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第22章 改進煉鐵技術

  • 穿越從皇子做起
  • 與多多
  • 2042字
  • 2020-03-02 13:23:03

李元潤聽到李鐵膽對于練出好鋼理解不由微笑著說道:“李鐵膽先生,其實煉鋼并不是那么容易的。你知道現在百煉鋼需要千錘百煉才能出爐,但是如果能夠提高爐溫,將鐵礦石完全融化成鐵水,在鐵水狀態直接祛除掉里面雜質的話,不需要百煉就能達到百煉鋼的效果!”

“還有,在鋼里面加入木炭,就能改變鋼的特性。加的多了,鋼就堅硬易碎。加的少了,鋼就會有韌性。掌握好這個比例,就能煉制出柔韌和硬度最為合適的鋼材出來!還有這些鋼材里面,就存在硫和磷素。李鐵膽先生知道該怎么把這兩種東西從鐵水里面祛除掉嗎?”

聽到這些,李鐵膽的眼睛不由得一下子亮了起來。雖然李元潤說的有一些東西他不是很懂,但是他還是感覺很厲害的樣子。

見到李鐵膽有些聽不明白的樣子,然后就和李鐵膽詳細講解起了煉鋼的各種細節。好多東西,李鐵膽在第一次聽到的時候,都難以理解,經過李元潤的講解之后才恍然大悟。

想要獲得更好的鋼鐵,就必須用高溫融化鋼鐵,溫度越高越好,但這就出現一個問題,你必須有能夠耐高溫的材料,煉制鐵礦石,其實就是還原過程,將鐵中的氧元素置換出來,通過不斷的增加碳粉的含量來達到置換的目的。

李元潤想到的便采用高爐煉鋼,這種煉鋼方法在李元潤的前世里依舊是鋼鐵生產的重要環節。高爐煉鋼也是由古代豎爐煉鐵法改造、發展起來的。

盡管在前世的世界里各國都研究開發了很多煉鐵方法,但由于此方法工藝相對簡單,產量大,勞動生產率高,能耗低,故高爐煉鐵仍是現代煉鐵的主要方法,其產量占世界生鐵總產量的95%以上。

這種煉鋼主要是應用焦炭、含鐵礦石(天然富塊礦及燒結礦和球團礦)和熔劑(石灰石、白云石)在豎式反應器——高爐內連續生產液態生鐵的方法。

煉鐵也算的上是一個系統化的工程,在前世的高爐的技術上,李元潤加入了自己的想法。畢竟完全像前世那樣的現代化的高爐在這個世界是做不到的,所以凱奇對這個高爐進行了細化的設計。按照前世學到的一點點技術,以及李鐵膽對煉鐵的理解,進行改造。

花費好幾天的時間,這個世界的第一個高爐便在陳家莊立了起來。這個高爐爐高差不多七八米,底徑五米左右,中間部位較粗,兩頭略窄,外皮用磚石砌的墻。

上邊有裝料口,下部有鼓風口,如此一來,能形成爐料下降和煤氣上升的相對運動。燃燒產生的高溫煤氣穿過料層上升把熱量傳給爐料,就算是預熱過程了。

鼓風機是個大問題,沒有鼓風機提供充足的氧氣幫助燃燒,爐溫是很難達到煉鐵的目的,更別提煉鋼……

所以李元潤便設計了一個新式的風箱,大木箱子,有活門,利用滑輪形成更省力的運動。整個高爐布置了四臺風箱、四個風道,另外做了兩臺備用的風箱,以防意外。

進氣道最后入爐前的一段并在一起,下方設有和進氣道隔離的火池,內盛燃煤,空氣在進爐前,就被預熱到一定程度。

好不容易練出了一鍋鐵水,但李元潤這個人是非常挑剔的,對煉出來的第一爐鐵水并不滿意。在李鐵膽看來這是相當不錯了,即使在他們鐵匠眼里里,能夠練出純度如此高的鐵水,完全依賴鐵礦石的質量如何,沒想到改進的煉鐵爐這樣好。

“還是差了點,不應該啊。”李元潤看著鑄造成型的鑄鐵,有些疑惑。李鐵膽是完全不明白李元潤為什么始終不滿意。

“果然還是煤的原因。”李元潤瞅了瞅爐膛里殘存的煤渣,失望的嘆口氣。

用煤練鐵不僅可以節省木炭,還可以提高爐溫。確實,煤有這兩個好處,它還降低了煉鐵的成本,煤比炭便宜多了。然而冶鐵最可怕的殺手——硫,就潛伏在煤中。

其實解決含硫量超高的辦法很簡單,就是煉制焦炭,用焦炭來冶鐵。所以說想要鋼鐵練的好,首先制碳也要制的好。

在這里李元潤需要用到兩種碳,一種是木炭,另一種是焦炭。

通俗說,焦炭就是煤提純后的產物。焦炭跟煤相比,少了些水兒和氣兒,也把別有用處的煤氣和對煉鐵有害的焦油分離了出去。而日常所說的炭一般是木炭。

木炭的還原能力大于焦炭,從而用作金屬冶煉的還原劑和覆蓋劑。

而焦炭作為高爐爐料中堆密度最小,間隙大,體積占爐料總體積的35%-50%,并且焦炭比較堅固,只要在風口區以上就始終保持塊狀,這能使料柱有很好的透氣性,保持爐況順行,因此焦炭便可高爐料柱的骨架。而且焦炭的燃燒為高爐冶煉提供了所需全部的熱量。

制木碳這個技術在李元潤前世的世界幾乎是盡人皆知,制造的工藝比較簡單,只要注意密封和控制,讓木材不完全的燃燒,技術不難,不過做起來比較麻煩主要是要讓木材在缺氧的環境下不完全燃燒,其中的氫原子與空氣中的氧反應變成水流失,剩下的碳原子就成為木材。

做起來的話只要把把木材砍成一段一段,堆積好以后用濕泥巴蓋住,留幾個通氣孔,引燃木材,任由其燃燒,一段時間后。取走泥巴,里面的木材就變成木炭了。

這是土辦法,技術不難,李元潤便叫人專門砌成了一個炭化爐,制作起來比較簡單,在第一批木炭成功的被制造出來,凱奇就知道自己成功了一半。

至于煉制焦炭則需要把煤隔絕空氣放入密封空間里進行高溫烘烤,隨著溫度升高,煤先是脫水、脫氣,300℃后變軟出焦油,這會兒的半成品半焦也叫蘭炭已經可以直接燒了。溫度再升高到1000℃左右,半焦再經縮聚就熟化成焦炭了。

焦炭從密封空間出來,拿水噴淋就是水熄焦,等它自然冷卻就是干熄焦。

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