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第65章 钢铁是怎样炼成的?

身为一个学机械的穿越人士,后世的钢铁种类与定义,李国强大体还记得,后世的钢铁定义为:熟铁,含碳量0.02%以下,钢,含碳量0.02%-2.0%,一般在1.5%以下,生铁,含碳量2.0%以上,一般在2.5%-4.0%。

后世的电影、电视中,如果是炼钢厂,画面都会有火红的钢水、飞溅的钢花,无数的事实说明,炼钢!首先要练出钢水。

李国强就算是炼钢的门外汉,也看出来了,林长民炼的是铁,不是钢,至少炼不出自己想要的钢来。

而林长民炼出的是什么呢?炼出来的都是一些半固态、糊状,甚至是还没有充分融化的铁块。

这说明了什么?说明林长民炼铁的温度不够,不能完全、充分的融化铁矿石,所以,后续的炼钢,也就无从谈起。

经过李国强的简单分析、解说,冶炼组的全体人员,都满脸茫然的看着李国强,林长民心里更是很不服气,总司根本就不会炼铁,还在那叽叽咕咕的说了一大堆,而且他根本就听不明白,“含碳量”?这是什么东西?于是小心翼翼的问道:“请问总司,啥叫含碳量?”

“含碳量?”李国强想了一下说道:“要知道什么是含碳量,首先就要知道,这个‘碳’,是什么东西,碳!木炭,石碳,焦炭,这些都是碳,里面都有“碳”这个东西。”

冶炼组的人员,仍就茫然的看着李国强。

李国强看见过刘克明用渗碳的工艺,打造过工具,于是耐心解说道:“比如:草木灰里面就含有碳,用草木灰,涂在已经用熟铁打好了的工具上面,然后把涂了草木灰的工具,放在炉子里烧一段时间,这碳就会渗到熟铁表面里去。”

“刚才我已经说过了,熟铁,是含碳量0.02%以下,钢,含碳量0.02%-2.0%,采用了渗碳工艺,熟铁的含碳量就变了,让他的表面变成钢了。但是,这种方法,工具一般只有薄薄的一层是钢,所以这只是渗碳法,不是钢!”

“哦,原来是这个道理?”林长民恍然大悟,李国强说的渗碳法,林长民的师父就是这样教过他,他也一直知道,用涂草木灰的方法,然后锻打出来的东西,表面是很坚硬,很像钢,但从来就没弄明白,为什么会这样呢?

“那按总司的说法,熟铁加碳,就可以得到钢了?”林长民不愧是林大匠,马上就明白了,这钢,就是含碳量比熟铁多嘛!

李国强说道:“林组长说对了,熟铁加碳,含碳量只要达到要求,熟铁就可以变成钢了。”

“可惜咱们根本炼不出总司说的那种钢水,这碳加不进去啊。”林长民旁边的一个工匠,看着李国强说话和蔼,也大着胆子说了一句。

李国强看见说话这人,名叫陈庆洪,这人技术也不错,跟林长民一样,也是李国强从定军山镇铁场“绑架”来的。

“陈师傅说得不错,所以咱们炼钢,首先就是要把铁矿石完全融化,而且加碳以后,钢水的温度要求会更高。”这是一个常识,上过中学的人都知道。

李国强继续说道:“所以,我们现在的第一个难关,就是提高炉温,炼出钢水。”

明白了问题原因,大家就开始群策群力,气氛渐渐活跃,说来说去,无非就是两个方向,一,用更好的燃烧材料,比如焦炭、木炭。二,如何保证炉温不流失。

第一点,燃料问题,焦炭和木炭都好解决,中国是世界上最早发现并利用煤炭的国家,也是世界上最早用煤炭炼焦用于冶炼生铁的国家。

据考证,南宋年间,中国北方就有用煤炭炼焦的历史记录。但受当时经济发展水平的限制,中国的炼焦工业一直处于手工作坊式经营,未能形成一种产业。

林长民和陈庆洪这些工匠,都会用煤炭练焦,李国强现在要做的,就是让林长民和陈庆洪总结经验,提高炼焦技术,练出更好的焦炭来。

第二点,倒是让李国强想出了一个办法,那就是给炼铁炉加蓄热室,这就是一个概念问题,没有技术限制,窗户纸一捅破,林长民和陈庆洪马上就找到了具体的办法,很快就有了成熟的方案,比李国强预想的要好得多。

李国强不由得感叹,华夏几千年来的历史长河中,从来就不缺乏能工巧匠,像林长民、陈庆洪这样的普通工匠,在芸芸众生中,不知道有多少,但是,只要给他们一个合适的舞台,他们很快就会脱颖而出,放射出绚丽的光芒!

