高爐鍊鋼,其實遠沒有人們相像的那麼的困難,焦炭,耐火材料,添加劑,這些問題,實際上,已經在大名鐵匠作坊解決,現在要做的,只是設計高爐的形狀,耐火材料鋪設的方式,還有大量液態的鋼水的排放和熔鑄的問題。
在不考慮到成本的前提下,只是根據趙信提供的模糊形狀,就能夠得到的最終的成果。
趙信不着急,鍊鋼很重要,可是有大名鐵匠作坊的存在,在一個相當長的時期,不必考慮大量鍊鋼的問題,在房地產,公路,還有其他一些工業化鋼鐵需求沒有旺盛的時候,一個年產180萬噸的鍊鋼廠,足以支撐北宋的使用。
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那麼,他有的是時間,慢慢的嘗試。
實驗室之中,對於一些模型之類的,進行了最少100次的嘗試,科學的試驗方法,縮小的比例,加上充足的人手和資金,實際上,對於鍊鋼爐的建設,已經有了一些積累,只不過,因爲趙信的阻攔,沒有在大名府實施而已。
現在,到了自己的地盤,有20平方公里的龐大地盤,還有一些基礎的工廠。
磚廠早已經投產3個月以上了,現在非常的平穩,定海軍無數的房舍,就是在磚廠和水泥廠的支持之下,慢慢的生產的,目前,大概有3萬多間成品,30萬間在建,而接下來,這個建設速度會加快。
以7層爲主體的樓房,設計圖已經被趙信拿出來了的,而小規模的鐵匠作坊,也在做最初的鋼筋,使用鋼筋混凝土結構的現澆樓板,創造性的使用鋼筋結合的方法,把細長的鋼管,如同編制一樣,組成一個個的結構,大量漁網,保護不再隨便的掉落,這些讓人聞所未聞的方法,卻保證了施工的安全。
解決了鐵的問題,實際上,做到這些很容易,無論時光昂管,還是連接鋼管鐵箍,這些都是技術含量非常低的,只要有大致形狀,就能夠打造出來。
第一座建築,就是未來定海候的府邸,說白了,就是處理日常事物的地方,定海軍未來的定位,是一個大規模的海港城市,以商貿,工業爲主,趙信也準備打造一個迥異於北宋的管理模式。
以後世的外向型,服務化爲主的管理模式,這就更加需要足夠的辦公場所和開放性。
大型的樓閣,以大廳和服務窗口爲主,趙信參考後世行政大廳的模樣開始準備,並且抽調了精兵強將,進行這麼一個7層的建築的修建,甚至爲了保險,連地基都打了5米以上。
樓房的開啓,可以擴大城市容量,百萬人口汴梁,在這個時代是何等的龐大,根本不可能達到一平方公里2萬以上的人口密度。
普通的主宅,哪怕是一戶人家,都可以擁有上百平方米,加上商業,宮中建設和皇宮這些地方,一平方公里能夠達到4000人,已經算是非常可怕的。
實際上,開封府的內城就差不多有60平方公里,加上外城超過300平方公里,這才能夠容納這麼多的人口。
定海軍跟汴梁不一樣,汴梁地勢平坦,可以開拓的地盤衆多,可是定海軍就這麼大,未來的大型工業,集約化的輕工業,機械生產,都需要佔據大量的土地,如果不合理的佈置,到時候,根本容納不了這麼多的。
人多力量大,更別說一些專業人員,第一棟大型建築開工,很是吸引了不少人,不過那些只是表面的熱鬧。
趙信把建設樓房的一些方法,告知了經驗豐富的泥瓦匠之後,就轉而投入到了冶鐵研究所這邊,這纔是關係到以後的重點。
大名鐵匠作坊,之所以有這麼大的產量,大部分的原因,實際上,還是人力,當集中了成千上萬的鐵匠的時候,哪怕一個鐵匠的生產能力不高,最終積累起來的數字也很大。
新中國,改革開放之後,初期的鋼鐵產量大幅度的增加,就是在原有冶煉廠的基礎上面,增加了產能,增加的投入,用量來取勝。
在同時代日本和美國分別達到500噸以上的人均產量的時候,當時的中國,卻只有33噸。
人均產能的落後,就代表着技術的落後,耗費的提升,爲了轉換這個,整整花費了30年,甚至到中國的鋼產量,已經是世界第一,超過世界產量的50%的時候,淘汰落後產能,增加先進產能,一直都是重點。
鍊鋼爐,就是走出來的第一步,而耐火材料,這種北宋從不曾接觸過的東西,也在磚廠生產出來了。
