第69章 明朝工匠的鋼鐵五行理解
- 明末崛起,從邊軍開始
- 干飯忠實者
- 2697字
- 2023-10-29 06:01:00
王初仁看著大壩、水車、高爐、煉焦窯、水泥窯和大塊大塊的土地,這些就是自己發家的基礎,今后力挽狂瀾改變歷史的基礎。
水車開始正常運轉,王初仁沒有多作感慨,立即組織工匠對高爐以及高爐附屬設備進行調試,包括進料設備、鼓風機、鐵水車及其軌道。這其中最為重要的當屬鼓風設備了,風力達不到,高爐溫度就無法達到將鐵熔化為鐵水。
此時鼓風機的安裝工作也即將完成,工匠正在將鐵匠鋪打造的鼓風機葉片安裝在鼓風機內。
一切安裝工作完成之后,工匠將一臺蘭州大水車上的傳動軸帶上鼓風機飛輪的負載。
蘭州大水車巨大的輪子以一分鐘三圈的速度緩慢轉動著,帶動著輪上的同軸傳動軸一起轉動,同軸傳動軸上的巨大的飛輪也以一分鐘五圈的速度轉動,大飛輪甲通過皮帶帶動小飛輪乙以一分鐘75圈的速度轉動,小飛輪乙旁邊的大飛輪乙通過一根同軸傳動軸連接,大飛輪以每分鐘75圈速度轉動,并通過皮帶帶動小飛輪丙以1125圈每分鐘的速度快速轉動,小飛輪丙通過皮帶連接帶動鼓風機以每分鐘1125圈的速度快速轉動,當動力傳動到鼓風機時,鼓風機快速轉了起來,并發出“嗡嗡嗡”的響聲。
鼓風機產生的風力通過管道進入蓄熱室,再進入高爐。
工業處處長李大牛大聲喊道:“大人,風嘴出風了,這個風真大啊,到時候肯定會將爐子燒得旺旺的”。
但是當王初仁觀察到高爐出風口的風力之后,搖了搖頭說道:“風力還是不夠”。
工業處副處長劉金錘聽后大為不解道:“大人,這個風力比之以前不知高了多少了,怎么還會不夠”?
王初仁淡淡笑道:“如果是按照你們的煉鐵方法,這個風力已經是綽綽有余,但是我的這個煉鐵方法風力至少還需要增強三分之一才行”。
木匠劉富貴道:“大人,要不再加一級大小飛輪”?
王初仁搖了搖頭道:“理論上是可行的,但是如果再加一級,滾珠軸承受限于材料限制,很多都是采用了熟鐵和生鐵鑄造,可能會受不了,會面臨著頻繁更換,會讓高爐的效率大大降低”。
此時王初仁也在冥思苦想,奈何自己在后世接觸的都是現代化的煉鋼設備,對于這種原始的設備只是在了解煉鋼發展史上了解過,就當王初仁在腦袋中的資料中尋找時,工業處處長李大牛道:“大人,能不能在鼓風機前面再加一個鼓風設備,對冷風進行初次加速,這種方法能否可行”。
真是一語驚醒夢中人啊!蓄熱室都能進行初次加熱,為什么鼓風不能進行初次加速呢?
果然,三個臭皮匠,頂個諸葛亮啊!
王初仁馬上利用多余的材料和工件組織工匠現場趕制了一套鼓風設備,經過大半天的忙活,初次加速設備安裝完畢。
由于是初次加速,這套設備的大小飛輪比例沒有前一套設備大,經過兩次變速,鼓風機速度能夠達到每分鐘500圈左右。
鼓風設備進行第二次測試,將水車傳動軸與大飛輪甲連接后,經過變速,兩臺鼓風機“嗡嗡嗡”的轉了起來,冷風經過第一臺鼓風機之后,風速變得快了起來,有了初速的風進入第二臺鼓風機進行二次加速,經過二次加速的鼓風機通過管道、高爐風嘴進入高爐爐缸上方。
聽到風嘴口發出呼呼的聲音,并用手去風口感受了一下,又將風口接上管子通入水中,產生了4-5米的水柱,王初仁估摸著風速應該達標了。
王初仁興奮大喊道:“煉鐵開始”。
隨著王初仁一聲大喊,煉鐵廠的員工將燃料、鐵礦石、石灰石快速運抵加料設備旁,加料工已經在加料口平臺待令。
當王初仁看到運來的燃料居然是木炭后,大為不滿道:“怎么是木炭,我花了那么多精力燒制的焦炭呢”?
