想讓冶煉爐的溫度足夠,大約有四個辦法。
更科學的高爐、功率更大的鼓風機、完美的焦炭、鼓風空氣的提前預熱。
更科學的高爐要等後來人,焦炭煉製成功少說也要半年。
大功率鼓風機的極限估計在熱動力出現之前也就那樣了,雖說可以做更大的水車,但是材料學不過關,拉壓都可能折斷損壞,手工打造滾動軸承太難,有沒有鐵咱不說也不現實。
唯一能夠改進的就是預熱室。
讓鼓風機吹進高爐中的空氣提前升溫,保證進去的不是常溫的空氣,這算是現階段比較可行的一種辦法。
這種辦法也有土辦法可行,用類似如今房屋中壁爐的辦法。
即建造兩個房間,裏麵堆積上有空隙的耐火青磚,將耐火的青磚烤熱。
半小時後,確定一間屋子中的青磚已經夠熱,便再加熱另一個房間中的青磚。
而之前房間中的青磚則在半小時之內提前加熱房間中的空氣,至少能讓房間中的溫度達到二百度左右,鼓風機將經過預熱的空氣吹進冶煉爐中。
雖然溫度不高,雖然隻有區區二百度,相比較冶煉爐要的一千五百度差了很遠,但是比起常溫的二三十度甚至零下的溫蒂,這二百度卻能讓爐溫更容易達到預期想要的效果。
成本暫時不是陳健需要考慮的問題,他要的隻是第一批鐵,因此也不用琢磨設計冶煉爐廢氣回收熱能預熱的辦法,他害怕裏麵的一氧化碳導致爆炸。
耐火青磚經過估算後每塊可容納的熱量算好,鼓風機半小時能鼓的空氣質量算出來,整個預熱室的體積不需要太大。
按照壘砌壁爐牆壁的經驗,將黏土磚在預熱室中排好,下麵挖掘出用來升溫的火塘。
堆砌好後用煤炭在內部燃燒讓裏麵的黏土燒結以密封,可能出現的熱脹冷縮導致的預熱室碎裂問題,陳健讓人用鑿子在地麵上刻出了一些痕跡,就像是前世修水泥路每隔一段距離的分割一樣,也不知道能不能管用,別的辦法他也想不出來了。
預熱室一共建了三套六間,平日使用兩套,一套是作為特殊情況下替用的。冶煉爐是不可能停的,一旦停下爐渣熔鐵在裏麵凝結,整個爐子就算是廢掉了。
冶煉爐也在同期建造,之前已經烤幹了地麵,不需要擔心滲水問題。有搭建青銅爐的經驗,冶鐵爐也就是更高更大更厚一些,陳健也已經基本畫出了圖紙,不過也就是鄉村土法的水平。
經過前段時間的各種演練,計劃統計司已經基本可以處理各個作坊之間的協作,也有了應付底層反抗的一些辦法,陳健才算是可以一心撲在冶煉司。
因為冶煉司這邊要忙的事情太多。
除了要建立冶煉爐,還要建設各種相互配套的設施。
練出來的生鐵不可能將鐵汁流出後的在外麵攪拌,一則是裏麵還有很多礦渣,攪拌後鐵渣不分離。
二則是隨著攪拌生鐵中的碳逐漸降低,碳鐵合金的熔點會越發升高,相同的溫度下生鐵是融化的,但是熟鐵就要凝結。
所以必須還要建立一個炒鐵爐,分成兩個室。一個室生火增溫,另一個室盛放熔煉好凝結的生鐵,重新融化後再進行炒製。
這是為了獲得可以鍛打錘砸的熟鐵,這個爐子是必須建立的。
除了炒鐵爐,還要再建立一個退火爐。
在焦炭沒有土法燒製出來之前,冶鐵爐的溫度絕不可能達到一千五六,也就沒辦法讓二氧化矽與碳化鐵反應,形成液態鐵中的遊離矽。生鐵中的碳隻能以碳化鐵的形式存在,而非石墨,這種鐵隻能鑄不能鍛打錘砸。
也就是說哪怕是做農具,這種鐵弄出來的都是一次性的,鄉村鐵匠拿錘子砸出刃或是補一補犁鏵的刃都是不可能做到的,隻能回爐重煉,這就和青銅差不多了,沒有實際的意義。
