妙筆閣 > 我的科學時代 > 第三百二十五章 正兒八經的鋼!
  火紅色高溫鐵水接觸廢鋼,似如海浪般翻涌飛濺,劇烈沸騰,待在爐前安全區域之外的工人們只覺一股滾滾熱意撲面而來,籠罩全身。

  這是鋼鐵的熾熱。

  根據地所用廢鋼絕大多數來自收購,以太行實業公司的名義,通過高價方式收購廢鋼,在陜西和山西建立了一條類似后世廢舊金屬回收產業鏈,無論是根據地百姓,亦或者根據地之外的商人和百姓,非常樂意把得來的各種廢鋼賣給太行實業公司。

  至于這些廢鋼怎么來的……

  英雄不問出處,廢鋼不問來路。

  憑借太行實業公司建立的這條廢鋼收購產業鏈,根據地電爐鋼廠才有源源不斷的廢鋼供應,當前試驗爐廢鋼供應亦然。

  當然,只要首次冶煉試驗成功,便可建立起一條鋼錠供應正循環體系,擺脫廢鋼供應完全依賴于外界收購的處境。

  “停止注入鐵水,加入主渣料和混合熔劑。”待轉爐內的鐵水高度達到限位值,裝入總量約占70%左右,佇立于主控室內時刻觀察的余華,立即給出新的指令。

  收到指令的起重工孫鴻,停止傾倒鐵水,將盛鐵桶放在限定區域,而后吊運裝有造渣料和混合溶劑的漏斗,來到轉爐上方,打開底部漏斗,加入渣料。

  主渣料為石灰石,混合溶劑則是生白云石和螢石。

  前者用于脫磷和脫硫,乃是轉爐煉鋼法主造渣劑,缺陷在于容易出現熔解緩慢的情況,后者類似催化劑,加速石灰熔解成渣,并降低鋼水噴濺,兩者缺一不可。

  鋼水噴濺可不是開玩笑的,稍不注意,就有可能引起致命的生產事故。

  三種輔助冶金材料,經過冶金學界無數科學家一次又一次次試驗,耗費無數資金和心血,甚至血的代價才最終得來。

  伴隨著三種造渣原料添加進轉爐,爐體內部頓時發生變化,石灰石在高溫和助熔劑作用之下,與鐵水混合,不斷吸收其中的硫磷元素。

  整個鋼鐵冶煉過程之中,硅和碳屬放熱元素,錳屬于有益元素性質,即可在鋼水之中降低其含量,亦可增加錳冶煉高錳鋼,磷硫屬于有害元素性質,必須盡可能去除或降低其成分含量。

  磷的主要害處在于降低鋼的塑性和韌性,使之出現冷脆性,而硫的主要害處在于使鋼熱脆性變大。

  “爐體回轉垂直,空分機供應氧氣,氧槍高槍位。”余華見狀,轉頭向主控室的兩名操作員命令道。

  主控室設立兩個操控臺,一個負責轉爐,一個負責氧槍,整座試驗爐擁有正式操作資格的人員,包含余華在內總共三人。

  一般而言,氧槍噴頭與轉爐液態熔池表面之間的高度分為高中低三處,吹煉效果不同,高槍位化渣,中槍位降低噴濺,快速脫碳,低槍位化二渣,按照造渣方法不同制定槍位配置。

  造渣分為單渣法和雙渣法,單渣法通常在冶煉過程中只造一次渣,槍位選擇高+中結合。

  雙渣法顧名思義,在冶煉過程中造兩次渣,槍位先用高+中,再用低+中,冶煉過程復雜,通常用于硅鋼和炮鋼的冶煉。

  首次冶煉試驗選擇的是單渣法,暫時不上雙渣。

  得到余華的命令,經過重重選拔和嚴格培訓的年輕轉爐操作員點了點頭,面容嚴肅,雙手緊握操縱桿,緩緩前推,以每秒兩度左右的轉動速度,使得轉爐回歸九十度垂直角。

  “嗡!”與此同時,處于最低功率怠速狀態的空氣分離設備,逐漸提升到最高功率,滿負荷運轉,向試驗爐全力供應純氧。

  這邊,隨著轉爐垂直正對上方的氧槍,年輕操作員控制氧槍上升處于最高槍位,三孔噴頭瞄準一片火紅的轉爐內部,待氣壓表顯示的工作氧壓達到8個標準大氣壓,隨即按下供氧按鈕。

  頃刻間,一道尖銳而高頻的聲響,頓時響徹廠房,進入所有人耳畔。

  高壓純氧于金屬管道內高速向前運動,頃刻間達到音速,跨越短短數米距離來到拉瓦爾噴管結構的噴頭部位,由于氣流截面積陡然增加,純氧運動速度和壓力激增,瞬間提升一個數量級,從幾百米每秒來到數公里每秒。

  前進,沖擊!

