第24章 炼钢炼铁
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铁匠铺有六个人,加杨浩七个,杨浩再雇了十个村民帮忙。
杨浩先让他们处理煤炭,把煤炭中的焦煤挑出来,无烟煤挑出来,煤粉用筛子筛出大点的颗粒,把煤炭分为四种,各自放入洗煤池洗一遍,再放入下一个洗煤池再洗一遍。
无烟煤之后磨成粉给钢加碳含量,煤粉炼铁,颗粒用来炼焦燃料,煤块用来炼焦或当炼焦燃料。
之后处理铁矿石,把块状砸碎,粉状筛出颗粒,碎块放在石碾上驴拉着随便磨一下,再一起放入水池中洗两遍,洗去泥沙,铁矿石少了四分之一。
湿铁矿石放到石碾上磨成粉末,再用大号磁铁大概吸出一半铁矿石粉末中的铁粉,这就是人工富铁矿石了,含铁量七成以上。
其它的铁矿石粉末中还有铁含量,用簸箕摇一摇分离出不同重量的石头等杂质并挑拣出来,其它的筛选分离杂质法以现在的条件做不到。
铁矿石又少了大概四分之一,剩一半了,如果原来的铁矿石含铁量有百分之三十五,现在的铁矿石粉末含铁量可能有百分之五十以上。
之后处理石灰石,不用洗,敲成碎块磨成粉末就好。
再处理石墨,石墨已经被提纯过了,只磨成细小的粉末就行。
最后处理钨锌等矿石,和萤石铁矾土等添加剂,该洗的洗,全磨成粉末。
所有原材料处理完都三天过去了,杨浩让他们把煤块放入焦炭炉,放了大概1300斤放满了,封好口子,在抽风口用手摇抽风机尽量抽走焦炭炉里的空气,抽风口封住,下面点火加炭猛烧。
几个小时后杨浩估摸着焦炭烧好了,打开口子挑出一点看了看,感觉有点烧过头了……
口子开着透风冷却,杨浩把第一次炼焦心得和改进后的方法写下来,等焦炭不是那么烫了,让人把焦炭铲出来晾着,晾凉了磨成粉末。
接着炼铁,杨浩看着一堆堆不同原材料的粉末抓瞎了,第一次先炼一千斤普通铁矿粉末,但是需要多少焦炭粉末才能把铁矿粉末烧融化?
又需要多少石灰石粉末才能让铁水中的杂质充分反应后造渣?
烧多久能烧融化?
反应多久能把渣造出来?
先投哪种料?
稍微想了想杨浩就想明白了,推理一下感觉应该先把铁矿石粉末烧融化,再造渣。也就是先投入铁矿石粉末和焦炭粉末,后投入石灰石粉末造渣。
可以用热量公式和生铁熔点相计算,不仅能计算出需要多少焦炭粉末,也能大概计算出融化成铁水需要的时间,幸好公式和熔点都记得。
再以铁矿石粉末中的杂质含量来计算需要的石灰石粉末量,可一斤石灰石可以和多少杂质反应造渣?不知道欸……
随便吧,只能先试试了。
在铁匠们和铁匠徒弟们、锁匠师徒俩、雇的十个帮工眼中,杨浩拿着纸笔一通操作猛如虎――在经过详细又复杂的计算后……
“拿大秤来!”杨浩大吼道。
铁匠徒弟屁颠颠取来粗壮的大秤。
“秤一千斤铁矿石粉末!”
16人一通忙活,秤出一千斤铁矿石粉末。
“秤350斤焦炭粉末!”
16人继续。
“秤500斤石灰石粉末!”
16人再继续。
“给高炉里加柴加火!”
好吧,这个没准备,不过柴火有的是,现烧。
“东家,秤多少柴火?”一个铁匠问。
杨浩瞪了他一眼,这个还需要问吗?只要能引燃焦炭就好了啊!
