沒有合格的材料,趙劍寒只能將爐體的尺寸縮小,降低結(jié)構(gòu)重量,然后用坩堝法生產(chǎn)的鋼材來制造鋼板、爐體托圈、耳軸、支座和軸承,由于目前坩堝法生產(chǎn)的鋼鐵質(zhì)量有限,這樣一來就降低了轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)量,也降低了爐體的壽命,但是趙劍寒已經(jīng)顧不了那么多了,先生產(chǎn)出合格的鋼,再回過頭來用這些鋼來制作轉(zhuǎn)爐的零部件也不遲。
萬事開頭難,只要能順利起步,多付出一些代價也是應(yīng)該的。
另外,轉(zhuǎn)爐的原料是液態(tài)的鐵水,鐵水中的雜質(zhì)與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),釋放大量的熱來支持煉鋼的過程,鐵水與空氣的接觸面越大,反應(yīng)的效果就越好,效率越高,出產(chǎn)的鋼質(zhì)量越好,現(xiàn)代工業(yè)中都是用大功率鼓風(fēng)機將空氣壓入爐體來實現(xiàn)這一點。
可是現(xiàn)在到哪里去找鼓風(fēng)機呢?趙劍寒想來想去,還是決定利用水力來解決這個問題。臥虎山莊現(xiàn)在有好幾架大大小小的水車,帶動紡織機、加熱爐和玻璃池窯的風(fēng)箱工作,由于河水的流速有限,這些水車的功率肯定不能滿足要求。
流經(jīng)臥虎山莊的小河的水量還是比較大的,其源頭是山莊四面的高山上的小溪,趙劍寒自然就想到在山上筑一座水壩和一條人工河道,并在河道旁設(shè)立水車,充分利用這些溪水的的地勢,提高水流的沖擊力,使得水車輸出更大的功率。
臥虎山莊能夠自產(chǎn)水泥和磚頭,現(xiàn)在又有足夠的人力,修建一座小型的水壩和幾百米長的水流通道不成問題,趙劍寒經(jīng)常到山上打獵,對四周的地形可以說了如指掌,經(jīng)過對比,他很快就決定在山莊背后這座最高的山上修建這一工程。
這座山坡度較緩,在山的腰部有一個小水塘,有三條小溪的溪水注入到這個水塘里,是建造水壩的理想的地方,此外,趙劍寒還確定了人工河道的線路和鋼鐵廠的所在地?,F(xiàn)在工匠們伐木就是為建造水壩和人工河道做準(zhǔn)備。
水流的速度快,對水車的要求也比以前提高了,首先要足夠結(jié)實,能耐受水流的沖擊,其次對傳動系統(tǒng)的要求也提高了,很顯然水車的轉(zhuǎn)速比原來要快好多倍,以前水車的主軸是木質(zhì)的,容易碎裂,高速轉(zhuǎn)動時摩擦產(chǎn)生的熱量肯定會將木軸燒毀,只有用鋼鐵制造的軸承才能勝任,這也是趙劍寒提前要工匠們研究更結(jié)實的水車和鐵制軸承的原因。
水車的問題解決之后還要考慮風(fēng)箱的承受力,高速轉(zhuǎn)動的水車將帶動風(fēng)箱高速運轉(zhuǎn),風(fēng)箱來回做活塞運動,將空氣壓入爐體,木質(zhì)的風(fēng)箱肯定滿足不了這個要求,如果將風(fēng)箱改成鐵制的,那就要鑄造封閉的汽缸和與之相對應(yīng)的活塞,這個實現(xiàn)起來就太難了。
很簡單的道理,如果能作出這樣的汽缸和活塞,那就意味著可以造出蒸汽機了,也意味著臥虎山莊的機械加工技術(shù)達(dá)到很高的水平,如果能造出蒸汽機,哪還要水車干什么?
趙劍寒不愿意轉(zhuǎn)爐煉鋼的計劃卡在風(fēng)箱上面,他想出了兩種解決方案,一種是用坩堝法生產(chǎn)的鋼鐵來鑄造汽缸、活塞和曲軸,再用砂輪磨床來打磨,也就是說他準(zhǔn)備試制一種簡單的蒸汽機,不要求這臺蒸汽機有多長的壽命,也不要求它的效率有多高,只要能完成風(fēng)箱的功能就行了。
實際上瓦特發(fā)明的蒸汽機也不具備多大的實用價值,蒸汽機的原理非常簡單,秦向武和吳青山精湛的手藝可以制作出精度很高的模具,趙劍寒很想嘗試一下,要是萬一成功了,那么動力問題就可以迎刃而解。
即便試制蒸汽機不成功,趙劍寒還有一套備用方案,他按照旋轉(zhuǎn)式空壓機的原理設(shè)計了一種新的鼓風(fēng)機,用三片寬大的葉片來壓縮空氣,不過這種空壓機制作的難度也不小,能否成功也是一個未知數(shù),一切都有待于試驗的結(jié)果。
如果這兩種方法都不成功,那就不得不放棄轉(zhuǎn)爐煉鋼法,趙劍寒就準(zhǔn)備建造一座平爐來煉鋼。前世趙劍寒在緬北主持建造的鋼鐵廠就是采用平爐煉鋼法,所以他對平爐的工作原理和結(jié)構(gòu)非常清楚。
平爐比轉(zhuǎn)爐要復(fù)雜許多,由熔煉室、爐頭、上升道、沉渣室、蓄熱室、換向閥、煙道、煙囪等部分組成,利用了爐氣廢熱再利用的原理,能適應(yīng)各種原料的配比(主要是生鐵和廢鋼的比例),生產(chǎn)出來的鋼鐵質(zhì)量好,產(chǎn)量大,在二十世紀(jì)六十年代以前是世界上最主要的煉鋼方法。
但是平爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜,建造起來不太容易,每一爐鋼煉制的時間比較長,當(dāng)然,這些問題對趙劍寒來說不算什么,最麻煩的是平爐煉鋼以煤氣或者重油為燃料。
在沒有能力開采石油的前提下,使用重油做燃料就不用指望了,得益于前世在玻璃廠工作的經(jīng)歷,趙劍寒對煤氣生產(chǎn)的原理和工藝流程都很清楚,但是在目前的條件下,想要制備煤氣比制作蒸汽機的難度小不到哪里去。
最常用的水煤氣制備方法是用水蒸氣通過炙熱的焦炭,就會產(chǎn)生一氧化碳和氫氣的混合氣體,這是一種非常清潔的能源,但是一氧化碳和氫氣都是易燃易爆品,沒有壓力計等監(jiān)控設(shè)備,極易發(fā)生爆炸,而且是極其劇烈的爆炸,目前趙劍寒的事業(yè)剛剛起步,無論人才還是物資都很缺乏,根本就承受不起這樣的風(fēng)險,這也是趙劍寒對這種方法敬而遠(yuǎn)之的主要原因。
所以趙劍寒最優(yōu)先的選擇還是采用轉(zhuǎn)爐煉鋼法,盡管困難重重,他還是決心嘗試一下,只要人才隊伍還在,多試驗幾次總會成功的。
有了高質(zhì)量的鋼鐵,還有有相應(yīng)的機械加工能力才能發(fā)揮作用,再好的鋼鐵如果只是靠鐵匠們拿著錘子敲,也只能敲出一些大刀長矛和盔甲之類的冷兵器時代的武器,頂多是質(zhì)量比以前好一點罷了,這絕不是趙劍寒的初衷。
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