第一章 規劃(1)
“倒了,倒了!”隨着眾人的歡呼聲,又一顆參天大樹“呼啦啦”地倒了下來,幾個年輕人上前將幾根繩子綁在大樹上,然後一群人將砍倒的大樹拖往山下,勞動的號子在山林里不停地迴響着。wenxuemi。com
這裏是卧虎山莊背後的那座大山,許多人正在砍伐樹木,開闢一條上山的道路。
余德水帶領大批人馬到達之後,卧虎山莊掀起了一輪新的建設**,大部分配送隊的隊員和木匠來到大山裡修建卧虎山莊到樺樹溝的道路,留下來的這些人和其他工匠一起開發山莊背後的這座大山。
從樺樹溝回來之後,趙劍寒一直在做近一段時間的發展規劃,總體的規劃已經完成了,現在他正在做一些具體的設計圖紙。
首先是鋼鐵工業的發展規劃。
中國使用鐵器的歷史有近兩千年,煉鐵的方法主要是利用木炭和鐵礦石混合起來在高爐里的高溫下進行還原反應,由於爐溫的限制不能將鐵完全融化,所以出產的鐵是固態的,質地疏鬆,含雜質較多,需要鐵匠們進行反覆鍛打才能使用,“百鍊成鋼”就是對這種生產工藝最好的詮釋。
這種工藝生產效率很低,歷史上各個王朝和諸侯可以動員全國或者整個地區的力量,集中幾百甚至成千上萬名鐵匠來進行鋼鐵生產,這是趙劍寒不能接受的。
其實趙劍寒以前設計的加熱爐也可以用來鍊鋼,這種方法屬於坩堝鍊鋼法,但是這種方法每次加熱的時間很長,受制於坩堝的尺寸,生產量很小,效率太低了,也不適合用於大規模生產,
在規劃中,趙劍寒將鋼鐵生產分為原料製備、煉鐵、鍊鋼、鋼材加工幾個主要部分,由於前世主持設計建造了一個小型鋼鐵廠,趙劍寒採用的工藝流程完全是參照二十世紀前期的標準,技術水平超越這個時代幾百年。
首先是鐵礦石的處理,鏡鐵山的鐵礦石是鏡鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦的混合礦,品位不到百分之四十,趙劍寒準備用選礦工藝,為此他專門設計了鐵礦石焙燒爐,希望通過焙燒之後礦石的品位能達到百分之五十以上,成為鐵精礦,從而滿足高爐煉鐵的需要。
焙燒爐採用無煙煤為燃料,包括爐體、耐熱爐襯、爐膛、給料裝置、抽風排煙的煙囪等主要部分。因為前世參觀過酒泉鋼鐵公司的選礦廠,趙劍寒憑着印象,加上一些自己的推測設計出了這種結構,至於是否能達到預期的目的,只能通過實踐來檢驗了。
焙燒爐出產的礦石經過粉碎、磨細、磁選、燒結等步驟,就可以得到高爐煉鐵的主要原料了,由於條件的限制,這些工序都要通過人工來完成,產量在短時間之內是不會很高的,不過目前這套工藝還處於實驗室階段,等以後生產出合格的鋼鐵,機械加工工藝達到一定的水平后,就可以製造粉碎機等機械設備,實現大規模生產。
鐵精礦準備好了之後就可以進入高爐煉鐵了。趙劍寒有高爐設計的經驗,直接採用拿來主義,將前世設計的高爐尺寸縮小几倍,畫成了施工圖紙。由於是實驗產品,高爐底部的爐缸容積只有半個立方左右,也就是說一次冶鍊出鐵量不會超過四噸,這點產量在二十一世紀是不可想像的,可是在這個年代,它可以稱得上世界上最先進、產量最高的高爐了。
高爐出產的生鐵主要用途是作為下一步鍊鋼的原料,也可以用來鑄造,緩解目前精鐵緊張的局面,至少能保證北方建工製造壁爐的原料供應,不過這樣一來,壁爐的生產流程會發生很大的改變。
原先壁爐是用熟鐵打造的,而生鐵含碳量高,質地堅硬、脆性大,遭受重擊時容易碎裂,所以不能用鍛造的方法加工,只能鑄造成型,然後再進行打磨,不過這種生鐵鑄造出來的爐子效果怎麼樣,趙劍寒沒有把握,或許還需要進行二次加工,將生鐵變成鑄鐵。
據趙劍寒所知,機床的機身是用鑄鐵製造的,高爐產出的生鐵再次回爐調質可以生產出這種鑄鐵,以前建造的加熱爐可以完成這個任務。即便多一道工序,趙劍寒也認為這種方法比原先煉鐵的效率要高。
不管是生鐵還是鑄鐵都不是趙劍寒的最終目的,趙劍寒要生產現代化的武器,發展機械工業,鏡鐵山鐵礦中各種雜質比較多,特別是硫、磷等有害元素會影響到鋼鐵的質量,只有煉成鋼之後才能滿足要求。
趙劍寒準備了兩種鍊鋼的工藝,一種是轉爐鍊鋼,這種方法是十九世紀英國人發明的,在人類歷史上第一次解決了大規模液態鋼生產的問題,其原理是將空氣直接吹入轉爐的鐵水中進行氧化反應,硫、磷、矽等有害雜質氧化燃燒變成氣體逸散掉,同時放出大量的熱量,不需要其他燃料就可以讓鍊鋼的過程順利完成。
於此同時,轉爐鍊鋼還可以讓鏡鐵礦中的錳元素留下來,產出低硫、磷而高錳的優質鋼,這種鋼材非常有利於鍛造,是生產槍管、炮管的好材料。
這種鍊鋼方法節約燃料,鍊鋼的時間較短,其生產效率比以前的鍊鋼方法提高了百倍以上,歐洲的工業革命之所以成功很大程度上要歸功於轉爐鍊鋼的發明。二十世紀實現了空氣分離之後,人們將轉爐改進為氧氣底吹轉爐,一直沿用到二十一世紀。
轉爐有這麼多優點,趙劍寒當然也想利用,其爐體成圓筒形,內襯耐火材料,分為鹼性材料和酸性材料,趙劍寒早就指導工匠們以白雲石為主要原料,做出了性能較好的鹼性耐火材料,問題是爐體結構需要用鋼材搭建,製作的時候要用到軸承,還有,生產過程中空氣的吹入實現起來也比較困難。
顧名思義,轉爐在生產的過程中是能夠轉動的,其爐體一般是用鋼板製成的,通過托圈、耳軸放在支座軸承上,操作時用機械傾動裝置使爐體圍繞橫軸轉動,這些部件製作的難度相當大,趙劍寒絞盡腦汁,想出了一些折中的辦法。
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