亲,双击屏幕即可自动滚动
第106章 搅炉炼钢(下)
    唐志拿出转炉炼钢也是没有办法,他可没有时间泡在铁厂,还不如让这些经验丰富的老师傅去鼓捣出来。很多事情看起来很神秘,说穿了一钱不值。只是要实现转炉炼钢,里面有很多技巧需要解决,毛用的实践经验比唐志强多了。刘武胜一方面太年轻,没有高炉炼钢的经验,另一方面他是准备到马鞍山去开新厂的,和毛用也没有利益冲突。太原铁厂属于北方,想要输送到南方运输成本太高,马鞍山在长江边,交通便利,正好可以供应南方市场。



    转炉炼钢法最早获得成就的是英国的威廉·凯利。19世纪40年代末,他在肯特郡自己开办的工厂里发现,精炼生铁时,少加一些木炭,多往炉内鼓进些空气,能使炉温升高。此法不仅节约了木炭,而且可以把铁炼成钢。1851年凯利建成了新的炼钢炉,但他严格保密,不向外公布。



    首先公布转炉炼钢法是英国发明家贝塞麦。直接导致他寻找新炼钢法的契机是军备和战争的需要。1854年底,在阿萨斯诺靶场试射贝塞麦研制的新型炮弹时,军官们担心,用生铁铸造的旧炮发射这种新型炮弹,它是否承受得了炮弹的爆炸力,贝塞麦回忆说:这是导致他考虑去寻找新炼钢方法的“一个火花”。



    随后贝塞麦设计了一个炉子,高约1.22米,系固定式的垂直容器,下部有6个风口,可加入熔融生铁约350公斤。试验时人们对此表示极大的怀疑,就连参加实验的工匠们都警告他说,不加焦炭光吹空气,会使铁水在炉中凝固。



    但是,从炉底鼓进空气后,情况出人意料。首先空气将铁水中的锰和硅氧化,形成褐色烟雾逸出,在这期间,铁水中的碳也被氧化成二氧化碳。炉温从倒入铁水时的1350。c大约上升到1600。c,反应非常剧烈,象火山爆发一样。整个过程约30分钟,而且不需要任何燃料就可以炼一炉钢。接着,他将炼钢炉从固定式结构改为可向一侧倾倒,以使炼好的钢水易于倒出。使炼钢炉成为可转动的炉。即转炉。1857年他取得了这项发明的专利。



    贝塞麦的发明,引起世界各国的兴趣,纷纷申请采用该法生产的专利。但是很快就出现了问题,不少钢铁企业用此法炼出的钢太脆,一击就碎,原因是矿石中含磷较高。而贝塞麦实验用的矿石恰巧含磷较低。贝塞麦花了很大精力试图解决这一问题,但未能取得成效,此法只限于吹炼含磷少的生铁。



    转炉吹炼法还有另一个质量问题,即铸锭内有许多气孔。这一问题由贝塞麦的一位苏格兰朋友乌希特建议“鼓风”之后加去氧剂(铁锰合金)得以解决。



    磷的问题是20多年后由英国人托马斯解决的。他认为生铁中的磷被空气氧化后,又被硅质炉衬还原成磷,重新进入钢水。经过一番努力,他发现石灰石能使铁水脱磷,但必须把贝塞麦转炉原先的酸性硅酸质炉衬改为碱性炉衬。新的碱性耐火砖是用在高温下烧成熟料的白云石与焦油混合烧成的。



    1877年托马斯利用一个星期天的时间在南威尔炼钢厂进行了实验,用碱性耐火砖砌衬,在转炉冶炼过程中与鼓风的同时添加石灰石使炉渣成为高碱性,结果炼出了脱磷的钢。实验大获成功,创造了碱性转炉炼钢法,又称贝塞麦一托马斯法。



    1890年,张之洞在湖北建汉阳铁厂,向英国购买炼钢炉。英国方面提出“欲办钢厂,必先将所有之铁石、炼焦寄厂化验,然后知煤、铁之质地若何,可以炼何种之钢,即可以配何样之炉,差之毫厘,谬以千里,未可冒昧从事。”