不是使用鋼鐵,而是耐火材料和外殼,逐步搭建起來的鍊鋼高爐,其中,整體的形象還有內部的佈置,已經通過小型模型,進行了一系列的研究,現在,按照設計出來的最終稿子,開始搭建,一個寄託着希望的高爐,在定海軍的一側豎起來了。
趙信跟牛大力,幾乎是每天都泡在這裡,牛大力在做最後的調整,而趙信則關注,這個看起來落後,不足5立方的鍊鋼爐,在大鍊鋼鐵的時代,都不是很先進的,更別說後世的,少於20立方的,大部分都是被裁撤的小高爐,可是在這個時代,卻是最爲先進。
搭建花費了半個月的時間,調整,又用去了一週,在牛大力再三的檢查,沒有問題之後,開始了第一次開爐。
第一次沒有直接的冶煉,只是簡單的燒一下,看熱量的使用,還有廢氣和鼓風的情況,因爲有金屬溫度計,可以檢測不同位置溫度,當所有的溫度,都達到了1500度左右的時候,纔算是這個鍊鋼爐的真正成功。
如此的調整,又用去了2天的時間,牛大力最終確認沒有問題之後,選擇了一個黃道吉日,開始了的冶煉。
早已經準備好的鐵礦石,早已經選好的配料,再加上擺放在固定位置的添加劑,這些都已經成功,一次性出8萬斤鐵或者鋼,這是之前,從來沒有人想過。
雖然,之前他的日產量,已經達到了3000斤左右,可是那是在大量的時間,還有周圍的配合之下,這個被趙信稱之爲小高爐東西,一次性就是8萬,最少相當於30多個鐵匠,一天的工作量,如此效率,必然會讓鋼鐵的生產插上翅膀。
因爲是實驗性的,又得到了上面的重視,所有的一切都是最好的,專門精挑細選出來的,品味較高的鐵礦石,熟悉的配方,精品的焦炭,再加上最少10位大匠的控制。
高爐,是看不到火的,溫度計的出現,方便了他們的控制,在評估內部所有的溫度指標之後,他們有了一個簡單操作規程,只要按照這個規程來做的話,一定會冶煉出來。
看了趙信一眼,本身,牛大力是想要趙信組織個儀式,開啓的鍊鋼爐,卻被趙信拒絕了,他來主持,當焦炭被一點點的引燃,從小火逐步的變成大火之後,內部的溫度開始逐步的上升。
先是最底部的溫度計開始變色,代表着溫度,達到並超過了800度,然後是上面,一層一層,熱量在鍊鋼爐之中流轉不惜,跟普通的鐵匠臺不一樣的是,鐵匠臺再怎麼的密封,也打不到鍊鋼高爐的這種程度,這一點,從溫度增加方面,就可以看出。
哪怕是一次性,完成8萬斤的鋼鐵冶煉,使用的焦炭之類的數量也相對較多,可是溫度上升的速度還是很快。
“吹風!”牛大力命令道。
底層溫度已經接近1000度左右了,可是上層,最上層還沒有達到800度,這是之前實驗的一個重點,如果不能達到差不多的溫度,就會讓冶煉的品質無法得到保證,之前大名鐵匠作坊的時候,就已經證明,當溫度不均衡,不但會產生浪費,還容易讓廢品率增加。
出色的鐵匠,會逐步翻炒,讓溫度適中,可是高爐不具備這個條件。
同時,一次習性40噸左右的重量,這個世界上,也沒有人能夠翻炒的動。
這個難題困擾了牛大力很久,一直到趙信的出現,趙信簡單的介紹了一些對流的理念,熱冷空氣之間,會產生對流,人爲的製造流動,讓內部的熱空氣動起來,保證每一個部分都均勻的受熱,這一點,注入一些的空氣是不錯的選擇。
這也是爲未來奠定基礎,作爲後世的鋼鐵大國,從最初普通冶煉,到後面氧氣吹頂,走過了幾十年的歷程,可是這個技術並不複雜,甚至在北宋的環境下,化學制造氧氣,也不算是特別難。
氧氣吹頂,也不需要精度更高的純氧,氧氣的濃度達到一定數量就可以了,提前進行吹風,現在吹的是空氣,未來就可以改變成氧氣,到時候,纔會讓效率明顯的增加。
固定的環境,跟對流的環境,空氣中,氧氣的含量不高,卻也從另外一個側面,增加了反應的速度,特別是先進催化劑的作用,整個鍊鋼高爐裡面的溫度,迅速的平衡,並且上升。
牛大力對於高爐是有一個預判的,可是真正在現實之中,高爐的效果,還是讓他吃了一驚,材料使用暫時看不到,可是效率上是提升了。
原來他估計,要煉製一爐鋼,起碼要3個時辰以上,現在,還不足1個半時辰,已經接近尾聲了,這倒是一個大好事,接下來的成與不成,就要看這一爐鋼的效果了,馬上就是火候完成,放出鋼水的時間了,他對於結果,充滿了期待。