第八章:钢珠(2/2)
对于炉头部位,内外温差大,又受到保护板的压力作用,要求具有良好的抗温度急变性能及较高的耐压强度。
蓄热室的隔墙承重,故使用强度高的硅砖。而格子砖的作用是蓄热,温度变化大,因此要求体积密度大,抗温度急变性能好,格子砖选用粘土砖。
所以,建造炼焦炉所需要的主要材料是“强度高的硅砖”和“黏土砖”。
朱一鸣不确定这两种砖现在有没有,合不合适,需要花时间调查一下,但是重新制造应该难度也不是很大。
用了一下午的时间设计完炼焦炉,朱一鸣凑活着吃了点晚饭,拒绝了户部的几位大臣的求见,又来到了工棚,他要趁热改造一下高炉。
为什么说是“改造”,因为现在的明朝已经大量使用高炉冶铁,并且设置了48个铁官,在全国各地都有分部,每个铁官都有一千多名工匠,六米多高的炉子随处可见。
现在的高炉和后世的高炉本质上没有区别,都是耐火砖搭建而且具有鼓风机(ps:明朝是气囊鼓风,现代是叶轮鼓风),都有两个以上的进风口,都有炉渣口和熟铁口。
但是效率上去讲,就是天差地别了,相对于后世上百米高,动辄年产量上百万吨级的炉子来说,它就是渣渣。
朱一鸣想重新建造一个高30米,直径10米,呈圆柱形上升,设计容量为30吨的高炉,具有十个进风口,自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。
生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦碳中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣,从渣口排出,产生的煤气从炉顶排出。
高炉冶炼的主要产品是生铁,还有副产高炉渣和高炉煤气。炉渣是优质水泥原料,而煤气可以点燃,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
高炉和炼焦炉的设计没有什么技术难度,花费了六个多小时的时间就完成了,但是却在水力鼓风机、水力碾碎机、水力筛分机等配套设备上遇到了大难题,朱一鸣想使用简易版的叶片鼓风机。
鼓风系统对于炼钢非常的重要,它由鼓风机、热风炉和冷、热风管等组成。鼓风通过冷风管进入热风炉预热,再经热风管送到高炉风口进入高炉。
它每小时输送的空气直接决定着炉内氧气的多少,也就决定着炉内的温度高低和一氧化碳还原剂的数量,所以越大的炉体,使用的鼓风机功率越大,数量越多。
一个现代的鼓风机是由壳体,叶片和动力装置组成,动力装置由水车提供,可以通过齿轮进行变速。壳体和叶片、齿轮可以使用熟铁进行铸造,毕竟现在的“失蜡铸造”技术已经很成熟,熟练操作的工匠们也很多。
失蜡铸造最早出现在春秋时期,用来铸造那些美轮美奂的青铜器。
它的工艺过程是:将蜡制成所要制作的型器样式,后将耐高温细泥浆淋至蜡型表面,并撒细纱在泥浆表层,反复多次,使之形成完整的型壳,干燥后加温使蜡质熔出,形成型腔,用以浇铸铜液(即:紫铜加铅、锌、锡等金属元素的溶液)。完成浇铸后,经去壳、打磨、做旧,一件精美绝伦的仿古青铜器就展现在您的面前。
它和制造铜币的泥范、石范、沙范不一样,可以极大的保证铸造的精度,甚至后世,飞机大梁、起落架,汽车和工程车辆的重型底盘,火箭上的很多精密部件都是使用“失蜡法”铸造出来的。
所以,以现在的技术铸造普通的机械配件应该没有问题。
而难住朱一鸣的,是轴承的问题,更准确的将,是轴承内的钢珠,以现在的水平,根本不可能生产的出来……