    此时的张之洞因专业知识的缺乏而犯下了错误,他以“中国之大,何所不有?岂必先觅煤铁而后购机炉,但照英国所用者,购办一分可耳。”回复,拒绝了英方的合理建议。勘察煤铁等矿山资源应是筹建铁厂的先行工作,但张之洞却因缺少科技知识而头足倒置,先购机,后探矿,在不明铁矿性质的情况下,盲目购入属酸法炼钢的英国贝色麻炉。



    后来发现大冶铁矿所开采出来的铁含磷偏高,酸法炼钢无法除掉铁矿砂中的磷,炼出的钢含磷达0.25%。钢铁易脆裂折断,不能用于锻制或铸造,制造的钢轨也无法使用。钢铁质量差,价格当然就上不去。光绪二十年,汉阳铁厂的钢铁上市。当时进口钢铁每吨售价30余两白银,汉阳厂的产品每吨23两白银都无人问津,致使产品大量堆积。后来被迫拆除贝色麻炼钢炉,改装碱法马丁炼钢炉,才生产出合格的轨钢。



    第二次世界大战后,不少国家开始实验用纯氧代替空气炼钢。1948年奥地利首先取得了技术突破。此法是把生铁水与废钢混合,倒入转炉中,然后吹氧,将碳与杂质迅速烧掉。用这种方法炼出的钢,质量可与平炉炼出的钢相媲美,所需时间却只有平炉的十分之一。



    如果没有社会急切的需求,没有对于利润的极大渴求,很难想象转炉炼钢法能够发明出来,造福人类。



    太原铁厂高炉连续烧了20多小时,矿石都烧成铁水了,唐志让人给搅炼炉生火,加热1个多小时,当搅炼炉的温度已经升到了差不多的时候,毛用把高炉出铁口的挡口石挪走,用长长的铁钎把封堵出铁口的黏土捣开,一股橘红色的铁水顺着沟槽通过蓄热进入搅炼炉。他看搅炼炉的铁水差不多了,赶紧又用石头和黏土把出铁口给堵住。



    唐志打开了搅炼炉的炉门,从燃烧室卷过来的高温空气经过炉顶的反射,直接的打到了位于炉床上的生铁水的表面上,泛起点点火焰。



    唐志拿着一把长长的耙子从炉口伸进去,搅动着里面的生铁水,铁水受到搅动,和高温的新鲜空气接触,里面的碳和空气中的氧气迅速燃烧放出巨大的热量,铁水沸腾起来,到处滚动着,铁水中的其他杂质和铁水慢慢分离,在搅炼炉中堆积到一旁。



    搅炼法的原理很简单,用高热的空气和生铁水混合,把生铁中的高含量的碳剥离,并且出掉杂质,形成含碳量非常低的纯净的熟铁。



    由于铁的纯度逐渐变高,熔点也随之生高,慢慢地铁水滚动着凝聚成一块块的半固体胶状物,最后凝结成团。唐志用耙子把那些铁团钩到炉口,毛用带领伙计们用铁钳把铁团夹出来,放在锻锤上锻打,这样大家互相配合,总算把一炉铁水炼完了。



    接下来的时情就不需要唐志操心了,他放下了耙子,由另一个伙计接手开始在炉前搅拌,随着一根根熟铁捞出锻打,铁团中的杂质不断被挤出来,颜色渐渐变暗,形成一根根铁棍。纯度不够,再放入锻炉中加热,准备再次锻打。



    就这一会儿的功夫,唐志全身冒汗湿透,张浩赶紧递上毛巾,给他全身揩了一遍。唐志猛喝一口茶,奶奶的,这真不是人干的活!



    毛用定时的让人放铁水,补充搅炼炉。那边几个伙计逐次的向高炉里面加着木炭铁矿和石灰石,在他的指挥下,定时出渣,还有搅炼炉的残渣也要清除。一天下来,堆场上堆积了密密麻麻的熟铁棒,速度真是太快了。



    高炉点火了就不能停,这里三班倒,工人们都轮换着来,特别是搅炉工人,劳动强度最大,换得也最勤。唐志看了一会,扛不住去休息了。



    唐志走后,吴正悄悄问毛用:“这些熟铁怎么样?”



    “都是好熟铁,纯度很高,最容易拉成铁丝。你看那搅炼炉耙出的残渣,铁水中的杂质全部剔除了,没想到有这么好的技术,这英格兰可真不简单啊。下一步就看唐九郎说的坩埚炼钢怎么样了,如果真炼出好钢来,咱们太原厂就要发大财了,您这营铁使就要升官了。”



    吴正问道:“你认为明天唐九郎真能炼出好钢来?”



