今天查了大量的鋼鐵工業生產,唉,這一章不容易啊!
對於朱常浩來說,有了這些機牀,對於他們漢中來說,還需要進行消化,一點一點地完善,逐漸建立起來一個完整了漢中地區性的工業體系。
現在一下子造不出來蒸汽機,朱常浩也理解,畢竟每次所謂生產力的轉變,都是軍事或者而經濟的需要。現在漢中要建造屬於自己的鋼鐵作坊,那就必須摒棄過去的生產模式。
首先就應該有原材料的供應,在這漢中這裡,鐵礦山也是有的,不過,出礦量不大,但滿足二十萬人的軍械裝備還是可以的。
在朱常浩心裡,礦山還是建在鍊鋼廠旁邊,不然,就靠大明現在的運輸能力,估計所有的精力都花在運輸上了。
按照這鋼鐵冶煉的流程,可以說,這製造上,可以用鍊鐵,鍊鋼,連鑄,軋鋼等。
這裡面大件東西都是連鑄打造的,連鑄出來的東西就是一些坯鋼,有小方坯,大方坯,還有板坯等。
接下來就通過軋鋼,將這些東西製作成軋製成型鋼,棒線材,熱軋板,卷軋製,冷軋,焊管,無縫鋼管軋製。
最後就是定型出來的東西,有鋼軌,鋼棒,鋼絲,鋼板,鋼皮,含有鑄鋼件等。
朱常浩記得自己在二十一世紀的時候,也到鋼鐵廠參觀過,由於要寫參觀記錄,他還對鋼鐵生產流程和高爐鍊鋼進行過拍照,問題是,就大明現在生產水平,這高爐是搭建不起來的。
不過,搭建一個深九尺,爐口爲四尺五,爐腹低爲六尺的高爐還是可以的。
爲了安全,外面的包磚至少要有六尺厚,裡面還要在用火泥對爐膛進行包裹,這是土法冶煉,但朱常浩對其進行了創新,冶煉機制和模式都是二十一世紀的。朱常浩就不相信,二十一世紀,已經通過實踐檢驗過的高爐鍊鋼機制,難道就比不過它葡萄牙,佛郎機,英吉利人鋼材。
再說,現在英吉利人的工業革命還沒有開始,珍尼紡紗機也沒有出現,能夠工作的蒸汽機已經出現,這種蒸汽機的作用只有一個,那就是從礦井裡面抽水。
這種蒸汽機將蒸汽引入氣缸後閥門被關閉,然後冷水被撒入汽缸,蒸汽凝結時造成真空。活塞另一面的空氣壓力推動活塞。在礦井中聯結一根深入豎井的杆來驅動一個泵。蒸汽機活塞的運動通過這根杆傳到泵的活塞來將水抽到井外。
朱常浩覺得,這種蒸汽機自己可以製造出來的,以後,鍊鋼過程中,要冷軋鋼的時候,給鋼材退火,直接就可以用蒸汽機了。
思考完這些以後,朱常浩也就待在軍器監裡面,把大匠的三角木尺拿來,從火藥生產車間拿了幾根削好的碳條,開始要畫這種鍊鐵爐架構圖。
於是,大明朝的第一幅立體三維繪圖就出現了。
朱常浩通過尺規作圖,設計高爐兩側除了進料口以外,還有兩個小孔,這是排氣孔和水氣孔。
這個進料孔運進去的是鐵礦石,焦炭,還有石灰石等
。
爐腹的位置,就是生成生鐵和爐渣。
而爐底,在兩邊相對的方向,分別開一個二尺見方的孔洞,孔洞上邊是進風口。
這兩個孔洞,一個是出鐵口,一個是出渣口。
按照鐵水和爐渣的密度不同,上邊位置的就是出渣,下面就是鐵水。
由於鐵水裡面,有石灰石的存在,裡面的一些不易融化的硅類物質就會附着在石灰石上,然後通過輸送進大量的空氣,空氣裡面的氧氣會將這些硅類物質氧化,從而製造出鋼和熟鐵。
而焦炭的作用,就是拖過碳的不完全燃燒,產生一氧化碳,這種一氧化碳可以對生鐵裡面的硫,氧化物進行置換。
因此,這個鍊鐵,就必須要對焦炭,石灰石的投放,把握好時間。
冶鐵爐很快就畫好了,接下來就是對鐵水的運輸和轉爐。
由於有大量的焦炭在不完全燃燒的情況下,一氧化碳會燃燒不乾淨,這樣,他就會排泄出來。
朱常浩打算,將這排泄出來的一氧化碳,通過細鋼管導流出來,自己當做煤氣使用。
爐渣不是有石灰石嗎?朱常浩決定,用爐渣來製作水泥。
這樣,初步的一個工業體系就形成了,以鋼鐵生產,軍械製作,水泥製造的重工業模式不就搞定了,然後在重工業的作用下,促進大明國內輕工業的發展,什麼紡織業,麪粉業,還有木材加工等等。
還有火柴,玻璃製品,以後從安南那裡橡膠林,割來的橡膠就可以製作輪胎了,還有可以從焦炭裡面製作塑料什麼的,唉,這些對朱常浩來說,還是有些太遙遠。
現在只要把這個高爐給完成了,那就很不錯了。
說幹就幹,況且,這漢江邊的粘土也不少,剛好用它來製作火泥。
軍器監裡,也有兩個匠工,以前是漢中勉縣青羊驛鎮龍溝鐵礦的,後來,由於當地官府的鹽鐵專賣,這個鐵礦被內務府給管轄了。
朱常浩立即讓這個高爐圖給兩人講了,兩人完全聽懂後,也不感到詫異,畢竟王爺的這幅圖,也就一般,只不過在上面加了個排氣孔,下面就是一些爐渣,生鐵,進氣孔的堆砌而已。
圖是沒問題,但其中的一人看了一會兒,就對朱常浩說道,“王爺,小的斗膽,這進氣孔這樣大,恐怕我們的風箱不好做,而且,風力估計太小,煉出來的鐵也就是渣鐵啊,再說,這爐口四尺五的直徑,有些太大,我們進料有些吃力啊,會耽誤王爺的大事啊。”
“呵呵,你說的不錯,不過,你就按照本王畫的進行磚砌就行了,關於進料,鼓風,本王自有妙計。你叫啥名字?”