  三股氧氣流似如長劍般直刺轉爐,吹拂于鐵水表面,純氧與高溫鐵水產生最劇烈和最直接的氧化反應,鐵水溫度迅速暴增。

  氧氣轉爐煉鋼法的主熱源,基本來自于入爐鐵水的物理熱與化學熱,溫度約一千三百攝氏度左右,配合高純度氧氣吹煉產生的氧化左右,最終溫度能夠達到一千七百攝氏度左右,無須補給額外熱量,如此方可節約能源。

  比起當前世界工業國主流的平爐煉鋼,氧吹爐煉鋼工藝技術領先的地方絕不僅僅只是產量。

  試驗爐內,正值吹煉初期的鐵水化學成分不斷變化,硅和氧氣生成二氧化硅,向外釋放高額化學熱,鐵水之中硅含量以肉眼可見的速度降低,隨后,石灰石與助熔劑等渣料加速熔解化渣,于鐵水表面形成一層薄薄的高堿性爐渣。

  有了這層爐渣開始,鐵水內部雜質元素似如找到家般,迅速靠攏凝聚,爐渣厚度增加。

  時間慢慢推移,兩分鐘過后,伴隨著鐵水之中的硅降低到最低程度,錳和磷相繼進入高溫氧化放熱階段,使得鐵水溫度進一步升高,使得熔池溫度控制在1550攝氏度左右。

  到了這一步,整個吹煉過程已經來到中期階段。

  現在,鐵水之中的硅、錳、磷和硫等雜質元素,已經在高溫和渣料、助熔劑作用之下,統統轉化為高品質爐渣。

  爐渣的好壞,可以客觀反映鋼水質量和潔凈度,從某種意義上講,煉鋼就是連渣。

  “下降到中槍位,冷循環功率達到最高,對鐵水進行快速脫碳。”

  主控室內,余華抬起右手,看著手表顯示的時間,已經過去十分鐘,隨即向氧槍操作員給出指令。

  按照余華構建的試驗爐鋼水冶煉動態數學模型,經過十分鐘吹煉的鐵水,內部化學雜質已經轉換為爐渣,現在要做的就是把鐵水轉變成鋼水!

  鐵變鋼,核心在于碳含量。

  碳含量低于%的鋼叫做低碳鋼,力學性能較低,一般稱之為‘軟鋼’。

  碳含量在%—%區間的叫做中碳鋼,具有良好的力學性能和化學性能,主要應用于各種機械零件,軍工領域生產所需的槍管鋼,炮鋼,裝甲鋼等等特種鋼材,皆是基于中碳鋼框架延伸改進,添加各種改善材料力學性能的有益元素,例如錳、鎳、鎢、鉻、鉬、釩等,成為人們常說的合金鋼和結構鋼。

  另外,素有鋼鐵貴族之稱的硅鋼,同屬于中碳鋼框架。

  含碳量在0.6%—1.7%區間的叫做高碳鋼,業內常稱之為工具鋼,具有極佳的力學性能和化學性能,但韌性和塑性較低,通常用作金屬切削工具,例如車刀、銑刀、鉸刀、鏜刀等等刀具。

  當然,與中碳鋼一樣,添加各種有益元素可以使其成為高碳合金鋼,例如高碳鎢鋼,高碳錳鋼等等。

  而首次冶煉試驗選擇的目標,便是應用最廣泛的中碳鋼。

  “是!”

