第26章 炼钢
敲定教育大纲后王玄就一直忙着筹建炼钢用的土高炉和炼焦炉。
这些原理他知道,也在网上见到过,但是要想建成并能成功应用就没多大底气了,毕竟知易行难,工业差距在那摆着呢尤其是材料工艺。
炼焦原理是煤在隔绝空气条件下加热到一千度左右,通过热分解和结焦来产生焦炭,所以炼焦要建土窑。
炼焦土窑有圆窑和长窑两种,而长窑因炉底高于地面,操作受地下水的影响较小,结焦时间较短,适用于多雨而煤结焦性略差的地区,比如吉祥领。
王玄的设计是让炭化室和燃烧室用分开,上部相通。炭化室发生的煤气转入燃烧室并从燃烧室上部引入空气使煤气燃烧,火焰由上“倒焰”而下,经炉底烟道排入烟囱。
这种炼焦炉不回收化学产品,加热用煤气量也不能调节,结焦末期煤气产量小供热不足。这也没办法,工业发展本就是环环相扣,一旦某方面有所突破将会产生连带效应,拉动整体工业水平的进步,第一个吃螃蟹者总归要冒些风险的。
出于保密及工厂本身污染的原因,炼钢厂设在城区南一千米处的留茵河西岸,在砖瓦厂南,它的下边便是水泥厂,挨得不远。水泥厂的下边就是板材厂,新建的伐木场并在了板材厂内,方便管理。由于炼焦也在厂内进行,所以整个钢铁厂比预计的大了不少。
炼钢土高炉外形被设计成如子弹一般,分为:炉底、缸、腹、腰、身、喉、底板、耐热墩、冷却管道、出铁口、出渣口、通风口等。
出渣口在出铁口上部,炉渣会浮在铁水上面,所以方便排渣。
旁边特别设置耐火砖配设的模具,方便将铁水按照固定形状冷却后深加工。而炉渣可以用来制作水泥、渣砖等。
内胆的耐火砖铺设相对容易些,使用时会利用外部喷水冷却适当提升耐火砖的寿命,防止大幅度变形。
为了方便上料炉高限制在了一丈之内,直径也在六尺左右,外部用铁条固定。
旁边设有上料用的梯子,前期靠人工上料后期考虑半机械化上料,这要依赖传送装置和动力系统的进步。
钢铁主要由铁和碳两种元素构成,一般碳和元素铁形成化合物叫铁碳合金。
含碳量多少对钢铁的性质影响极大,含碳量增加到一定程度后就会引起质的变化。
由铁原子构成的物质叫纯铁,杂质很少。 生铁含碳量大于百分之二;钢含碳量小于百分之二而大于百分之零点零五。生铁含碳量高,硬而脆,几乎没有塑性;钢不仅有良好的塑性而且钢制品具有强度高、韧性好、耐高温、耐腐蚀、易加工、抗冲击、易提炼的特性。
炼铁原料很简单,石灰石、铁矿石、焦炭,三者按照一定比例高温烧制便可提炼出铁水。
土高炉底下是煤炭,上面是石灰石,再上面是铁矿石,最上面的才是焦炭。
煤主要提供热源,在鼓风口风力作用下迅速提升炉温,在更加活泼的碳作用下将铁矿石中的氧夺走留下铁。
当然铁水中还有其他的一些附带的杂质,有锰、磷、硫等等是矿石附带的,想要提升钢铁品质还得想办法去除这些杂质和降低碳含量。
王玄也没有好的办法来进行提纯,只得边生产边摸索。
为了节省资源,土高炉流出的铁水部分流进石墨黏土坩埚,下部有煤炭加热保持铁水融化状态,利用杠杆原理不断搅拌铁水,使其与空气充分接触让空气中的氧将铁水中的碳给吸收出来,通常叫做“炒钢”。
而石墨黏土坩埚的制作也不简单,关键还是工艺。原料有石墨、硅石、耐火粘土、沥青和焦油(炼焦可以提供)按照一定比例制成,石墨独占五成。
当然坩埚要想达到耐高温和承受铁水重量的程度,各种原料比例需要试验,这也注定了单个小坩埚钢产量不大。若是造不出坩埚那就用耐火砖建模,只是无法持续加热罢了。
实在不行王玄还有一招,就是将土高炉建在超过三丈的高台上甚至是悬崖边,上面炼出的铁水直接向下细流排出,自由落体过程中与空气中的氧发生氧化反应。只不过这样一来成本将大增,原料运输也是件麻烦事。
钢铁厂的基础建设已经完工,这是政务院的重点项目谁也不敢马虎,每个人都知道钢铁厂对吉祥意味着什么。
