蘇廚  第八百七十一章 平爐和高爐

類別: 歷史 | 架空歷史 | 蘇廚 | 二子從周   作者:二子從周  書名:蘇廚  更新時間:2020-02-22
 
第八百七十一章平爐和高爐

等到了熙寧十年,經過改造的冶爐,產量已經翻倍,平均年產八萬斤左右,而且隨著焦煤的使用,高爐的擴大,各種先進技術的投入,以及南方二林部,渡口,鄭州,徐州,鄆州,兩浙路梧州諸地鐵礦的發現,南方鋼鐵的產能已經直追北方,三司對元豐元年的預估,全國鐵課,將達到一千三百萬斤左右。

不過各地鋼鐵質量參差不齊,最好的鋼鐵在二林部和梧州,這兩處出產的鋼鐵,除了用作鑄造槍炮,兵器之外,常常被其它鐵冶,用作改良自己鋼鐵品質的“鐵母”。

但是交趾鐵,因為鐵礦和煤礦的品質關系,比二林部的二林長刀以及兩浙路的龍泉寶劍還要更勝一籌,最關鍵的是,第六代高爐經過前五代二十多年的積累之后,產生了質的飛躍!

從結構上來說,這已經是一座近代意義上的冶鐵高爐!

冶州高爐和后世一樣采用了鋼板作為爐殼,殼內砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下,分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五大部分,與后世幾乎一模一樣。

高爐生產時,同樣是從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑——石灰石,從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。

煉出的鐵水從鐵口放出,爐渣從渣口排出。

產生的煤氣從爐頂排出,經除塵后,作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐的燃料,同時還是制備硫酸和氨水的生產原料和燃料。

熾熱的煤氣,還是煉鋼爐的重要燃料。

而爐渣,又是磚廠和水泥廠的原料。

高爐的上料和配料系統,也采用了容積配料法和重量配料法。其中鐵礦和焦煤用的是容積固定的斗車,而石灰石則采用斗車加彈簧大稱平臺。

高爐爐殼內部的耐火磚,底部厚達一米,頂部也厚達四十公分,煉爐底部采用石墨磚,上部為礬土燒制的高鋁磚。

另外還有補充燃燒的吹料系統,這口高爐吹的是煤粉。

爐外掛著鐵質的水箱作為冷卻系統,以防止爐殼在高溫下軟塌。

除此之外,還有無數嚴格的的操作規范,作業流程,保護措施,全都是一條條人命換來的經驗教訓。

這個高爐嚴格說起來只能算作小爐,一爐只能生產鐵水兩千斤,別說和后世相比,就連大宋如今的普通鐵冶一爐的產量都達不到。

但是它有個現代高爐的特點,就是一旦點火,晝夜不停,一天能夠熔煉四爐,日產就是八千斤。

一年三百萬斤,一個高爐就幾乎占了十年前大宋鐵課的一大半!而且無需如以前那樣煉一爐毀一爐造一爐,一個高爐能夠連續使用十年以上!

這個高爐,是皇家理工學院,眉山理工學院,鐘山理工學院,司天監,將作監,三司胄案,商州胄案,石家,四通商號,皇宋銀行齊心協力攻關的結果。

高爐的總設計師是石富,副總設計師是陳昭明,趙宗佑,負責研發。

總監理是蘇油,副監理是石鍮,負責協調資金,人力,物力,從四面八方抽調精英參與設計,計算,討論……

方案五年前就已經拿出來了,中間有反復修改,關鍵部位如耐火磚,吹料系統,渣口,鐵口,無數的小設計小改進,都在各地的鐵冶進行過實驗。

所以這個高爐,可謂是大宋舉國理工人才,能工巧匠,各地鐵監,實際管理者們共同的智慧結晶。

等到所有的設計,計算,實驗最后都做完了,高爐卻卡在了礦料上。

大宋各地的煤鐵礦標本,經過皇家理工學院的檢測,只有渡口的勉強合格,其余含硫均太高,會嚴重影響高爐壽命和鐵料品質。

倒是聽風閣經過千辛萬苦,從西夏祁連山脈和遼國大草原上搞到的礦料,檢測通過。

趙頊在敷文閣收到報告后,氣得當場就摔了書桌上的碧玉山子。

蘇油在密折中安慰趙頊,冶金的進步是一點一點積累起來的,就和理工的學問一樣,雖然大高爐一時造不成,但是各處鐵冶上使用的小措施小改進,也讓大宋的鋼鐵產量在十年內翻了一番,這個成績已經很不錯了。