“不用秤,大概引燃三五十斤就行了。等等,不能用柴火,柴火里有碳,别打乱了配比,用油吧,菜油火油都行。”
“东家,作坊里没几斤菜油……”
“我敲!二牛叔,麻烦你回村买十五斤猛火油或火油来,没有的话再买菜油。赵地主家应该有,不够你再去别家问问,记住账,回头俺送钱过去。”
“好嘞。”
等了一会儿,赵二牛提来十来斤火油五斤左右菜油,没有猛火油。
“油倒进去,点燃两根柴火扔进去。”
铁匠爬上去照做,柴火一扔进炉膛里,里面立马烧了起来,火苗都冒出来了。
“赶牛,输送带转起来,先铲十斤焦炭粉末进去,鼓风机鼓风。”
在杨浩的指挥下,这个时代第一次科学炼铁开始了,必将刷新世界炼铁历史!
十斤焦炭粉末彻底烧起来后,杨浩让他们再铲十斤焦炭粉末烧着,输送带忠实的把材料送上炼铁炉。
再烧了一小会儿,炉膛里火烧稳定了,杨浩让他们每铲三铁锹多一点铁矿石,就铲一铁锹焦炭粉末,直到1300多斤铁矿石粉末和焦炭粉末添加完。
350斤焦炭四五十分钟就能烧完,烧了半小时后杨浩每五分钟就提起一点铁水出口闸门看一下。
五十分钟到了,出铁口只有一点铁水流出来,流出来的还比较粘稠,一看就知道铁矿石粉末没有完全融化,炉口的火焰也明显的小了。
“这是怎么回事呢?先不管了,没焦炭了,你们快点把输送带转起来,还差一点焦炭,不用称了,先大概倒进去50斤。”
铁匠们照做,炉口热气出来太多,焦炭粉末被吹掉很多,幸好也有气流从炉口涌进去,这才能成功加入大部分。
杨浩又让他们加了20斤,炉口火焰又大起来了。
再烧了半小时,杨浩每五分钟提起出一点铁水出口闸门看一下,50分钟的时候流出的铁水软了不少,不过流出的压力不大,铁水还是没完全融化。
“再加150斤焦炭粉末。”
150斤焦炭粉末成功加进去110斤左右,这时候杨浩才明白过来,这是第一次炼铁,高炉是冷的,热量传递的慢,很大一部分热量浪费了,所以焦炭粉末不够融化铁矿石粉末。
又40分钟后,杨浩等人明显能听到“咕噜咕噜”的声音,这是生铁水沸腾了!
轻轻提起一点铁水出口闸门,铁水飙射出来,赶紧关上,铁矿石粉末彻底融化不说,还达到沸点了!
“把500斤石灰石粉末投进去,再准备150斤石灰石粉末。”
石灰石粉末也被蒸腾的热气吹走不少,650斤石灰石粉末只有效加进去480斤左右。
这次炼铁原材料加的少了点,所以炉渣出口用不上。
待石灰石差不多反应完成,杨浩再等了一会儿,让他们把钳锅接到铁水出口,开闸放铁水。
1000斤铁矿石含铁量大概在一半左右,杨浩看着铁水体积默默心算铁水重量,有400斤时让他们换小钳锅接着,只接50斤就换钳锅,再10斤一换。
铁水接出大概470斤的时候,赤红的铁水中能明显看到不一样的颜色,还有软的结块,这是炉渣出来了。
“炉渣出来了,换耐火泥做的锅,这一锅铁水和那一锅铁水放在一边,里面可能有炉渣,把那50斤铁水倒进大钳锅里,大钳锅吊到平炉上去。”
雇工们照做,没一会儿炉渣流完了,里面可能还有一两斤流不出来,事后冷却了得清理掉。
最后20斤生铁水中有一点炉渣,质量较差,倒进模具里当生铁用。450斤生铁水放在平炉上猛火烧。
然后杨浩又抓瞎了,钢怎么炼?
