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第69章 明朝工匠的鋼鐵五行理解

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(fā)家的基礎(chǔ),今后力挽狂瀾改變歷史的基礎(chǔ)。

水車開始正常運(yùn)轉(zhuǎn),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(shè)備進(jìn)行調(diào)試,包括進(jìn)料設(shè)備、鼓風(fēng)機(jī)、鐵水車及其軌道。這其中最為重要的當(dāng)屬鼓風(fēng)設(shè)備了,風(fēng)力達(dá)不到,高爐溫度就無法達(dá)到將鐵熔化為鐵水。

此時(shí)鼓風(fēng)機(jī)的安裝工作也即將完成,工匠正在將鐵匠鋪打造的鼓風(fēng)機(jī)葉片安裝在鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)。

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(fēng)機(jī)飛輪的負(fù)載。

蘭州大水車巨大的輪子以一分鐘三圈的速度緩慢轉(zhuǎn)動著,帶動著輪上的同軸傳動軸一起轉(zhuǎn)動,同軸傳動軸上的巨大的飛輪也以一分鐘五圈的速度轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動,并通過皮帶帶動小飛輪丙以1125圈每分鐘的速度快速轉(zhuǎn)動,小飛輪丙通過皮帶連接帶動鼓風(fēng)機(jī)以每分鐘1125圈的速度快速轉(zhuǎn)動,當(dāng)動力傳動到鼓風(fēng)機(jī)時(shí),鼓風(fēng)機(jī)快速轉(zhuǎn)了起來,并發(fā)出“嗡嗡嗡”的響聲。

鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)力通過管道進(jìn)入蓄熱室,再進(jìn)入高爐。

工業(yè)處處長李大牛大聲喊道:“大人,風(fēng)嘴出風(fēng)了,這個(gè)風(fēng)真大啊,到時(shí)候肯定會將爐子燒得旺旺的”。

但是當(dāng)王初仁觀察到高爐出風(fēng)口的風(fēng)力之后,搖了搖頭說道:“風(fēng)力還是不夠”。

工業(yè)處副處長劉金錘聽后大為不解道:“大人,這個(gè)風(fēng)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(gè)風(fēng)力已經(jīng)是綽綽有余,但是我的這個(gè)煉鐵方法風(fēng)力至少還需要增強(qiáng)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(shí)王初仁也在冥思苦想,奈何自己在后世接觸的都是現(xiàn)代化的煉鋼設(shè)備,對于這種原始的設(shè)備只是在了解煉鋼發(fā)展史上了解過,就當(dāng)王初仁在腦袋中的資料中尋找時(shí),工業(yè)處處長李大牛道:“大人,能不能在鼓風(fēng)機(jī)前面再加一個(gè)鼓風(fēng)設(shè)備,對冷風(fēng)進(jìn)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(jìn)行初次加熱,為什么鼓風(fēng)不能進(jìn)行初次加速呢?

果然,三個(gè)臭皮匠,頂個(gè)諸葛亮啊!

王初仁馬上利用多余的材料和工件組織工匠現(xiàn)場趕制了一套鼓風(fēng)設(shè)備,經(jīng)過大半天的忙活,初次加速設(shè)備安裝完畢。

由于是初次加速,這套設(shè)備的大小飛輪比例沒有前一套設(shè)備大,經(jīng)過兩次變速,鼓風(fēng)機(jī)速度能夠達(dá)到每分鐘500圈左右。

鼓風(fēng)設(shè)備進(jìn)行第二次測試,將水車傳動軸與大飛輪甲連接后,經(jīng)過變速,兩臺鼓風(fēng)機(jī)“嗡嗡嗡”的轉(zhuǎn)了起來,冷風(fēng)經(jīng)過第一臺鼓風(fēng)機(jī)之后,風(fēng)速變得快了起來,有了初速的風(fēng)進(jìn)入第二臺鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行二次加速,經(jīng)過二次加速的鼓風(fēng)機(jī)通過管道、高爐風(fēng)嘴進(jìn)入高爐爐缸上方。

聽到風(fēng)嘴口發(fā)出呼呼的聲音,并用手去風(fēng)口感受了一下,又將風(fēng)口接上管子通入水中,產(chǎn)生了4-5米的水柱,王初仁估摸著風(fēng)速應(yīng)該達(dá)標(biāo)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(yùn)抵加料設(shè)備旁,加料工已經(jīng)在加料口平臺待令。

當(dāng)王初仁看到運(yùn)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(yè)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(dāng)做農(nóng)具都不行”。

王初仁聽后暗道:“古代中國的煤炭雜質(zhì)多,特別是硫等雜質(zhì),在煉鐵過程中硫等雜質(zhì)進(jìn)入鐵中,硫?qū)τ阼F又是有害雜質(zhì),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(zhì)量”。

讓王初仁苦惱的是,怎么讓這些工匠理解呢!

鐵和鋼的區(qū)別其實(shí)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(jù)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(gè)原理,只知道用木炭煉鐵會使鐵的質(zhì)量變好。

王初仁對此頗為好奇,想知道這個(gè)時(shí)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(shí)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(gè)高爐看做一個(gè)整體,高爐和鐵礦石屬土,土生金就是鐵,木炭屬木,木生火、風(fēng)助火勢,從而達(dá)到了平衡”。李大牛娓娓道來。

王初仁道:“你這五行還差了一個(gè)水呢”!

李大牛道:“產(chǎn)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(rèn)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(shí)加入了大量的鐵礦石和木炭,導(dǎo)致土和木過多,所以煉出來的鐵土和木過多,需要經(jīng)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(shí)煤炭也屬于木,煤炭是億萬年前各種植物堆積經(jīng)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(zhuǎn)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(jīng)過焦炭窯用火進(jìn)行精煉除去里面的的土質(zhì)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(jīng)過焦炭窯的精煉,木屬性特別純,產(chǎn)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(xiàn)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(guān)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(lán)色:1500攝氏度以上。

并將這個(gè)作為今后煉鐵廠員工的入門標(biāo)準(zhǔn)。

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(dá)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(jìn)行煉鋼。

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