  年輕氧槍操作員立即點頭,操控氧槍噴頭下降高度,由于缺乏爐內實時觀察設備,氧槍噴頭的具體位置,僅能通過操控臺的下降速率人為估算,基本以感覺就可以的感覺作為判斷標準。

  很不正規,但勝在實用。

  畢竟羅馬不是一天建成的,這些鋼鐵廠配套設施和儀器,得一步一步發展才能擁有,一步登天無異于癡人說夢。

  事實上,除了氧槍噴頭高度不能精確控制之外,還有鋼水成分和碳含量無法動態精確測量等等問題存在,動態精確測量可以隨時隨地掌握鋼水的成分和碳含量,某種元素少了,那就添加,某種元素多了,那就降低,如此達到冶煉專屬鋼種的目標。

  然而,試驗爐還不具備這個條件,首次冶煉試驗完全依賴于余華構建的鋼水冶煉數學模型計算數據,如果數學模型和現實之間差距甚遠,那便意味著試驗失敗。

  這邊,氧槍操作員心中計算下降速率,感覺噴頭差不多下降到中槍位高度,隨即按下暫停開關。

  轉爐上方,與中槍位誤差約五厘米的氧槍噴頭,持續噴出高超音速狀態的純氧,以更高的沖擊力沖擊熔池鐵水,使之翻滾攪拌,進入快速脫碳階段。

  熔池鐵水在純氧沖擊下沿順時針快速運動翻涌,內部碳元素不斷生成一氧化碳和二氧化碳,一股股棕色有害煙霧冒出,沿著排氣管道而行,通過煙囪向外排出。

  塞上明珠榆林,第一次有了重工業的味道。

  這是污染,亦是……

  希望!

  ……

  五分鐘過后,處于快速脫碳階段的熔池內,溫度來到1600攝氏度,鐵水含碳量持續下降,最終突破2%關鍵節點。

  現在,鐵水轉變為鋼水。

  但還不夠!

  余華面色平靜,雙眼注視轉爐,腦海思維計算機啟動,調用70%以上的計算資源,持續推演鋼水冶煉數學模型,引入所有變量因素和相關數據,實現最大限度模擬現實轉爐內部反應。

  1.5%碳含量,高碳鋼區間。

  1.3%碳含量,高碳鋼區間。

  0.8%碳含量,高碳鋼區間。

  %碳含量,進入中碳鋼。

  “停止供氧!”腦海之中鋼水碳含量達到%,轉瞬,右手高高舉起的余華,猛地放下,向氧槍操作員給出指令。

  早已準備就緒的氧槍操作員,毫不猶豫按下開關,關閉供氧。

  “嗡!”氧槍供氧時極具穿透力的尖銳轟鳴聲消失,廠房內忽然間陷入短暫的安靜,唯有轉爐內鋼水翻滾和空氣分離機運轉聲。

  待在四周的工人和戰士們經過短暫愣神,立馬反應過來,明白發生了什么,面露激動之色,全部嚴陣以待。

  最重要的時刻來了!

  “爐體傾轉,擋渣球準備,出鋼水。”余華沒有耽擱,抬手看了看時間,向轉爐操作員和各個生產小組下達新的命令。

  鋼水冶煉數學模型的碳含量數據最終定格于%,力學性能和化學性能優于電爐鋼廠所煉電爐鋼20%以上,完全可以滿足單杠柴油機活塞、曲軸、齒輪和低膛壓迫擊炮管需求。

  當然,這是模擬計算結果,實際誤差值究竟是多少并不清楚,余華希望誤差值能在1%以下。

  總冶煉耗時33分鐘,現在,出鋼水,澆鑄原形鋼錠。

  楊志和一眾紅軍戰士們凝望試驗爐,俗稱‘鋼包’的盛鋼桶來到出鋼水口,內部裝有脫氧劑,與此同時,轉爐操作員控制爐體傾轉角度,擋渣球裝置進入準備狀態。

  擋渣球裝置,主要防止鋼渣與鋼水大量混合,由七十年代日本冶金界設計,結構上就是一顆由白云石和鐵芯構成的球體,技術含量一般,設計極為精妙,余華毫不客氣把這個精妙設計用了起來。

  此時此刻,所有人屏氣斂息,連大氣都不敢喘。

  出鋼口金屬擋板打開,一團紅色火焰似如爆炸般轟然冒出,向上翻騰,聲勢浩大,還未等眾人反應過來,短短一秒過后,熾熱且滾燙的鋼水沿著溝槽快速流淌,進入位于正下方的鋼包之內。

  “出來了,鋼水出來了!”看著這一幕,最近距離的工人和戰士熱淚盈眶,情不自禁發自源于內心最深處的呼喚。

  鋼水,象征著未來的鋼水,歷史性的時刻悄然誕生。

  看著源源不斷流淌而出的鋼水,在場每一個人似如著了魔般,全都陷入癡迷狀態,一股莫名之感自靈魂深處涌動,傳遍全身,呈明黃色極度耀眼的鋼水遠遠比任何絕世美女更具吸引力。