    “**不离十。其他不说,就这熟铁已经够快了。你别看唐九郎公子哥一个,模样也是懒懒散散的,干起活来可不含糊。你也看到了,那搅炼炉都能把人烤干了,你看他硬是把一炉全部炼完才放手,真不简单。”



    吴正啧啧称奇,琢磨半天,这么说来这太原铁厂很有搞头了?看样子现在也不着急闹着挪地方,这里要出成绩,自己也可以往上跨一大步。



    “唐九郎说的转炉炼钢靠不靠谱?你能不能搞掂?”



    “没试过,不知道。唐九郎说的碳、铁、硫、锰这些俺都听不懂,不过他带来的刘武胜知道,他是个有学问的人。慢慢弄吧,至少也要几年功夫下去。”



    吴正一听要几年,不乐意了,“怎么要几年呢?唐九郎把道理都说明白了,有不需要你去琢磨,照着做就行,怎么会这么慢?”



    毛用也不高兴了,“你说容易?要容易唐九郎自己就搞掂了,还要等着咱们来?他把刘武胜留下来就是想把这个转炉炼钢搞出来,如果遇到问题,也好联络。”



    吴正点点头,算是认可毛用的判断,不过还得提醒几句,“毛老头,这你可得用点心,唐九郎拿出2000贯作奖金,可是下了血本。还有,你们都转了农籍,升官的道路算是通了,你们要搞得好,将来都可以升官,其他不说,你这副厂长可是板上钉钉了。多用点心,你也别藏着掖着,那刘武胜不会跟你抢饭碗,我听说不久他就会去马鞍山新搞一个炼钢厂,他做厂长,可能还要带一批人走。你们一起把转炉炼钢搞出来最好,要不然那2000贯就没你的份了。”



    毛用眼睛一鼓,“这还用你说?唐九郎要给咱们办学堂,咱们的娃娃全部进去读书,仁义啊!就凭这一点,咱也要给他卖命!你也别着急,升官发财全靠命,你有这个命,咱们的转炉炼钢就能搞成,没这命,你还是早做打算。”



    嘿!这老头,摸准了我的脉了,“我着急,你就不着急了?别哄我,我还不知道你这个老头心里打的主意?碰到唐九郎,谁也不会认命。”



    休息了一晚,第二天唐志神清气爽地来到车间,石墨坩埚已经做好,现在就是具体操作的问题。不过不需要唐志动手,刘武胜就会。刘武胜他们领着太原铁厂的工人开始操作,熟铁生铁有的是。



    石墨坩埚炼钢法和印度的乌兹钢的坩埚法不同。由于乌滋钢是采用木炭加热,皮囊鼓风,温度低,加热时间很长。因为温度大概在1300度,低温冶炼下,钢由于渗碳时,磷、碳凝固偏析产生乌兹钢特有的花纹。而唐志使用的却是煤炭加热,温度在1600度左右,加热时间需要6个小时,因为炼钢的时候铁水和煤炭隔绝,不会受到煤炭里的杂质特别是硫的影响,直接融化成液态钢水,特别是其他的一些添加剂技巧,生成纯度高、匀质的钢材。而且通过控制生铁的比例,可以等到含碳量不同的钢材。低碳钢可以制作农具,高碳钢可以打造刀剑兵器和工具。



    毛用特地用这种钢打了一把宝剑,异常锋利,让他最后热泪盈眶,这可比灌钢法容易多了,质量也强多了!自己祖祖辈辈炼了一辈子的钢,炼出的钢材时好时坏,还真不如人家英格兰人,人家是真有本事。



    太原铁厂的事了,唐志也没有耽搁,租了几艘大船,装着满船的生铁和熟铁回唐家庄,下一步就是希望早点把蒸汽机和碎石机搞出来。现在还是钢材不够,蒸汽机全部用坩埚钢太奢侈了,这就指望太原钢铁厂早点把转炉炼钢搞出来。玻璃厂也要上马,这些主要的机械搞出来,能够大幅提高劳动效率。近代那些工业国家发展的衡量标准就是钢产量,要不然也不会弄出大炼钢铁这个乌龙事来。