,进一步除去杂质,一次出炉就有质量不错的钢了。”
孙长天似懂非懂地点点头,但又想起了什么,问道:“确实,这个问题你们都说过好几次了。不过我看你们的计划里面,不是说还要上一台酸性平炉么,既然碱性平炉如此之好,为什么还要上酸性的?”
季国风把手一拍,竖起大拇指来,说道:“你这就问到点子上了。酸性平炉虽然不能除渣,但有别的好处。它用二氧化硅作为炉衬,在高温下部分硅会还原进入钢水中,除去多余的氧,提升钢材的性能。额外的硅能在一定程度上提升流动性,有利于大型制件的生产。但是,它本身不能造渣,这就要求原材料足够纯净才行。所以我们准备建立一条碱性平炉-酸性平炉联合生产线,以前者产生纯净的钢水,后者进一步除氧,生产出最高质量的钢材。这种钢可以用到的地方就多了,比如轻量化蒸汽机和大型火炮……”
“等等,”孙长天突然打断了他,“季兄,我可不是真的什么都不懂啊,你们之前不是科普过,说钢流动性不好,不能用来铸炮吗?”
季国风神秘地一笑:“小炮是可以的,大炮虽然不行,但我们现在有别的手段了啊……走吧。”
孙长天莫名其妙地跟着他继续往后面走去,一连穿过了几个片区,连著名的辊轧车间都没进去看,径直到了后面的锻造三车间中。
“咚,咚……”
还没走进这个车间,就有巨大的锤击声有节奏地传来,直入心底,孙长天适应了好一会儿,才跟着季国风走了进去。
这个车间是新建的,里面东西不多,正中央赫然摆放着一台高大的人字形机械,顶上连接着两根蒸汽管道,两撇之间垂着一个巨大的钢制锻锤,正对着地面上的砧台,声音就是从那边传出来的——
一根粗而长的钢梁正放在砧台上,五个工人在吊车的辅助下,操作着锻锤将钢梁一点点锻造成弯曲的形状。锻锤看上去笨重无比,但是却一反寻常地灵活,几秒钟就上下一次,车间中不断回响着锤击的脆鸣声,每发一声,看上去坚固的钢梁就变形一点,令人深刻地体会到何为力量。
孙长天捂着耳朵,目瞪口呆地看着这样的场景,半晌之后才缓过气来,对着季国风问道:“这,这就是那传说中的蒸汽锤吧?”
季国风得意地说道:“是啊,‘开天-1’式双动蒸汽锤,用了跟新星180同口径的300mm汽缸。工作汽压,即使不使用放大机构,单靠蒸汽的力量也足以提供的推力,使用1t重的冲击锤——这是初始型号,没给它吃满——最高可产生20kJ的冲击能,每分钟最多可锻压12次,或者可以在一段时间内持续保持锻压力……呃,好吧,虽然看上去挺唬人的,但实际上只是柄入门级的小锤子,加工不了太大的东西。不过这是个良好的开端,以后会越做越大,多大的钢材都会任我们揉扁锤圆,即使不使用铸造的方式,我们也能制造大型的工件!”
蒸汽锤的原理和蒸汽机如出一辙,实际上,它完全可以看作一台去掉了曲柄、只进行往复运动的蒸汽机,把这个往复运动用来驱动锻锤,就是这台蒸汽锤了。在此之前,工业部只能使用水力机械来驱动锻锤,而这类机械能直接提供的扭矩是很小的,必须通过一套放大机构才能获得满意的压力,这就对机构中的每一个零件的强度都提出了要求,最终结构复杂、零件笨重、成本高。当然,即便如此,这些水力锻锤仍然起到了巨大的作用。而现在有了蒸汽锤,只需要一个很简单的结构就能获得巨大的冲击力,在成本上相比之前有了巨大的飞跃。可想而知,以后大型锻件会源源不断从这个车间生产出来,各建筑业、造船业、机械制造业、军火行业都会受益于此。
“天哪,一吨,那得多重啊,这一锤子不就相当于一辆马车砸了下来?”一声声沁人心脾的锤锻声中,孙长天很外行地叫了起来。
季国风耸了耸肩:“这才一吨呢,以后出了十吨、百吨、千吨的,不得吓死你?嘛,不过我觉得,以蒸汽锤的潜力,有个十吨二十吨就不错了,再高的话建设代价就太大了,还不如转头搞液压机呢,就算手艺糙点,上个一百吨也不是难事。说来,这汽缸其实也也是用了同样的帕斯卡原理……”
不过孙长天已经无暇回应他了,他已经沉浸在这种令人惊异的锻造过程中,畅想着无数锻件从这里源源不断产出的未来。
季国风笑了一下,趁机传教道:“怎样?如此磅礴的伟力,又如何是那些拿着大刀长矛的野蛮人能撼动的?所谓安全问题,根本就不存在……退一万步,即便莱芜的工业基地落在敌人手里,他们又有什么本事把它开动起来?而自己束手束脚,只会拖慢我们进步的脚步。老孙,怎样,这个月大会可要捧我一场?”
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