“小的叫劉二蛋,勉縣青羊驛人。”
“那好,劉二蛋,這冶鐵爐你給本王砌在那個地方。”
劉二蛋一看,這個地方,離漢江水位好高啊,有三丈多高,而且江邊的水流湍急,但王爺要求建在這裡,劉二蛋也只好應了。
孫元化看見王爺這樣做,也看了一下爐子圖,心裡明白,王爺將爐子建在這水利湍急的地方,不會是要利用水力鼓風吧?
其實,對於鍊鐵,孫元化也很熟練,畢竟製造火炮的人,對各類金屬都要有所瞭解。
這冶鐵,他是很熟悉的。因爲大明的《夢語錄》裡面有記載:遵化鐵冶“鐵爐深一丈二尺,廣前二尺五寸,後二尺七寸,左右各一尺六寸,前闢數丈爲出鐵之所,俱石砌,以簡千石爲門,牛頭石爲心,黑沙爲本,石子爲佐,時時施下,用炭火,置二鞴扇之,得鐵日可四次。妙在石子產於水門口,色間紅白,略似桃花,大者如斛,小者如拳,搗而碎之,以投於炎,則化而爲水。石心若燥,沙不能下,以此投之,則其沙始銷成鐵。”
因此,朱常浩畫的這幅鍊鐵爐圖,其實也比遵化的還矮三尺。
關於鼓風問題,其實是由於劉二蛋少見多怪,那個勉縣的青羊驛,是有鐵礦石不假,但大明在這裡的冶鐵鍊鋼技術落後,鼓風是人工,也就不見多怪了。
在工部的《拾遺志》裡面,有這樣的記載,鍊鐵所用鼓風器多爲雙動作的活塞式木風箱。由於箱體結構和活門的巧妙設置,使得正、逆行程都能送風,爲煉爐提供連續風流。
四人拉拽的大型木風箱,風壓可達三百毫米汞柱,在當時世界上是一種先進的鼓風設備。
有些鐵場還使用了機車,如屈大均《廣東新語》記載,廣州鐵場裝填礦料“率以機車從山上飛擲以入爐”,節省了勞力,提高了工效。
送料口也有機械了,廣東佛山哪裡,自古以來就是鐵器生產基地。
再說,焦炭至遲於明代已用於鍊鐵。方以智《物理小識》說:“煤則各處產之,奧者燒焙而閉之成石,再鑿而入爐曰礁,可五日不絕滅,煎礦煮石,殊爲省力。”
李詡《戒庵老人漫筆》說北京地區“煉焦炭,備冶鑄之用”。按木炭所含灰分只百中取一或二,磷分千中取一,硫甚少,可不計,並且氣孔度大,料柱透氣性好,利於熔鍊操作。但由於其強度低,爐高不能超高十米,限制了高爐的發展。
煤的雜質多,鍊鐵時須加大造渣量,兼以熱穩定性差,易使爐況不順,所得生鐵含硫量高,質較次。焦炭在製備時經過蒸餾,除去大部分揮發物,強度大,發熱量高,爲豎爐鍊鐵的理想燃料。英國於公元一七零九年由阿拉伯罕·達比創用焦炭鍊鐵,其後豎爐高度迅速超過十米以上。所以,明代發明煉焦並用於鍊鐵生產,是有重要意義的。
朱常浩不知道孫元化在想什麼,可是看到這廝胸有成竹的樣子,就覺得這堆砌鍊鐵爐的事情,成了。
當下,看到已經到飯點了,還有自己的大舅哥明日要走,那自己應該回去安頓安頓,然後陪他乘船東下,到白河巡檢司哪裡,還需安頓一下。
乘船上岸,剛到岸邊,一份文書就來了,朱常浩一看,《白虎軍編制名冊》,再一看人數,有八千三百二十六人。心裡頓時明白,看來這盧象升是把這支陸師建立起來了。
(本章完)