可兩人心中,其實都難免遺憾。

交趾的征服和高品位煤鐵礦的發現,終于給美夢送來了舒適的枕頭。

鋼鐵的生產是一個長期而復雜的準備過程,在交趾興建如今大宋最大的鋼鐵基地,可以說是完全是白手起家。

勘探,繪圖,開路,架橋,試煉,確定品位,修建鐵軌,組織人力,搬運機械,炸礦,開采,建造中轉倉房,修建港口,組織船運……

等到第一爐鐵水煉出來后,蘇油一點興奮感都沒有了,就好像將地丁膠遞到自己面前的張道長一樣,在豐功偉績面前,只剩下淡淡的裝逼味道……

不是想裝逼,真的是太特么累,連裝逼的力氣都沒有了!

高爐不但能夠產生鐵,還能產錳鐵,但是真正在應用上有用的,是鋼材和錳鋼,以及球墨鑄鐵。

所以這些都還要要煉鋼爐進行精煉。

大宋理工發展的精煉,一直都是走的平爐的路子。

從當年最早的帶蓋兒石墨坩堝,外加焦炭底部強吹熱空氣熔煉開始,從小到大,一步步慢慢走過來。

后來有了玻璃,四通又開始用坩堝爐熔煉玻璃。

平爐,其實質就是一個超級巨大坩堝爐,模樣有些像一個巨大的有蓋子的平底鍋。

但是之前受加熱效率的影響,平爐的體積注定大不了,一鍋也煉不了多少鋼。

直到石富將腦筋動到了了煤氣上。

當時的煤氣還沒有如今這么多的應用,白白浪費掉不少,等到有了球閥和壓力表之后,石富才在坩堝爐側面多引了一根進氣管,添加了爐頭,用來走煤氣。

所以現在的煉鋼平爐,爐膛是一個熔池,底部帶有加熱空氣和煤氣的蓄熱室。整體結構由熔煉室、爐頭、上升道、沉渣室、蓄熱室、換向閥、煙道、煙囪等組成。

熔煉室是平爐的中心部分,前面有裝料爐門、后面底部有出鋼口。

熔煉室有厚厚的防火罩蓋子,熔煉過程在密封環境中進行,通過輪番灌入熱空氣和煤氣,進行燃燒加溫和還原反應。

生鐵液在這樣的環境里,過量的碳被氧化,帶走,鐵液的含碳量漸漸減少,變成鋼水。

平爐熔煉室使用的是堿性耐火材料,也就是鋁礬土磚筑砌,與轉爐煉鋼不同的是,轉爐只需要利用鐵水自身提供的熱量,就能靠吹入熱空氣,完成煉鋼過程。

而平爐因為爐體龐大,冶煉時間長,爐墻散熱損失和高溫廢氣帶走的熱量大,因此必須從外部供給燃料和使用預熱空氣,方能保持煉鋼時需要的熱量和氧氣。

一爐鋼需要二十四個小時才能煉出來。

但是相比轉爐,平爐也有更多的先進之處。這玩意兒溫度高,能夠將廢鐵廢鋼進行重新熔煉,能夠精確調控和配比,能夠往里邊增加其余金屬和非金屬添加劑,調成合金鋼或者球墨鑄鐵。

球墨鑄鐵說起來很高大上,就是通過球化和孕育處理,讓鐵器中的碳以球狀石墨的形式存在,可以有效地提高了鑄鐵的機械性能,特別是提高了塑性和韌性,從而得到碳鋼強度的鑄鐵。

種花家為了對抗本土鋼鐵中大量存在的硫,提高鋼鐵性能,其實早在漢魏時期,就已經發明了球狀石墨鑄鐵。

而渡口鐵的加入,讓球墨鑄鐵工藝更加完善方便,因為那里的鐵料,富含稀土和鎂,以渡口鐵為“鐵母”,能夠極大的改善鑄鐵的性能。

如果往里邊添加富錳渣或者鏡鐵,得到的就是高錳鋼。

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