想了好一会儿,才觉得和炼铁差不多,先融化,再去除杂质,最后增加减少碳含量等等。
于是让人把花大价钱买的20斤苏钢和30斤废钢放进去,再投了一些铁矿石粉末。
猛火在外面烧铁水融化要慢很多,浪费了很多热量,烧了两个多小时才彻底融化。
估计了一下量,杨浩让人把石灰石粉末、萤石粉末、铁矾土粉末倒进去造渣,近一小时铁水表面的颜色开始变化,应该就是在造渣了,再烧了一会儿这种颜色不再变多,造渣完成。
让人轻轻的拿长杆勺子把表面浮渣捞起来倒掉,捞完后舀两斤钢水出来,滋水冷却,让两个铁匠师傅鉴定含碳量。
“咋样,碳多了还是少了?”
“东家,肯定是少了,钢有点软。”一个铁匠师傅敲了几下钢锭道。
“少了多少?”
“这个……俺不知道啊!”
“俺也不知道啊……”
好吧,他们到现在还是老式铁匠,不懂科学,指望不上,还是得靠自己推测。
低碳钢的含碳量低于百分之零点二五,钢材质软易加工,用于普通用钢。
高碳钢含碳量百分之零点六到百分之一点七之间,钢材质硬耐磨,一般经过热处理、淬火、回火、退火后用于生产工具钢。
古代低碳钢不是非常缺,高碳钢几乎没有,所以切削加工能力差到几乎没有,还是把大部分钢水整成高碳钢吧。
“加1斤无烟煤看看再说。”
1斤无烟煤中能有效利用多少碳含量不知道,先试试再说,不够再加,反正第一次炼铁炼钢属于实验性质。
让人拿着几根钢棒轮换搅拌二十分钟后,再舀出两斤钢水冷却,估摸着检验含碳量。
“东家,这回硬了,钢炼成了!”铁匠高兴地道。
“比之苏钢如何?”
“比苏钢差上一些!”
“差上多少?”
“这个……两成左右吧。”
“好了知道了。”
铁匠铺有六个人,加杨浩七个,杨浩再雇了十个村民帮忙。
杨浩先让他们处理煤炭,把煤炭中的焦煤挑出来,无烟煤挑出来,煤粉用筛子筛出大点的颗粒,把煤炭分为四种,各自放入洗煤池洗一遍,再放入下一个洗煤池再洗一遍。
无烟煤之后磨成粉给钢加碳含量,煤粉炼铁,颗粒用来炼焦燃料,煤块用来炼焦或当炼焦燃料。
之后处理铁矿石,把块状砸碎,粉状筛出颗粒,碎块放在石碾上驴拉着随便磨一下,再一起放入水池中洗两遍,洗去泥沙,铁矿石少了四分之一。
湿铁矿石放到石碾上磨成粉末,再用大号磁铁大概吸出一半铁矿石粉末中的铁粉,这就是人工富铁矿石了,含铁量七成以上。
其它的铁矿石粉末中还有铁含量,用簸箕摇一摇分离出不同重量的石头等杂质并挑拣出来,其它的筛选分离杂质法以现在的条件做不到。
铁矿石又少了大概四分之一,剩一半了,如果原来的铁矿石含铁量有百分之三十五,现在的铁矿石粉末含铁量可能有百分之五十以上。
之后处理石灰石,不用洗,敲成碎块磨成粉末就好。
再处理石墨,石墨已经被提纯过了,只磨成细小的粉末就行。
最后处理钨锌等矿石,和萤石铁矾土等添加剂,该洗的洗,全磨成粉末。
所有原材料处理完都三天过去了,杨浩让他们把煤块放入焦炭炉,放了大概1300斤放满了,封好口子,在抽风口用手摇抽风机尽量抽走焦炭炉里的空气,抽风口封住,下面点火加炭猛烧。
几个小时后杨浩估摸着焦炭烧好了,打开口子挑出一点看了看,感觉有点烧过头了……
口子开着透风冷却,杨浩把第一次炼焦心得和改进后的方法写下来,等焦炭不是那么烫了,让人把焦炭铲出来晾着,晾凉了磨成粉末。
接着炼铁,杨浩看着一堆堆不同原材料的粉末抓瞎了,第一次先炼一千斤普通铁矿粉末,但是需要多少焦炭粉末才能把铁矿粉末烧融化?
