第311章 广州炼钢提质效

作品:《重生大明:成为国公之路

    广州城西三十里,白云山脚下,一座崭新的“广州钢铁工坊”拔地而起,占地足有八百亩之广。工坊外围,砌着一道三丈高的青砖墙,那青砖一块块紧密相依,在阳光下泛着古朴的光泽。四角设有哨楼,哨楼上的士兵身姿挺拔,目光锐利,日夜坚守岗位,兵丁们穿梭巡逻,脚步沉稳而有力,守护着工坊的安全。


    走进墙内,十二座高达六丈的电弧炼钢炉如巨人般屹立在场地中央,它们身形庞大,散发着一种冷峻而又充满力量的气息。粗大的电缆从远处的发电厂蜿蜒而来,如同一条条黑色的巨龙,为炼钢炉输送着源源不断的动力。空气中弥漫着臭氧与金属混合的独特气味,那是一种带着科技感与工业气息的味道,让人仿佛置身于一个神秘的工业王国。


    陈老栓穿着厚帆布工服,静静地站在三号炉控制台前。这位五十六岁的老匠人,岁月在他脸上刻下了深深的皱纹,但那双眼睛却依然炯炯有神。他祖上三代都是铁匠,打小就在铁匠铺里耳濡目染,对炼铁这门手艺有着深厚的感情和独到的见解。本人更是曾参与过大同铁矿、汉阳铁厂的建设,积累了丰富的经验。此刻,他紧紧盯着炉前观察孔,炉内电弧闪烁,发出刺目的白光,那光芒仿佛能穿透一切,温度更是高达三千五百度,这可是大明乃至全世界最先进的炼钢设备,承载着无数人的希望与梦想。


    “电压稳定,电流一千二百安培。”年轻的技术员紧盯着仪表盘,声音平稳而清晰地报告着。陈老栓微微点头,眼神中透露出一丝坚定,随后大手一挥,喊道:“加料!”行车缓缓移动,吊着巨大的料斗,将废钢、生铁、镍板、铬铁按精确的比例倒入炉中。高温瞬间袭来,金属在炉内迅速熔化,炉内的钢水如同沸腾的海洋,翻滚着,跳跃着,杂质也渐渐浮上表面,形成了炉渣。陈老栓全神贯注,仔细地调节着电极位置,精准地控制着电弧长度,这可是电弧炼钢的关键所在,电弧过长会耗电,过短则加热不均,每一个细微的操作都关乎着最终钢材的质量。


    一个时辰后,炉前工手持长柄钢钎,小心翼翼地取样。钢水顺着钢钎流入模具,冷却后敲断,断面呈现出均匀的银灰色光泽,光滑平整,无气孔、无夹渣,宛如一件精美的艺术品。“镍含量百分之三,铬含量百分之一点五。”化验员很快报出了结果,“硫、磷含量均低于万分之五,达到特级钢标准!”工棚内顿时爆发出一阵欢呼声,人们的脸上洋溢着喜悦和自豪。陈老栓激动地抓起样品,手指轻轻摩挲着光滑的断面,眼中泛起了泪光,喃喃自语道:“成了,真的成了!这钢比瑞典的乌德霍姆钢还要好!”


    电弧炼钢法的原理,是大明工部从法国科学期刊上偶然获知的。去年,徐光启选派了一批优秀的留学生赴欧学习,其中一名学生在巴黎理工学院图书馆抄回了大量珍贵的技术资料。经过翻译整理,发现欧洲当时已在实验室规模实现了电弧炼钢,但尚未进行工业化生产。


    大明工部对此高度重视,集中了三十余名技艺精湛的匠人、十余名精通算学的先生,大家齐心协力,耗时八个月,终于成功造出了这十二座五吨电弧炉。与传统的坩埚炼钢相比,电弧炉的优势十分明显。坩埚炉一炉最多只能炼五百斤钢,还需要烧炭六个时辰,成品率仅有七成;而电弧炉一炉可炼万斤,仅需两个时辰,成品率高达九成五以上。更重要的是,电弧炉能够达到更高的温度,可以添加镍、铬、钼等合金元素,从而炼出特种钢材,满足不同的需求。


