贝赛麦采用形如梨状的炉子,用黏土作为炉衬,从炉底向炉内的铁水吹入空气来进行炼钢,称为底吹空气酸性转炉炼钢法。
这种炼钢法有个弊端,由于采用酸性酸性炉衬,因而不能进行脱磷和脱硫,只能冶炼含硫、磷量低的铁矿石。
1879年,英国人S.G.Thas发明了碱性空气底吹转炉炼钢法,使用镁砂或白云石等碱性材料作高炉内衬,成功在冶炼过程中脱硫,解决了冶炼高磷生铁的问题。
华夏铁矿品质不高,含硫、含磷量高,非使用碱性空气底吹转炉法炼钢不可。
其方法为:先在第一个高炉中冶炼出生铁。从炉顶倒入铁矿石、焦炭、溶剂(石灰石、白云石、萤石等),点燃焦炭,从炉底不断鼓入空气,促进铁矿石、焦炭、溶剂剧烈反应,形成高温环境。
反应过程中,铁矿石中的杂质将被燃烧,形成炉渣,生成高温铁水。
第二座高炉可以翻转,也叫转炉。先将铁水倒入转炉内,使用鼓风机吹进空气。从倒入铁水起,在鼓风机作用下,铁水温度很快将达到1600摄氏度。
在这种高温下,铁水中的锰和硅氧化,形成褐色烟雾逸出,铁水中的碳也被氧化成二氧化碳,进而消除生铁中的杂质,使铁水变为钢水。
由于转炉使用碱性炉衬,在炉内加入生石灰,使炉内反应在碱性高温条件下进行。生铁中的磷在高温条件下被氧化,与石灰结合起来,残留于渣内而不返回钢内,脱磷问题因此得以解决。
因此,这种碱性转炉炼钢法可以冶炼城门山铁矿中的含磷铁矿石。
这是一种生产率高、成本低的炼钢方法,成为冶金史上的一大创举。
时至今日,各国仍使用这种原理冶炼钢铁。今日的高炉更大,使用纯氧代替空气,自动化程度更高,但原理仍与百年前相同。
总工程师德崔柏本对这种炼钢方法心存疑虑。吴捷极力劝说徐寿和德崔柏,要求他们采用这种创新办法。
如今小高炉已经建成,只等炼出第一炉钢水。吴捷特地来到现场,观摩这激动人心的一刻。
铁矿石、焦炭、溶剂已经加入生铁炉内,鼓风机已经待命。
德崔柏一声令下,生铁炉内生火,鼓风机轰隆隆地把空气吹入炉内。
众人离生铁炉约五六米远,才过一刻钟,就感到热浪袭来。
高炉炼钢法古已有之,华夏历史上也使用高炉炼铁。时至1853年,各国也都使用高炉炼铁,只不过只能冶炼生铁,产生杂质较高。
众人并不稀奇。吴捷地问徐寿道:“如果此次炼钢成功,多久可以投产?多久可以生产枪炮?”
徐寿想了想,说道:“这两座高炉都是实验炉,容量有限。若这种方法果真有效,就要加建大高炉,安装调试,确定温度、原料比例,至少要四个月时间。因此,生产出第一块钢坯,最早也要在1854年4月底。
“有了钢坯,才能制造枪炮的原料。我们一边加盖厂房,调试机器,一边培训工人,组织生产。至少还得再有四个月,到8月底才能生产出来样枪、样炮。
“有了样枪、样炮,要对其进行试验、改进,至少又要三个月时间。至于金属定装弹、无烟火药,我们正在组织研究。但工程师不够,熟练工人不多,得等上海方面加派人手。”
吴捷颇有些焦躁,11月底才能生产出来第一批枪炮。虽说这已经够快了,但还是难令他满意。
历史上,湘军是1854年12月初开始进攻九江的。以枪炮厂的生产能力,即使试制枪炮成功,恐怕也难大批量生产。部队也将没有足够的时间训练新枪械。
虽说他有信心打败湘军,可他可不想花费太大的代价。例如美法中兴公司、姑塘造船厂,都是复兴会的宝贵资产。若在战火中被湘军损毁,可就不妙了。
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