李家庄已经开办了半年之久的扫盲夜校,效果有目共睹,为了能早日炼出钢来,这种扫盲的好方法,李国强自然不会放弃,长沟堡夜校,在崇祯9年2月正式开学,长沟堡的匠人,都可以自愿来参加学习。

提高炉温的方法找到了,经过试验,铁矿石顺利的烧成了铁水,但新的问题又出来了,炼铁炉根本承受不住高温,烧塌了!

而且,没有一个测量温度的温度计,炉温是多少?什么温度该加料?怎么控制火力?......还是没法掌握,全靠林长民、陈庆洪这种老窑工凭经验把握,其他的普通工匠,根本没法掌握炉温,这肯定不行!

炼铁炉烧塌了,林长民和陈庆洪都很沮丧,李国强到是很高兴,安慰两人,这说明,经过改进了的炼铁炉,炉温已经上来了,现在只是耐火砖不行,等找到新的耐火砖,炼出钢水,只是时间问题。

经过几次试验,耐火砖的问题依然无法解决,李国强倒是想到了一个测量炉温的方法,后世在兵工厂工作,有一种“双金属温度计”,原理是利用两种金属,不同的热胀冷缩原理,来测量温度。

李国强经过几十次试验,采用各种材料对比,做出了一个原始的双金属温度计,虽然误差很大,但比靠人的经验来判断,还是要准确得多,一个普通的工人,也可以像林长民和陈庆洪这样的老师傅一样,能基本控制炉温了。

炉温测量,暂时攻关成功,耐火砖的研制,仍然毫无进展,又一次“诸葛亮”会议,在长沟堡的会议室召开,有了几次“诸葛亮”会议经历,冶炼组的人员,都已经习惯了这种方式,大家积极发言,共同攻关,李国强也努力回忆,自己那可怜巴巴的一点炼钢知识。

“要不用方炉试试?”有人建议道。

“方炉?这是什么炉子?”李国强问道。

那人大概描述了一下方炉的样子,说道:“小人早年听老父描述过这样的炼铁法,不过炼的是铁,而不是钢,方炉可化铁,但是却没有办法化钢。”

李国强一激灵,迫不及待的问道:“是不是圆圆的、大大的?还有两个大耳朵,像一只大桶一样?”

那人点点头说道:“跟总司说的很像,但小人自己没炼过。”

李国强拍掌大笑道:“哈哈,你说的方炉,其实就是坩埚,这下找到方法了,哈哈......你说得很好,给了我们一个好点子,奖励你5两银子,哈哈......”

这是诸葛亮会议的一种奖励办法,目的就是鼓励大家献计献策,多提合理化建议,尽快攻克技术难关,只要建议确实有用,李国强就发奖金。

其实李国强早就想到了,寻找高温耐火砖,可能不是攻关的方向,李国强不懂炼钢,后世炼钢画面中,看不出炼钢的原理来,刚才一说方炉的形状,李国强就想起来了,看过的穿越小说中,经常提到的坩埚炼钢法。

“坩埚炼钢法”,在石墨黏土坩埚中熔化金属料成为钢水的方法,1742年由英国人洪兹曼(B.Huntsman)首先应用,铁料吸收石墨中的碳而熔化成为高碳钢水,所以练出的钢(工具钢)的质量优于当时的各种金属材料,坩埚法是人类历史上第一种生产液态钢的方法。“坩埚炼钢法”与后世大型炼钢相比,生产量极小,成本高。

问题找到了,剩下的就是怎么做坩埚了。明朝既然已经出现了坩埚,技术上就没有了限制,只是怎么做出合用的坩埚而已。

李国强发动长沟堡的全部人员,看有人会不会做坩埚,还别说,真有人会做,还不只一个人会,这让李国强放心了一半。

不过会做坩埚的人告诉李国强,他们做的坩埚,不一定能达到炼钢的温度要求。

这个问题好解决,组织起实验小组,将石墨、瓷土、黏土这些做坩埚的材料,分成不同的配比,然后烧制成型,再扔到窑炉去测试耐温程度就可以了。

经过实验配比,很快就得出了结果,找到了合适的坩埚材料配方,让林长民、陈庆洪等人咂舌不已,这样也可以?

只有李国强知道,这样搞,方法是简单了,但是是用银子堆出来的,爬科技树,果然是个烧钱的玩意!

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