    张睿三日后抵达工坊时,陈老栓已经成功炼出了三炉镍铬合金钢。这些样品整齐地摆在红木长桌上,在窗外透入的阳光下熠熠生辉,散发着迷人的金属光泽。“此钢硬度如何?”张睿拿起一块钢锭,眼中满是好奇。陈老栓递过锤子,自信地说:“大人可试。”张睿抡起锤子,用力猛击,“铛”的一声巨响,钢锭上仅留下了浅浅的痕迹。他又取来一块旧式锰钢进行对比敲击,锰钢很快就出现了凹坑,而镍铬钢却几乎无损,其坚硬程度令人惊叹。“好!”张睿不禁赞叹出声,“实测数据呢?”工坊账房赶忙捧出册子,详细汇报:“经测试,抗拉强度每平方寸达十二万斤,是锰钢的一点五倍。在耐腐蚀试验中,将钢材浸泡在盐水中三十日,锈蚀厚度不足锰钢的三成。而且低温韧性极佳,即使在零下三十度的低温环境下,仍然不会出现脆裂现象。”


    张睿立刻意识到这种钢材具有极高的军事价值。他迅速召来随行的兵部官员,急切地问道:“若用此钢造航母装甲,厚度可减多少?”官员经过一番仔细计算后回答道:“现用的钨钢装甲厚十寸,重约每平方尺五百斤。如果使用这种新钢材,只需八寸厚就可以达到相同的防护效果,重量也能减至四百斤。这样一来,一艘航母可以减轻二百吨的重量,从而能够多载燃油或弹药,大大提升了航母的综合性能。”“炮管呢?”张睿继续追问。“反坦炮现用的炮管寿命大约为八十发,主要是因为膛线磨损导致精度下降。要是使用这种新钢材,预计炮管寿命可以达到二百五十发,而且内膛镀铬后会更加耐烧蚀,使用寿命更长。”官员解释道。张睿当机立断,拍板决定:“从本月起,电弧炉全力生产镍铬钢。首批优先供应‘大明号’装甲维修、新造反坦炮一百门以及潜艇耐压壳体制造。”命令下达后,工坊立即进入三班倒的满负荷生产状态。每昼夜出钢六十吨,即便如此,仍然是供不应求。北洋水师、南洋水师以及各要塞炮台纷纷派人来函催货,订单已经排到了半年之后。


    本小章还未完,请点击下一页继续阅读后面精彩内容!然而,正当大明沉浸在炼钢突破的巨大喜悦之中时,一则坏消息从天津传来。一名荷兰商人在酒后吐露了真言,称欧洲已经普及了一种名为“氧气顶吹转炉”的先进炼钢技术,一炉三十吨钢水只需两刻钟,效率是大明电弧炉的十倍以上。张睿听闻后,紧急召见了这名商人。商人被带到锦衣卫衙门,吓得战战兢兢,如实交代道:“小人去年在鹿特丹港亲眼见过,那个转炉形状像个梨子,把铁水倒进去,然后从顶部吹入高压氧气,铁水就像火山喷发一样剧烈沸腾起来,转眼间就变成了钢。一炉只需要二十分钟,全天可以炼上百炉之多。”


    “氧气何来?”徐光启追问。


    “用机器从空气中分离,听说是什么‘深冷法’。”商人回忆,“那工厂大得看不到边,烟囱几十根,钢产量听说一天就有五千吨。”


    五千吨!这个数字让在场官员倒吸凉气。广州工坊竭尽全力,月产不过一千八百吨,还不到欧洲一日产量的四成。


    张睿面色凝重:“技术资料能弄到吗?”


