今天查了大量的钢铁工业生产,唉,这一章不容易啊!
对于朱常浩来说,有了这些机床,对于他们汉中来说,还需要进行消化,一点一点地完善,逐渐建立起来一个完整了汉中地区性的工业体系。
现在一下子造不出来蒸汽机,朱常浩也理解,毕竟每次所谓生产力的转变,都是军事或者而经济的需要。现在汉中要建造属于自己的钢铁作坊,那就必须摒弃过去的生产模式。
首先就应该有原材料的供应,在这汉中这里,铁矿山也是有的,不过,出矿量不大,但满足二十万人的军械装备还是可以的。
在朱常浩心里,矿山还是建在炼钢厂旁边,不然,就靠大明现在的运输能力,估计所有的精力都花在运输上了。
按照这钢铁冶炼的流程,可以说,这制造上,可以用炼铁,炼钢,连铸,轧钢等。
这里面大件东西都是连铸打造的,连铸出来的东西就是一些坯钢,有小方坯,大方坯,还有板坯等。
接下来就通过轧钢,将这些东西制作成轧制成型钢,棒线材,热轧板,卷轧制,冷轧,焊管,无缝钢管轧制。
最后就是定型出来的东西,有钢轨,钢棒,钢丝,钢板,钢皮,含有铸钢件等。
朱常浩记得自己在二十一世纪的时候,也到钢铁厂参观过,由于要写参观记录,他还对钢铁生产流程和高炉炼钢进行过拍照,问题是,就大明现在生产水平,这高炉是搭建不起来的。
不过,搭建一个深九尺,炉口为四尺五,炉腹低为六尺的高炉还是可以的。
为了安全,外面的包砖至少要有六尺厚,里面还要在用火泥对炉膛进行包裹,这是土法冶炼,但朱常浩对其进行了创新,冶炼机制和模式都是二十一世纪的。朱常浩就不相信,二十一世纪,已经通过实践检验过的高炉炼钢机制,难道就比不过它葡萄牙,佛郎机,英吉利人钢材。
再说,现在英吉利人的工业革命还没有开始,珍尼纺纱机也没有出现,能够工作的蒸汽机已经出现,这种蒸汽机的作用只有一个,那就是从矿井里面抽水。
这种蒸汽机将蒸汽引入气缸后阀门被关闭,然后冷水被撒入汽缸,蒸汽凝结时造成真空。活塞另一面的空气压力推动活塞。在矿井中联结一根深入竖井的杆来驱动一个泵。蒸汽机活塞的运动通过这根杆传到泵的活塞来将水抽到井外。
朱常浩觉得,这种蒸汽机自己可以制造出来的,以后,炼钢过程中,要冷轧钢的时候,给钢材退火,直接就可以用蒸汽机了。
思考完这些以后,朱常浩也就待在军器监里面,把大匠的三角木尺拿来,从火药生产车间拿了几根削好的碳条,开始要画这种炼铁炉架构图。
于是,大明朝的第一幅立体三维绘图就出现了。
朱常浩通过尺规作图,设计高炉两侧除了进料口以外,还有两个小孔,这是排气孔和水气孔。
这个进料孔运进去的是铁矿石,焦炭,还有石灰石等
。
炉腹的位置,就是生成生铁和炉渣。
而炉底,在两边相对的方向,分别开一个二尺见方的孔洞,孔洞上边是进风口。
这两个孔洞,一个是出铁口,一个是出渣口。
按照铁水和炉渣的密度不同,上边位置的就是出渣,下面就是铁水。
由于铁水里面,有石灰石的存在,里面的一些不易融化的硅类物质就会附着在石灰石上,然后通过输送进大量的空气,空气里面的氧气会将这些硅类物质氧化,从而制造出钢和熟铁。
而焦炭的作用,就是拖过碳的不完全燃烧,产生一氧化碳,这种一氧化碳可以对生铁里面的硫,氧化物进行置换。
因此,这个炼铁,就必须要对焦炭,石灰石的投放,把握好时间。
冶铁炉很快就画好了,接下来就是对铁水的运输和转炉。
由于有大量的焦炭在不完全燃烧的情况下,一氧化碳会燃烧不干净,这样,他就会排泄出来。
朱常浩打算,将这排泄出来的一氧化碳,通过细钢管导流出来,自己当做煤气使用。
炉渣不是有石灰石吗?朱常浩决定,用炉渣来制作水泥。
这样,初步的一个工业体系就形成了,以钢铁生产,军械制作,水泥制造的重工业模式不就搞定了,然后在重工业的作用下,促进大明国内轻工业的发展,什么纺织业,面粉业,还有木材加工等等。
还有火柴,玻璃制品,以后从安南那里橡胶林,割来的橡胶就可以制作轮胎了,还有可以从焦炭里面制作塑料什么的,唉,这些对朱常浩来说,还是有些太遥远。
现在只要把这个高炉给完成了,那就很不错了。
说干就干,况且,这汉江边的粘土也不少,刚好用它来制作火泥。
军器监里,也有两个匠工,以前是汉中勉县青羊驿镇龙沟铁矿的,后来,由于当地官府的盐铁专卖,这个铁矿被内务府给管辖了。
朱常浩立即让这个高炉图给两人讲了,两人完全听懂后,也不感到诧异,毕竟王爷的这幅图,也就一般,只不过在上面加了个排气孔,下面就是一些炉渣,生铁,进气孔的堆砌而已。
图是没问题,但其中的一人看了一会儿,就对朱常浩说道,“王爷,小的斗胆,这进气孔这样大,恐怕我们的风箱不好做,而且,风力估计太小,炼出来的铁也就是渣铁啊,再说,这炉口四尺五的直径,有些太大,我们进料有些吃力啊,会耽误王爷的大事啊。”
“呵呵,你说的不错,不过,你就按照本王画的进行砖砌就行了,关于进料,鼓风,本王自有妙计。你叫啥名字?”