又需要多少石灰石粉末才能让铁水中的杂质充分反应后造渣?
烧多久能烧融化?
反应多久能把渣造出来?
先投哪种料?
稍微想了想杨浩就想明白了,推理一下感觉应该先把铁矿石粉末烧融化,再造渣。也就是先投入铁矿石粉末和焦炭粉末,后投入石灰石粉末造渣。
可以用热量公式和生铁熔点相计算,不仅能计算出需要多少焦炭粉末,也能大概计算出融化成铁水需要的时间,幸好公式和熔点都记得。
再以铁矿石粉末中的杂质含量来计算需要的石灰石粉末量,可一斤石灰石可以和多少杂质反应造渣?不知道欸……
随便吧,只能先试试了。
在铁匠们和铁匠徒弟们、锁匠师徒俩、雇的十个帮工眼中,杨浩拿着纸笔一通操作猛如虎――在经过详细又复杂的计算后……
“拿大秤来!”杨浩大吼道。
铁匠徒弟屁颠颠取来粗壮的大秤。
“秤一千斤铁矿石粉末!”
16人一通忙活,秤出一千斤铁矿石粉末。
“秤350斤焦炭粉末!”
16人继续。
“秤500斤石灰石粉末!”
16人再继续。
“给高炉里加柴加火!”
好吧,这个没准备,不过柴火有的是,现烧。
“东家,秤多少柴火?”一个铁匠问。
杨浩瞪了他一眼,这个还需要问吗?只要能引燃焦炭就好了啊!
“不用秤,大概引燃三五十斤就行了。等等,不能用柴火,柴火里有碳,别打乱了配比,用油吧,菜油火油都行。”
“东家,作坊里没几斤菜油……”
“我敲!二牛叔,麻烦你回村买十五斤猛火油或火油来,没有的话再买菜油。赵地主家应该有,不够你再去别家问问,记住账,回头俺送钱过去。”
“好嘞。”
等了一会儿,赵二牛提来十来斤火油五斤左右菜油,没有猛火油。
“油倒进去,点燃两根柴火扔进去。”
铁匠爬上去照做,柴火一扔进炉膛里,里面立马烧了起来,火苗都冒出来了。
“赶牛,输送带转起来,先铲十斤焦炭粉末进去,鼓风机鼓风。”
在杨浩的指挥下,这个时代第一次科学炼铁开始了,必将刷新世界炼铁历史!
十斤焦炭粉末彻底烧起来后,杨浩让他们再铲十斤焦炭粉末烧着,输送带忠实的把材料送上炼铁炉。
再烧了一小会儿,炉膛里火烧稳定了,杨浩让他们每铲三铁锹多一点铁矿石,就铲一铁锹焦炭粉末,直到1300多斤铁矿石粉末和焦炭粉末添加完。
350斤焦炭四五十分钟就能烧完,烧了半小时后杨浩每五分钟就提起一点铁水出口闸门看一下。
五十分钟到了,出铁口只有一点铁水流出来,流出来的还比较粘稠,一看就知道铁矿石粉末没有完全融化,炉口的火焰也明显的小了。
“这是怎么回事呢?先不管了,没焦炭了,你们快点把输送带转起来,还差一点焦炭,不用称了,先大概倒进去50斤。”
铁匠们照做,炉口热气出来太多,焦炭粉末被吹掉很多,幸好也有气流从炉口涌进去,这才能成功加入大部分。
杨浩又让他们加了20斤,炉口火焰又大起来了。
再烧了半小时,杨浩每五分钟提起出一点铁水出口闸门看一下,50分钟的时候流出的铁水软了不少,不过流出的压力不大,铁水还是没完全融化。
“再加150斤焦炭粉末。”
150斤焦炭粉末成功加进去110斤左右,这时候杨浩才明白过来,这是第一次炼铁,高炉是冷的,热量传递的慢,很大一部分热量浪费了,所以焦炭粉末不够融化铁矿石粉末。
又40分钟后,杨浩等人明显能听到“咕噜咕噜”的声音,这是生铁水沸腾了!
