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焦炭在明末被用於鍊鋼。李植派人在天津附近找了找,在遵化的官營鍊鋼廠附近找到了煉焦的作坊,買到了焦炭。
花了三天做好了爐子,李植就開始試驗鍊鋼了。
李植在爐子裡堆滿了焦炭,在焦炭下面防置木材,把這些木材點燃,逐漸把焦炭燒著了。這時候坩堝不放進爐子,等爐子燒了半個時辰燒熱了,才把空坩堝放進去。然後用力鼓風下料,把坩堝燒得火熱後,才把預熱過的熟鐵放進坩堝裡。
同時在熟鐵裡放上一些石灰粉,用來造渣。
關上爐子燒幾個小時,等爐子裡的坩堝材料石墨滲入鐵水內,把鐵水變成鋼水後,開啟爐子勺出浮在鋼水上面的爐渣,然後倒出鋼水。讓鋼水在模具裡變成鋼錠後,便得到了需要的鋼材。
李植也不知道到底要燒幾個小時才能滲碳完全,就試燒了多次。煉製鋼材的時候坩堝反覆使用,結果有一個坩堝用到第五次時候裂開了。漏出來的鐵水廢掉了一整個爐子,好在沒有漏在爐子外面傷到李植。
看來這個石墨坩堝只能重複使用三、四次,李植從此把用過三次的坩堝都扔了,不再使用。
最後燒了十幾個坩堝的鐵水後,李植髮現燒兩個半小時滲碳就比較合適,燒出來的是鋼材。
但第一爐鋼水燒出後,效果不好。李植讓鐵匠用造出來的鋼材做了個彈簧。結果那彈簧壓了十幾次就彈性減弱了,顯然這次煉出的鋼材不合格。
李植猜測是鋼鐵中含磷和硫太多了,尤其是含磷過高。磷與鐵形成極脆的化合物磷化三鐵,在室溫下使得鋼的塑性和韌性急劇下降。
李植再次試驗,這次他等鐵水燒化後在坩堝里加入更多石灰石、螢石、河沙和純鹼造渣,然後在煉製過程中不停用鐵棒攪動鐵水,希望能除去更多硫和磷。
這一坩堝煉出來的鋼材質量明顯提高,做出的彈簧已經可以媲美蘇鋼製品了。但是李植依舊不滿足,坩堝鍊鋼造出的產品應該強於蘇鋼,顯然生產工藝還可以改進。(未完待續。)
第二百零二章 好把式倪老大
李植使勁回憶穿越前看過的土法坩堝鍊鋼資料,又想起一個辦法:把熟鐵燒成鐵水後,倒入鋪了一層鐵礦粉的坩堝中,可以促進爐渣的生成。
使用這個辦法,造出來的鋼材果然又好了一些。。。
總之,李植親力親為,反覆試驗後世他在論文上看到的各種方法“土法”。這些土法試驗後有的有用,有的沒用。但即便是算上在沒用方法上消耗的時間,也遠遠強於沒有頭緒自己摸索了。在一次次的試驗中,坩堝鋼的質量不斷提升。
忙到十月下旬的時候,李植最終產出了質量明顯優於蘇鋼的坩堝鋼。用這種坩堝鋼製造步槍的彈簧,步槍的擊發率達到了九成二。雖然只提高了半成擊發率,但這半成擊發率,在萬人的戰場上也許就能提高一些命中率,多打死幾個敵人。
李植讓蔡懷水定期去購買更多石墨坩堝,開始批次生產這種坩堝鋼。
李植在城南建起一個較大的坩堝爐,爐子裡可以放置十個坩堝,每個坩堝裝鐵水十五斤,每個坩堝位置每天可以燒五次,這個坩堝爐每天可以生產坩堝鋼七百五十斤,一個月可以生產坩堝鋼二萬餘斤。雖然這種產量不能和後世的鍊鋼爐比較,但在明代來說已經很可觀了。
畢竟這產出的是數一數二的高質量鋼材。
李植把坩堝鋼生產分為十二個工序,僱傭三十個工人分別操作這些工序。這些工人只知道自己所操作的步驟,不知道別人的工序使用的材料是什麼。沒有一個工人知道全部生產流程,讓李植的坩堝鍊鋼技術不至於外洩。
算上人工、材料、燃料和坩堝成本,李植的坩堝鋼成本在五分銀子一斤。這樣的成本水平,讓這種優秀鋼材的用途
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