眾位工匠聽到王初仁打算用煤炭煉鐵后均是大為不解,但是又不好掃了王初仁的面子,只有工業處處長李大牛唯唯諾諾說道:“大人,我們一直都是用木炭煉鐵啊,煤炭煉的鐵非常脆,拿來當做農具都不行”。
王初仁聽后暗道:“古代中國的煤炭雜質多,特別是硫等雜質,在煉鐵過程中硫等雜質進入鐵中,硫對于鐵又是有害雜質,所以煉出來的鐵非常脆,所以古人基本上都用木炭煉鐵才能保證質量”。
讓王初仁苦惱的是,怎么讓這些工匠理解呢!
鐵和鋼的區別其實就是含碳量的差別,含碳量由高到低分別為生鐵、高碳鋼、中碳鋼、低碳鋼、熟鐵、純鐵。
根據后世的資料,低碳鋼,含碳量小于0.25%;中碳鋼,含碳量在0.25%至0.60%之間,高碳鋼,含碳量大于0.60%,含碳量大于0.60%或者小于0.25%就是生鐵和熟鐵了。
古人根本不知道這個原理,只知道用木炭煉鐵會使鐵的質量變好。
王初仁對此頗為好奇,想知道這個時代的古人是怎么想的,于是好奇問道:“為什么煤炭煉鐵得到的是廢鐵呢”?
這時候李大牛又站了出來道:“大人,萬物衍生都離不開五行相生相克的道理”。
“怎么說”?王初仁更是來了興趣道。
“大人請看,將整個高爐看做一個整體,高爐和鐵礦石屬土,土生金就是鐵,木炭屬木,木生火、風助火勢,從而達到了平衡”。李大牛娓娓道來。
王初仁道:“你這五行還差了一個水呢”!
李大牛道:“產生的鐵水就是水了,既有金又有水,所以五行是平衡的,煤炭也是屬土,五行不平衡,所以煉出來的鐵是廢鐵”。
王初仁聽了李大牛的解釋后哭笑不得,暗道:“古人居然是這樣認為的”。
王初仁又問:“生鐵為什么會變成鋼和熟鐵呢”?
“萬事講究適量,溢滿則虧,過猶不及,煉鐵時加入了大量的鐵礦石和木炭,導致土和木過多,所以煉出來的鐵土和木過多,需要經過炒或者不斷地鍛打除去多余的土和木提純從而得到鋼或者熟鐵”。
王初仁暗道:“要怎么去說服這些工匠呢”?
王初仁左想右想于是道:“其實煤炭也屬于木,煤炭是億萬年前各種植物堆積經過高溫高壓而形成的,植物屬于木,所以煤炭也是屬于木”。
眾位工匠聽到均是不能理解,煤炭居然是億萬年前植物形成的。
劉金錘道:“大人從何得知”?
王初仁道:“我是從一本古籍上看到的”。
李大牛詢問道:“大人如何解釋煤炭煉出來的鐵是廢鐵”?
王初仁腦筋一轉道:“煤炭在大地中埋藏了億萬年,沾染了很多土性,所以煉出來的鐵是廢鐵,但是煤炭經過焦炭窯用火進行精煉除去里面的的土質得到焦炭就是純木屬性了,而且煤炭是植物億萬年濃縮的精華,又經過焦炭窯的精煉,木屬性特別純,產生的火溫度特別高”。
王初仁說煤炭中含有硫與工匠解釋不通,只能這樣解釋。
李大牛驚嘆道:“溫度特別高,有多高”?
王初仁知道大明朝的工匠沒有溫度的概念,只能說道:“比現有爐溫高兩到三成吧”!
眾工匠大為嘆奇!覺得王初仁讀了書就是不一樣啥都知道。
王初仁又將火焰的顏色與溫度的關系普及給工匠。
暗紅色:600攝氏度左右;深紅色:700攝氏度左右;橘紅色:1000攝氏度左右;純橘色:1100攝氏度左右;金橘色:1200攝氏度左右;金黃色:1300攝氏度左右;金白色:1400攝氏度左右;純白色:1500攝氏度左右;白藍色:1500攝氏度以上。
并將這個作為今后煉鐵廠員工的入門標準。
這些知識王初仁也懶得多解釋,全都推給了一本古籍上看到的。
明朝的煉鐵爐溫度最高只能達到1200到1300度之間,所以根本不能將熟鐵熔化為鐵水,煉鋼才會困難無比,只能通過百煉鋼或者蘇鋼法進行煉鋼。