轻轻提起一点铁水出口闸门,铁水飙射出来,赶紧关上,铁矿石粉末彻底融化不说,还达到沸点了!
“把500斤石灰石粉末投进去,再准备150斤石灰石粉末。”
石灰石粉末也被蒸腾的热气吹走不少,650斤石灰石粉末只有效加进去480斤左右。
这次炼铁原材料加的少了点,所以炉渣出口用不上。
待石灰石差不多反应完成,杨浩再等了一会儿,让他们把钳锅接到铁水出口,开闸放铁水。
1000斤铁矿石含铁量大概在一半左右,杨浩看着铁水体积默默心算铁水重量,有400斤时让他们换小钳锅接着,只接50斤就换钳锅,再10斤一换。
铁水接出大概470斤的时候,赤红的铁水中能明显看到不一样的颜色,还有软的结块,这是炉渣出来了。
“炉渣出来了,换耐火泥做的锅,这一锅铁水和那一锅铁水放在一边,里面可能有炉渣,把那50斤铁水倒进大钳锅里,大钳锅吊到平炉上去。”
雇工们照做,没一会儿炉渣流完了,里面可能还有一两斤流不出来,事后冷却了得清理掉。
最后20斤生铁水中有一点炉渣,质量较差,倒进模具里当生铁用。450斤生铁水放在平炉上猛火烧。
然后杨浩又抓瞎了,钢怎么炼?
想了好一会儿,才觉得和炼铁差不多,先融化,再去除杂质,最后增加减少碳含量等等。
于是让人把花大价钱买的20斤苏钢和30斤废钢放进去,再投了一些铁矿石粉末。
猛火在外面烧铁水融化要慢很多,浪费了很多热量,烧了两个多小时才彻底融化。
估计了一下量,杨浩让人把石灰石粉末、萤石粉末、铁矾土粉末倒进去造渣,近一小时铁水表面的颜色开始变化,应该就是在造渣了,再烧了一会儿这种颜色不再变多,造渣完成。
让人轻轻的拿长杆勺子把表面浮渣捞起来倒掉,捞完后舀两斤钢水出来,滋水冷却,让两个铁匠师傅鉴定含碳量。
“咋样,碳多了还是少了?”
“东家,肯定是少了,钢有点软。”一个铁匠师傅敲了几下钢锭道。
“少了多少?”
“这个……俺不知道啊!”
“俺也不知道啊……”
好吧,他们到现在还是老式铁匠,不懂科学,指望不上,还是得靠自己推测。
低碳钢的含碳量低于百分之零点二五,钢材质软易加工,用于普通用钢。
高碳钢含碳量百分之零点六到百分之一点七之间,钢材质硬耐磨,一般经过热处理、淬火、回火、退火后用于生产工具钢。
古代低碳钢不是非常缺,高碳钢几乎没有,所以切削加工能力差到几乎没有,还是把大部分钢水整成高碳钢吧。
“加1斤无烟煤看看再说。”
1斤无烟煤中能有效利用多少碳含量不知道,先试试再说,不够再加,反正第一次炼铁炼钢属于实验性质。
让人拿着几根钢棒轮换搅拌二十分钟后,再舀出两斤钢水冷却,估摸着检验含碳量。
“东家,这回硬了,钢炼成了!”铁匠高兴地道。
“比之苏钢如何?”
“比苏钢差上一些!”
“差上多少?”
“这个……两成左右吧。”
“好了知道了。”