煤、铁矿石的储料仓都已经堆满了,原料还在不断的运进来。王玄担心铁矿石储量不足以维持土高炉的连续生产,因此又要求加大每日与赤焰兑换的数量,至于铁矿石的品质王玄不得而知,含磷量是高是低也是个谜,只能尽人事听天命。
设计好各类炉窑后王玄便把研究院、建设部、以及政务院的牵头负责人赵小山都拉到了现场,一边规划着场地一边讲解着图纸。
在设计和建造前王玄走访了很多技术人员,有铁匠、有在大夏参与过炼铁的老匠人,甚至木匠他也问了不少,一切都为了设计和建造更加的合理化。
而为了更好的粉碎铁矿石,王玄特意建了一根又粗又大的柱子,利用杠杆原理来对矿石反复捶打,还打算出钢后再重新设计优化矿石粉碎方式。
一些重要的工具如载具、缆绳、承重柱、吊绳等在钢材产出后也会逐步替换,利用钢筋混凝土建造高大结实的地基和柱子。
陶瓷厂的技术人员也参与了土高炉的设计,他们对温度控制一项很有心得。为了提高炉温,他们特意制作了简易风扇,利用定滑轮原理人工操控,非常简便。
在确认了一些细节及改善点后,王玄来到了水泥厂。
同永盛陶瓷器厂和炼钢厂一样,水泥厂也属于“国有”企业,是与河西砖瓦厂一同成立的。
水泥由石灰石、粘土、铁矿粉(或炼铁炉渣)按比例磨细混合,这时候的混合物叫生料,一般煤占一成左右,含铁矿料占百分之一,粘土在百分之十五,石灰石在七成。
然后就是煅烧,温度在一千四至一千五百度上下,煅烧后的产物叫熟料。
然后将熟料和石膏一起磨细按比例混合,才称之为水泥,这时候的水泥叫普通硅酸盐水泥。
水泥强度的提升很重要,主要通过三个途径:
一是研磨精细,颗粒小,混合均匀;
二是配料调整,试验不同配料下的水泥效果,不同产区的材料相关物质的含量也不相同;
三是建立研发团队,不断试验改进。
王玄采用的是立窑炼制水泥。
首先采矿,将石灰石矿采运回来进行粉碎、存储,再与粘土、炼铁炉渣进行配料;随后再进行粉碎,使几种原料充分的接触,接着进行烧制。
烧制完成后便是熟料粉碎,粉碎后再与石膏按比例混合、搅拌,用石磨进行精细研磨,最后就是储存和运输了。
由于气候原因为了防潮,存储的库房是全封闭式的,内部四周铺有生石灰,定期更换。
水泥是采用密封的木箱包装,一般不惧雨水,也方便运输。
对于吉祥水泥厂来说,最重要的就是矿料的粉碎和配比,这直接关系到水泥的品质。
矿石的粉碎是利用杠杆原理用铁锤反复捶打,然后再用铁丝编制的筛网人工清理大颗粒,筛出来的大颗粒再人工捶打、粉碎,然后一同放进石磨研磨。往往需要研磨好几遍才能达到要求,这种条件下生产出来的水泥强度能用于建桥就谢天谢地了。
石匠在努力的雕磨着一块大石,这是石磨的磨盘。这一工序共召集了十名石匠,他们已经在此工作了六天,按照计划十天内要打磨好十座直径六尺的石磨,看进度应该会提前完工。他们是计件获取报酬,每完成一个磨盘获得一枚金币,多劳多得,人均每月三至四枚金币不成问题。
由于炼钢厂和水泥厂的原料都比较沉重,陆路运输对道路的要求比较高,在建的道路路基夯的都很结实,目前尚未铺石子和沙子,王玄在等水泥,所以目前还是以水路运输为主。
炼钢厂投产后会首先制作一批用于生产加工的工具,工欲善其事必先利其器,有了合格的工具才能提升工作效率。
两厂的招工也早已完成,工人正在永盛瓷器厂实习。工厂外建有简易板房的职工宿舍,距离较远的工人可以申请入住,每十日可以休假两日回家探望。
留茵河两岸开发的比较早,比西南的城南农场好多了,周围的居民一部分在陶瓷厂做工,一部分在板材厂做工,剩余的劳力大部分都在这两家工厂了。
视察完水泥厂后王玄饶有兴致地在周边逛了起来,一路走走停停,满眼是浓密的树林。
除了沿河开荒开拓的居住点外其他地方都很原始,道路狭窄崎岖难行,一些地方还标有较为醒目的警示标识,告诫认门附近有野兽出没。