  它是如此的澎湃有力,它是如此的明媚動人……

  鋼水出爐的消息一經傳出,如同重磅炸彈般席卷三岔灣所有人,整個三岔灣瞬間沸騰起來,無數軍工局工人和紅一師戰士們激動萬分,以各自的方式慶祝此刻。

  1937年8月3日上午10:20分,世界上由氧氣頂吹轉爐冶煉的第一爐鋼水誕生,地點——中華陜北榆林三岔灣。

  “加入擋渣球,準備好圓錠模具。”余華面色沉穩且冷靜,并不在意周圍工人戰士們的情緒,透過爐口看著爐內熔池已經減少四分之三,繼續說道。

  鋼水出爐值得慶祝,但誰都可以慶祝,唯獨他不能。

  首次冶煉試驗,還沒有結束。

  總調度員點頭,迅速揮舞旗幟,向擋渣球生產組和鋼水澆鑄生產組傳達各自的指令。

  很快,直徑8厘米的擋渣球放入轉爐出鋼口位置上方,抵擋周圍爐渣,與此同時,處于待命狀態的鋼水澆注生產組立即忙碌起來,檢查圓形鋼錠模具有無問題。

  圓形鋼錠模具內徑80毫米,長度2.4米,總共九十套,采用并聯方式連接提高澆注效率,這些圓錠澆注完成將會送往柳樹溝工業區,進行回火鍛壓和軋制,轉變為無縫鋼管,經過一系列處理成為合格的標準迫擊炮管胚料。

  數分鐘過后,鋼水倒完,裝著兩噸明黃色鋼水的鋼包由十噸級行車緩緩吊起,離開轉爐,來到澆注區上空。

  起重組和澆注組不斷溝通聯系,鋼包逐漸下降高度,來到澆注口上方,角度傾斜,水口對準位置,轉瞬,溫度高達一千五百攝氏度的鋼水頓時流出,沿著澆注口進入一個個圓錠模具之內。

  兩噸鋼水澆注完畢,場面壯觀至極,九十套圓錠模具燃起滾滾烈焰,內部鋼水進入冷卻階段。

  “余副組長,我們接下來要做什么?”見到下方澆注區的場景,同樣待在主控室內的楊志,出聲好奇道。

  余華聞言,笑著回應道:“等真正的試驗檢測結果,煉出了鋼,那么首次冶煉試驗通過,進行二十四小時試生產,如果煉的是鐵,那就宣告失敗,找出問題修改。”

  盡管余華非常清楚煉出的是鋼,但在沒有正式試驗檢測結果出爐之前,他必須持以最基本的嚴謹。

  “原來如此,那我們煉出的肯定是鋼。”楊志聞言,點了點頭,一雙目光凝望著澆注區九十套圓錠模具,輕聲呢喃,心中充滿期望。

  按照每套模具二米四長度計算,一根圓形鋼錠能造出四根迫擊炮管,這里的圓錠理論上能造出三百六十根炮管。

  三百六十根炮管,從某種意義上講,這就是三百六十門迫擊炮!

  廠房內經過第一爐鋼水流出的喜悅之后,再次陷入滿是期待的等待之中,所有人目光聚集于正在冷卻的圓錠模具之上,明白這些成品質量最終決定首次冶煉試驗是否成功。

  是鋼?

  還是鐵?

  圓錠模具內鋼水冷卻結晶,逐漸形成晶粒,幾個小時過后,脫模的時間到了,隨著第一套圓錠模具打開,呈火紅色的圓錠映入眾人眼簾,負責最終試驗結果檢測的兩名工人掄著大錘上前,對著火紅圓錠展開最簡單的質量檢測。

  這個年代檢測是鋼還是鐵,最簡單的辦法就是——砸!

  生鐵會崩碎,鋼鐵會變形。

  “咚咚咚!”大錘狠狠砸在圓錠表面,沉悶而有力的聲音傳出,火紅色圓錠表面微微變形,呈不規則形態的氧化鐵散落,圓錠本體沒有出現任何崩碎現象。

  一錘不足以蓋棺定論,兩名工人在大家注視之下賣力掄著大錘,一次次錘擊圓錠。

  看著圓錠遭受錘擊的表面,圍在四周的戰士們和工人們盡量保持沉默和紀律,可沒過多久,他們再也忍不住心中的情緒。

  這是鋼!

  正兒八經的鋼!

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