“小的叫刘二蛋,勉县青羊驿人。”
“那好,刘二蛋,这冶铁炉你给本王砌在那个地方。”
刘二蛋一看,这个地方,离汉江水位好高啊,有三丈多高,而且江边的水流湍急,但王爷要求建在这里,刘二蛋也只好应了。
孙元化看见王爷这样做,也看了一下炉子图,心里明白,王爷将炉子建在这水利湍急的地方,不会是要利用水力鼓风吧?
其实,对于炼铁,孙元化也很熟练,毕竟制造火炮的人,对各类金属都要有所了解。
这冶铁,他是很熟悉的。因为大明的《梦语录》里面有记载:遵化铁冶“铁炉深一丈二尺,广前二尺五寸,后二尺七寸,左右各一尺六寸,前辟数丈为出铁之所,俱石砌,以简千石为门,牛头石为心,黑沙为本,石子为佐,时时施下,用炭火,置二鞴扇之,得铁日可四次。妙在石子产于水门口,色间红白,略似桃花,大者如斛,小者如拳,捣而碎之,以投于炎,则化而为水。石心若燥,沙不能下,以此投之,则其沙始销成铁。”
因此,朱常浩画的这幅炼铁炉图,其实也比遵化的还矮三尺。
关于鼓风问题,其实是由于刘二蛋少见多怪,那个勉县的青羊驿,是有铁矿石不假,但大明在这里的冶铁炼钢技术落后,鼓风是人工,也就不见多怪了。
在工部的《拾遗志》里面,有这样的记载,炼铁所用鼓风器多为双动作的活塞式木风箱。由于箱体结构和活门的巧妙设置,使得正、逆行程都能送风,为炼炉提供连续风流。
四人拉拽的大型木风箱,风压可达三百毫米汞柱,在当时世界上是一种先进的鼓风设备。
有些铁场还使用了机车,如屈大均《广东新语》记载,广州铁场装填矿料“率以机车从山上飞掷以入炉”,节省了劳力,提高了工效。
送料口也有机械了,广东佛山哪里,自古以来就是铁器生产基地。
再说,焦炭至迟于明代已用于炼铁。方以智《物理小识》说:“煤则各处产之,奥者烧焙而闭之成石,再凿而入炉曰礁,可五日不绝灭,煎矿煮石,殊为省力。”
李诩《戒庵老人漫笔》说北京地区“炼焦炭,备冶铸之用”。按木炭所含灰分只百中取一或二,磷分千中取一,硫甚少,可不计,并且气孔度大,料柱透气性好,利于熔炼操作。但由于其强度低,炉高不能超高十米,限制了高炉的发展。
煤的杂质多,炼铁时须加大造渣量,兼以热稳定性差,易使炉况不顺,所得生铁含硫量高,质较次。焦炭在制备时经过蒸馏,除去大部分挥发物,强度大,发热量高,为竖炉炼铁的理想燃料。英国于公元一七零九年由阿拉伯罕·达比创用焦炭炼铁,其后竖炉高度迅速超过十米以上。所以,明代发明炼焦并用于炼铁生产,是有重要意义的。
朱常浩不知道孙元化在想什么,可是看到这厮胸有成竹的样子,就觉得这堆砌炼铁炉的事情,成了。
当下,看到已经到饭点了,还有自己的大舅哥明日要走,那自己应该回去安顿安顿,然后陪他乘船东下,到白河巡检司哪里,还需安顿一下。
乘船上岸,刚到岸边,一份文书就来了,朱常浩一看,《白虎军编制名册》,再一看人数,有八千三百二十六人。心里顿时明白,看来这卢象升是把这支陆师建立起来了。
(本章完)