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这些原理他知道,也在网上见到过,但是要想建成并能成功应用就没多大底气了,毕竟知易行难,工业差距在那摆着呢尤其是材料工艺。
炼焦原理是煤在隔绝空气条件下加热到一千度左右,通过热分解和结焦来产生焦炭,所以炼焦要建土窑。
炼焦土窑有圆窑和长窑两种,而长窑因炉底高于地面,操作受地下水的影响较小,结焦时间较短,适用于多雨而煤结焦性略差的地区,比如吉祥领。
王玄的设计是让炭化室和燃烧室用分开,上部相通。炭化室发生的煤气转入燃烧室并从燃烧室上部引入空气使煤气燃烧,火焰由上“倒焰”而下,经炉底烟道排入烟囱。
这种炼焦炉不回收化学产品,加热用煤气量也不能调节,结焦末期煤气产量小供热不足。这也没办法,工业发展本就是环环相扣,一旦某方面有所突破将会产生连带效应,拉动整体工业水平的进步,第一个吃螃蟹者总归要冒些风险的。
出于保密及工厂本身污染的原因,炼钢厂设在城区南一千米处的留茵河西岸,在砖瓦厂南,它的下边便是水泥厂,挨得不远。水泥厂的下边就是板材厂,新建的伐木场并在了板材厂内,方便管理。由于炼焦也在厂内进行,所以整个钢铁厂比预计的大了不少。
炼钢土高炉外形被设计成如子弹一般,分为:炉底、缸、腹、腰、身、喉、底板、耐热墩、冷却管道、出铁口、出渣口、通风口等。
出渣口在出铁口上部,炉渣会浮在铁水上面,所以方便排渣。
旁边特别设置耐火砖配设的模具,方便将铁水按照固定形状冷却后深加工。而炉渣可以用来制作水泥、渣砖等。
内胆的耐火砖铺设相对容易些,使用时会利用外部喷水冷却适当提升耐火砖的寿命,防止大幅度变形。
为了方便上料炉高限制在了一丈之内,直径也在六尺左右,外部用铁条固定。
旁边设有上料用的梯子,前期靠人工上料后期考虑半机械化上料,这要依赖传送装置和动力系统的进步。
钢铁主要由铁和碳两种元素构成,一般碳和元素铁形成化合物叫铁碳合金。
含碳量多少对钢铁的性质影响极大,含碳量增加到一定程度后就会引起质的变化。
由铁原子构成的物质叫纯铁,杂质很少。 生铁含碳量大于百分之二;钢含碳量小于百分之二而大于百分之零点零五。生铁含碳量高,硬而脆,几乎没有塑性;钢不仅有良好的塑性而且钢制品具有强度高、韧性好、耐高温、耐腐蚀、易加工、抗冲击、易提炼的特性。
炼铁原料很简单,石灰石、铁矿石、焦炭,三者按照一定比例高温烧制便可提炼出铁水。
土高炉底下是煤炭,上面是石灰石,再上面是铁矿石,最上面的才是焦炭。
煤主要提供热源,在鼓风口风力作用下迅速提升炉温,在更加活泼的碳作用下将铁矿石中的氧夺走留下铁。
当然铁水中还有其他的一些附带的杂质,有锰、磷、硫等等是矿石附带的,想要提升钢铁品质还得想办法去除这些杂质和降低碳含量。
王玄也没有好的办法来进行提纯,只得边生产边摸索。
为了节省资源,土高炉流出的铁水部分流进石墨黏土坩埚,下部有煤炭加热保持铁水融化状态,利用杠杆原理不断搅拌铁水,使其与空气充分接触让空气中的氧将铁水中的碳给吸收出来,通常叫做“炒钢”。
而石墨黏土坩埚的制作也不简单,关键还是工艺。原料有石墨、硅石、耐火粘土、沥青和焦油(炼焦可以提供)按照一定比例制成,石墨独占五成。
当然坩埚要想达到耐高温和承受铁水重量的程度,各种原料比例需要试验,这也注定了单个小坩埚钢产量不大。若是造不出坩埚那就用耐火砖建模,只是无法持续加热罢了。
实在不行王玄还有一招,就是将土高炉建在超过三丈的高台上甚至是悬崖边,上面炼出的铁水直接向下细流排出,自由落体过程中与空气中的氧发生氧化反应。只不过这样一来成本将大增,原料运输也是件麻烦事。
钢铁厂的基础建设已经完工,这是政务院的重点项目谁也不敢马虎,每个人都知道钢铁厂对吉祥意味着什么。
