“老爷,小人不辱使命,把您要的东西和人都带回来了。”
夏天南打量了一下刘全,晒黑了不少,人也憔悴了些,看得出这段时间在广州奔波吃了些苦头。他鼓励道:“你辛苦了,这次功劳很大,老爷记着你的好呢”
刘全连说这是该做的。他为夏天南介绍了此行的成果:生铁两万斤、黄铜两千斤、硝石五百斤、硫磺两百斤、炼铁工匠五十二人、学徒四十五人、铁匠四十一人、学徒六十三人。
购买这批物资加上先行发给工匠们的安家银子,胡家庄的缴获耗费大半,这还是张明礼托了家族的关系,否则有钱都办不到生铁和黄铜、硝石和硫磺都是官府禁止私下买卖的。
有了这些物资和匠人,钢铁厂和兵工厂的架子可以搭起来了。现在银子如流水一般花出去,赚的多花的更多,夏天南计算着几大工厂所需资金,必须在收支失去平衡前想办法增加新的盈利点,改变目前支出大于收入的局面船厂就算建设好,也不可能马上就建立海上贸易线,面临的困难和对手还有很多。
在担任了纺织技术顾问、商业谈判代表、英语翻译、小水泥作坊工头等多个角色后,林伟业终于等来了自己本色演出的机会,炼钢炼铁才是他的本行,他义无反顾地投入了钢铁厂的建设。至于兵工厂,得在钢铁厂投产之后才能正式运营了。
造船厂、码头、钢铁厂三大项目同时上马,夏天南已经无暇去感叹玛丽娅和丫鬟的故事了,他像个陀螺一样转了起来。
根据夏天南当初的计划,首先进行的是低碳钢的项目、在炼出合格的低碳钢之后,启动兵工厂的燧发枪生产线,至于铸造大炮所需的灰口铸铁,则纳入钢铁厂二期规划,如果需要小口径火炮,就用退火处理工艺先对付。
崇祯三年七月,百仞滩钢铁厂一期工程基础设施完成,一座接近于建国时期的高炉、一座类似于近代平炉的炼钢炉和一座大型焖烧炉在文澜河边矗立起来了。
考虑到利用水力,林伟业选择了一个靠近百仞滩这在旧时空是临高本地著名的景点的地方,这也是钢铁厂名字的由来。第一期工程的高炉,是为了将来炼化铁矿石得到生铁而准备的,目前直接以买来的生铁用炼钢炉炼熟铁,也就是低碳钢,而焖烧炉是为了将来退火处理铸造小炮准备的。
因为没有焦炭,炼钢炉采用的是普德林法中世纪大规模生产熟铁的冶炼方法,和中国古代的炒钢法在原理上是一样的,又称搅炼法。
普德林炉的构造和炼钢平炉相近,只是没有下部的蓄热室。燃料燃烧后形成的长火焰送入炉内,靠炉顶的反射作用加热生铁,由于火焰中的过剩氧和炉底中大量的氧使生铁中的碳和磷经氧化去除。
但用木炭做燃料的炉温不够,金属无法融化成液体,呈半凝固状态,要靠人力用钢棒搅拌才能使冶炼继续进行,通过搅拌,使全炉的溶液都能接触空气,从而使脱碳更加彻底,把含碳量降低到钢和熟铁的成分范围。
第四十九章 低碳钢
普德林法是现代炼钢法出现之前的主要生产方法,曾达到相当大的生产规模,但由于对控制脱碳的技术要求很高,以及半凝固态冶炼环境下劳动条件非常恶劣搅拌工人不仅要被高温烘烤,影响健康,而且容易发生安全事故在更先进的贝塞麦法诞生后,普德林法即被迅速淘汰。不过在17世纪的临高,这种18世纪的落后生产技术已经是相当先进了,至于搅拌工人的人权问题,林伟业选择了忽视,目前还顾不上这些。
虽然是现代钢厂的工程师出身,但是以古代方法炼钢还是第一次,普德林法和中国古代炒钢法原理差不多,关键在于对脱碳火候的控制,脱碳不够仍然还是生铁,含碳量太低就成了纯铁,只有处于两者之间才是钢。
在广州来的工匠辅助下,炼出了第一炉铁水,林伟业很紧张,夏天南也很紧张。古代炼钢法判断炼出的是钢还是铁,只有出炉了才知道。
铁水冷却后,一名有经验的工匠凭肉眼判断出不是钢。林伟业不死心,用铁钎去敲打,果然是质地很软的纯铁火候没掌握好,脱碳过头了
夏天南不懂炼钢,只能安慰林伟业:“没事没事,失败乃成功之母,我们这次买的生铁足够,炼坏一炉重新再来就是。”
话虽如此,心里却在滴血,花费了巨资不说,关键是生铁很难买到,纯消耗品,开发琼州本地铁矿必须提上日程了。
林伟业考虑了一下工艺流程,围着平炉转了一圈又一圈。夏天南不敢打扰他,工匠们不知道他在干嘛,也没出声。
良久,见林伟业还没停下,有个工匠大着胆子说:“东家,这炼制熟铁是个精细活,我们在广州时,都是用小炉,一次最多炼两三百斤生铁。一般是十到八斤生铁,才能炼制出一斤熟铁。现在用这么大炉子,一次几百上千斤生铁放进去,不好控制火候,还是用小炉,慢工出细活的好。”
众人皆以为然,炼制熟铁一向如此,规模越小越容易把握火候。虽然中国汉代就出现了炒钢法,但是民间大规模炼钢是官府不允许的,官办的作坊又未必把炒钢的工艺传承下来,久而久之,大规模炒钢的工艺就很少有人掌握,小作坊小批量炼制熟铁成了主流,费时费力而且效率不高。
林伟业猛地停下,反驳道:“几百斤生铁一次炼几十斤熟铁,太慢,一年又能炼出多少熟铁”
他抬起头看着平炉,想起了相关书籍上记录的古代炒钢法的关键工艺把生铁加热到液态或半液态,利用鼓风或撒入精矿粉等方法,令硅、锰、碳氧化,把含碳量降低到钢和熟铁的成分范围。眼下没有精矿粉,只有鼓风了,用空气中的氧气使硅、锰、碳氧化,避免之前单一搅拌法的缺陷。单一搅拌法没有经验的话,搅拌时间过长,就会出现脱碳过头的现象。通过鼓风,配合搅拌,减少时间,应该能够成功。
来不及制作水力鼓风机,就用传统的人力鼓风。重新投放一炉生铁后,十几个力气大的学徒轮流用传统炼铁的鼓风机向炉内鼓风,炉顶的工人同时开始搅拌。第二炉铁水出炉后,已经是日头偏西了。这次如果再不成功,只能明天再试了。
铁水冷却后,所有人的眼光都集中于此。眼尖的工匠看到灰色的成品,叫喊道:“成了,是熟铁,不是软铁”
林伟业用铁钎去试,发出了清脆的金属声,质地坚硬,有一定韧性,与硬而脆的生铁和质地软的熟铁都不同,按照金相学解释,既不是生铁,也不是纯铁,那么就是钢,而且最大可能就是相对塑性较好的低碳钢,制作火
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