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第74章 金口铁厂

1255再铸鼎 修改两次 2407 2020.01.26 06:00

  公元1258年,己未,南宋宝祐六年,蒙古宪宗八年,东海商社登陆第四年。

  四月初四,金口堡。

  计划总是随着变化进行的。

  金口地区,最初是作为农业基地和商业港口规划的,然而现在还没垦出多少地,商业更是没影子,金口堡的上空却已经飘起了道道黑烟,有了点工业都市的苗头。

  去年商务部勘探出通过五龙河从莱阳县运输矿石回本土的航路后,为了省事,就把整条航路分为两段,先用内河小船把矿石运到金口堡,积攒到一定数量后,再派创世号一次全拉回阔马区。

  统合部注意到了这个情况,干脆在金口堡批了一个炼铁工坊,就地把矿石炼成生铁,以节省运力,顺便利用金口堡附近的木材资源。毕竟经过三年的乱砍滥伐,半岛区和阔马区周边也到了该合理利用森林资源的时候了,得把木材来源向外拓展才行。

  嗯,虽然从莱阳买到了煤,但炼铁还是要用到木炭的。木炭在炼铁作业中有两种用途:一是作为燃料提供热量,二是作为铁矿石的还原剂,也就是用碳与氧化铁中的氧反应,生成二氧化碳飘走,还原出单质铁。

  煤也可以完成这两个作用,但其中富含磷、硫等杂质,会混入铁中严重影响质量,所以不能直接用来炼铁。要想避免这一点,必须先把煤炼成焦炭,除去杂质才行。

  不过不是什么煤都能炼成焦炭的。武备组反复试着把莱阳煤干馏了几次,都得不到坚固的焦炭,而只炼出了一些一捏就碎的半焦。这样的半焦跟铁矿石混合冶炼的时候,会因为强度不够而粉碎错位,造成铁炭混合不匀的情况,导致炼铁失败,所以是不能直接用于冶铁的。不过半焦的热值很高,相比木炭或者未处理的煤能够大大提升炉温,作为燃料还是很好用的。

  武备组在金口堡建了一个小冶铁炉,主要使用木炭做燃料和还原剂,但在开炉等工序时会用半焦辅助加热。这个小冶铁炉从最顶上加入石灰石、木炭和选矿处理后的铁矿石,铁矿石与碳在高温下反应,生成单质铁、二氧化碳和一氧化碳。嗯,这个过程有时会产生多余的一氧化碳,所以加料其实是非常危险的,为此机械组又做了一个加料吊车,让劳工站在地面上操控吊车加料。单质铁又在高温下融化成铁水沉入冶炼炉底部,之后就可以从放料口放出来,撇去炉渣,铸成生铁锭了。

  因为炉子小,生产周期也比大型高炉短一些,大约2个小时可以出一锅铁水,不过一锅也就五六十公斤。按理说这种炉子应当24小时连续生产,但现在没有夜间照明,东海商社也支撑不了这种工作制度,更别说原材料不够,所以都是生产一天检修一天。一个月只能生产五千公斤左右的生铁,燃料消耗也很大,跟后世以“万吨”为单位的钢铁业根本没法比。

  这个小冶铁炉其实主要是依靠土著技术建筑起来的——股东们虽然理论上懂得不少,但毕竟谁都没真正干过这活,真搞起来还是得靠有经验的师傅们才行。所幸中国是最早普遍采用高炉冶铁的文明,不但徐州利国监、兖州莱芜监等大型冶铁基地普遍使用,民间也很常见,因此学习一下还是不难的。

  不过现在常见的所谓“高炉”实际上并不高,炉型矮胖,只能说能出铁,并不能充分利用燃料和提高炉温。因此工业部在借鉴的基础上,大幅提高了炉身的长径比,冶炼效果好上了不少。

  而且,凭借石灰石造渣这个“秘方”,他们能除去铁水中大量的硫、磷,大大提升生铁的质量。更不用说,东海商社引入的定量分析和标准化思维,能够对生产过程进行持续改进,不断提升生产效率和产品质量,很快就会把停滞不前的古典冶铁业甩在身后。

  有了自己的冶炼炉之后,生铁产量就超过坩埚炼钢法的处理能力了。因此工业部又在金口堡建了一个“搅炼炉”,用于把生铁脱碳成熟铁。

  搅炼炉的原理和炒铁法一致,都是不断搅拌铁水,让空气带走过量的碳和杂质,生成熟铁,和东海版坩埚炼钢法的前半段也是一个道理。这个搅炼炉规模更大,相比坩埚能处理多得多的生铁,但也是因此使得它没法达到坩埚那样的高温,最后的产物是固态铁团而非高温铁水。这也使得它没法加入生铁提高碳含量,最后得到的是传统意义上的熟铁而非已经小有名气的东海钢。

  不过这问题也不大。搅炼炉得到的熟铁脱碳程度没有高温的坩埚熟铁那么彻底,比之前偶尔得到的低碳钢低不了多少,而强度比市面上的普通熟铁强多了。不是什么地方都必须用钢的,有熟铁用总比没得用好,加工起来还容易些。而且这些熟铁还是可以送去阔马工坊炼成工具钢的,还省了那边一道脱碳的工序,可以调整工艺扩大产能。

  剩下的就直接打造成各种铁器了。由于经过了两道除杂质工序,这些熟铁品质大大强于同时代的普通熟铁,武备组拿去打造火枪,检测下来的结果是“还不错,与以前的低碳钢差距不大,加工还更快了”,这就大大扩充了火枪的原材料来源。

  搅炼炉还有另一种用法,那就是隔绝空气加热搅拌。这种方式下,杂质仍然会从铁中排出去一部分,而碳含量则基本不变,从而维持熔融铁水的状态。更妙的是,这个过程中,高温铁水还会将炉底的石英材料少量还原,略微增加铁水中的硅含量,使得铸铁结晶时能生成石墨化组织,成为优质的灰口铸铁。灰口铁不但性能大大强于传统的白口铸铁,还可以切削加工,为铸件的精细化提供了基础。

  所以,用搅炼炉既可以生产出优质熟铁,又可以生产出优质的铸造用铁水。不过这两种用途所需的技术指标实际上是矛盾的。生产熟铁时,由于最后要对“面团”锻造加工,很费力气,所以一次熔炼的规模不能太大,有个四五十公斤就差不多了;而生产铁水时,则要求量越多越好,以铸造更大的铸件。

  工业部察觉到这一点后,就决定在金口堡建设两个搅炼炉,一个炉腔小但炉壁厚,用于冶炼熟铁,另一个尽可能把容量做大,用于熔炼铸造用铁水。前者倒是好搞,后者就要费一番手脚了。最后,他们做出了一个能熔炼300kg铁水的铸造炉,外形看上去仍然不大,内径不过半米,不过这已经是目前技术的极限了——既是炉子制造技术的极限,也是铸造技术的极限。

  这下子武备组可就高兴坏了,他们终于能实现早就做好的设计,开始铸造新型火炮了。于是他们又在金口堡建设了一个铸炮工坊。这下子金口堡从冶炼到铸造一条龙全有了,好好的一个商业港口就这么发展成了重工业基地。

  但是,这年代的繁华商业港口到处都是,可重工业基地还能去哪里找呢?

  

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