煤、铁矿石的储料仓都已经堆满了,原料还在不断的运进来。王玄担心铁矿石储量不足以维持土高炉的连续生产,因此又要求加大每日与赤焰兑换的数量,至于铁矿石的品质王玄不得而知,含磷量是高是低也是个谜,只能尽人事听天命。
设计好各类炉窑后王玄便把研究院、建设部、以及政务院的牵头负责人赵小山都拉到了现场,一边规划着场地一边讲解着图纸。
在设计和建造前王玄走访了很多技术人员,有铁匠、有在大夏参与过炼铁的老匠人,甚至木匠他也问了不少,一切都为了设计和建造更加的合理化。
而为了更好的粉碎铁矿石,王玄特意建了一根又粗又大的柱子,利用杠杆原理来对矿石反复捶打,还打算出钢后再重新设计优化矿石粉碎方式。
一些重要的工具如载具、缆绳、承重柱、吊绳等在钢材产出后也会逐步替换,利用钢筋混凝土建造高大结实的地基和柱子。
陶瓷厂的技术人员也参与了土高炉的设计,他们对温度控制一项很有心得。为了提高炉温,他们特意制作了简易风扇,利用定滑轮原理人工操控,非常简便。
在确认了一些细节及改善点后,王玄来到了水泥厂。
同永盛陶瓷器厂和炼钢厂一样,水泥厂也属于“国有”企业,是与河西砖瓦厂一同成立的。
水泥由石灰石、粘土、铁矿粉(或炼铁炉渣)按比例磨细混合,这时候的混合物叫生料,一般煤占一成左右,含铁矿料占百分之一,粘土在百分之十五,石灰石在七成。
然后就是煅烧,温度在一千四至一千五百度上下,煅烧后的产物叫熟料。
然后将熟料和石膏一起磨细按比例混合,才称之为水泥,这时候的水泥叫普通硅酸盐水泥。
水泥强度的提升很重要,主要通过三个途径:
一是研磨精细,颗粒小,混合均匀;
二是配料调整,试验不同配料下的水泥效果,不同产区的材料相关物质的含量也不相同;
三是建立研发团队,不断试验改进。
王玄采用的是立窑炼制水泥。
首先采矿,将石灰石矿采运回来进行粉碎、存储,再与粘土、炼铁炉渣进行配料;随后再进行粉碎,使几种原料充分的接触,接着进行烧制。
烧制完成后便是熟料粉碎,粉碎后再与石膏按比例混合、搅拌,用石磨进行精细研磨,最后就是储存和运输了。
由于气候原因为了防潮,存储的库房是全封闭式的,内部四周铺有生石灰,定期更换。
水泥是采用密封的木箱包装,一般不惧雨水,也方便运输。
对于吉祥水泥厂来说,最重要的就是矿料的粉碎和配比,这直接关系到水泥的品质。
矿石的粉碎是利用杠杆原理用铁锤反复捶打,然后再用铁丝编制的筛网人工清理大颗粒,筛出来的大颗粒再人工捶打、粉碎,然后一同放进石磨研磨。往往需要研磨好几遍才能达到要求,这种条件下生产出来的水泥强度能用于建桥就谢天谢地了。
石匠在努力的雕磨着一块大石,这是石磨的磨盘。这一工序共召集了十名石匠,他们已经在此工作了六天,按照计划十天内要打磨好十座直径六尺的石磨,看进度应该会提前完工。他们是计件获取报酬,每完成一个磨盘获得一枚金币,多劳多得,人均每月三至四枚金币不成问题。
由于炼钢厂和水泥厂的原料都比较沉重,陆路运输对道路的要求比较高,在建的道路路基夯的都很结实,目前尚未铺石子和沙子,王玄在等水泥,所以目前还是以水路运输为主。
炼钢厂投产后会首先制作一批用于生产加工的工具,工欲善其事必先利其器,有了合格的工具才能提升工作效率。
两厂的招工也早已完成,工人正在永盛瓷器厂实习。工厂外建有简易板房的职工宿舍,距离较远的工人可以申请入住,每十日可以休假两日回家探望。
留茵河两岸开发的比较早,比西南的城南农场好多了,周围的居民一部分在陶瓷厂做工,一部分在板材厂做工,剩余的劳力大部分都在这两家工厂了。
视察完水泥厂后王玄饶有兴致地在周边逛了起来,一路走走停停,满眼是浓密的树林。
除了沿河开荒开拓的居住点外其他地方都很原始,道路狭窄崎岖难行,一些地方还标有较为醒目的警示标识,告诫认门附近有野兽出没。
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