    锦衣卫千户拱手:“已在设法。但欧洲对此技术封锁极严,相关工厂不准外人接近,图纸不外流。我们的人正在接触法国钢铁厂的工程师,许以重金。”


    “不能只靠买。”张睿踱步,“我们要自己研。成立‘炼钢技术攻关组’,我任组长,徐大人任副组长。分三路:一路继续收集欧洲情报;一路改进电弧炉,提升效率;第三路,研发我们自己的顶吹转炉。”


    次日,攻关组成立。组员包括匠人、算学先生、化学塾师、机械工匠等五十余人。张睿将工坊东侧一整排房屋划为研究区,调拨白银五万两作为经费。


    改进电弧炉的小组最先取得进展。老匠人提出“预热带”设想:在电弧炉旁建预热室,用废气将废钢预热至八百度再入炉,可缩短熔化时间三成。试验后,每炉炼钢时间从两个时辰减至一个半时辰。


    另一组研究电极材料。原用石墨电极消耗快,每炼十炉就需更换。匠人们尝试用石油焦、沥青混合压制,经高温焙烧制成新型电极,使用寿命延长一倍。


    但真正的突破在于第三组。根据商人描述的转炉外形,算学先生们绘制出草图。关键难点在氧气制备:空气中氧气仅占两成,如何廉价大量获取?


    化学塾师翻遍古籍,想起宋代《武经总要》中记载的“汞法取气”:加热朱砂(氧化汞)可得氧气。但朱砂昂贵,此法不可行。又有人提出电解水可得氧,但耗电巨大。


    正当陷入僵局时,一份从柏林寄来的包裹解了围。包裹是潜伏在欧洲的大明情报员所寄,内有一本德文工业手册的抄本,其中一章专门讲述“林德法空气液化分离”。虽只是原理简述,却指明了方向:将空气压缩、冷却至液态,再利用氧、氮沸点不同分离。


    攻关组如获至宝。机械工匠立即着手设计压缩机、膨胀机、换热器。没有精密加工设备,就用土办法:黄铜管用手工弯曲,阀门用铸铜研磨,密封用浸油麻绳。历经三十七次失败,终于造出一台每小时可处理五立方空气的试验装置。


    首次运行时,所有人都屏住呼吸。压缩机轰鸣,管道结霜,两刻钟后,出口管滴下淡蓝色的液态空气。收集到陶罐中,很快分层:下层淡蓝的是液氧,上层无色的是液氮。


    “成了!”现场爆发出震天欢呼。陈老栓老泪纵横,跪在地上朝北方磕头:“列祖列宗在上,大明也有这等技术了!”


    液氧装置虽小,却证明了路径可行。张睿下令扩建厂房,建造每小时处理五百立方空气的大型设备。同时转炉设计也同步推进,根据计算,一座十五吨转炉,若以纯氧顶吹,十二分钟即可完成炼钢。


    然而欧洲并未停滞。三个月后,情报显示英国在印度加尔各答兴建钢铁厂,采用全套转炉设备,计划年产钢三十万吨,专门供应远东舰队。更紧迫的是,普鲁士克虏伯工厂研制出“镍铬钼装甲钢”,性能比大明现有镍铬钢再高一成。


    “我们必须更快。”张睿在攻关组会议上说,“不仅要追,还要超。下一步研究合金配方,试加钒、钛、钨。同时设计更大转炉,目标二十吨一炉,八分钟一炉钢。”


    钢铁工坊的灯火,从此彻夜不熄。工匠们吃住在工坊,试验各种配方,记录的数据册堆积如山。失败是常事,有时一炉钢因成分偏差而报废,损失上千两银子,但无人退缩。


    历史的车轮在钢铁的碰撞声中滚滚向前。大明与欧洲的钢铁竞赛,在这南海之滨的工坊里,进入白热化阶段。每一炉钢水的沸腾,都关系着未来海战的胜负,关系着万里江山的安危。


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