想要讓裏麵的碳化鐵滲析成石墨,就要在熔鑄好各種器具後,將這些鐵器放在七八百度的溫度下,持續加熱悶一旬左右,才能把不可鍛的鑄鐵變為可鍛的鑄鐵,增加韌性,才算是真正實用的鐵器。
所以還要按照燒陶窯的技術搭建一座專門退火的爐灶,這個就不需要太麻煩,七八百度的高溫還是很容易達到的,而且空間可以相對更大,隻要一次能裝下冶鐵爐十天之內的鑄件就行。
等這三座爐子全部完工後,理論上的冶鐵體係就算是完成了。
但是鐵煉出來還需要鑄造,這就需要模子。夏城的鑄模基本上隻有兩種:失蠟和泥模。
這兩種辦法的缺點都是太慢,模具通通是一次性的,所以為了大規模生產,陳健準備直接上鐵範法。
就是用鐵做模具,鐵汁灌進鐵模具中後,因為鐵的導熱性很好,所以鐵水在灌進鐵模後表皮會立刻冷凝成一層膜,就像是……一個裝滿水的氣球,或者說一個剝了殼的生雞蛋。
而隨著內部鐵水的冷卻,鑄件會鑄件收縮,最終實際上會和模具之間有一層極為薄的空隙,所以不用擔心鑄件和和模子黏在一起。
但是鑄造鐵範需要在第一批鐵生產出來後,仍舊需要泥模為基礎,造出第一批成型的鑄鐵犁鏵。
再用成型的鑄鐵犁鏵和泥巴配合,弄成一個完美契合鑄鐵犁鏵的泥模,分為上下兩層,這兩層泥模稱之為上範和下範。
想辦法再將上範和下範變成鐵的,還需要一個能夠製作上下範的模子。想得到一,需要用二這樣的模具,但是二這樣的模具一開始是泥的,就又需要以二為假想鑄件,弄出三模,最終熔鑄成鐵的二,這才算是最終完成。
步驟很繁複,思維方式上繞了個圈,和以往的泥模法或是失蠟法要多思考一個步驟,不過操作起來不是很難,有時候就是個一點就通的事。
作為樣本的鑄件必須要精細,所以鑄造第一批樣本的泥模全部用失蠟法,盡可能完美,而且哪怕是簡單的犁鏵也需要很多不同的種類。
夏城附近的土地比較硬,大河兩岸的土地比較鬆軟,這兩種犁鏵就不能一樣。
同時犁鏵上還需要一個擋泥板,將犁鏵墾出的土分到壟溝的兩側,以往都是木頭的,如今也可以用鐵來做。
鋤頭、鎬、砍枝條的刀、瓦刀、木工刨、卯榫鑿,這些都可以用生鐵直接鑄造。但是鐮刀、鋸子、剪子這些東西,最好還是用熟鐵打,打完後再將生鐵條燒到半融化狀態,在刃口上擦一下,高低碳配合,也能湊合著算是熟鐵鋼刃。
當然,除了這些農具外,還有鑄鐵外殼的生鐵點火手榴彈,也有專門的模具組在製作,效果應該和前世的邊區造差不多,但是邊區造最起碼是拉火的,這裏就隻能玩點火的,銅絲和玻璃粉造價太高,而且內部結構也太精細。
火藥顆粒化也在明年的計劃中,加之作為近距離擲彈可以適當增加重量,提前預留出鑄鐵破片凹槽,威力應該還可以。野戰和戰車配合應有奇效,守城更是利器。
看起來冶煉司的人不少,不過細分到每一個部門人也就將將夠。冶煉司仍舊采用分工協作的方式,每個人隻管一件事就行。
不過陳健還是選出了三十個老國人技術工,成立了一個暫時看來無用的專門的精細打鐵部門,歸他自己管轄,不參與協作分工。這種小事族人也不會去反對,但卻不知道這些人到底是做什麽的,陳健稱這個小部門為“芽”。(未完待續。)
更科學的高爐、功率更大的鼓風機、完美的焦炭、鼓風空氣的提前預熱。
更科學的高爐要等後來人,焦炭煉製成功少說也要半年。
大功率鼓風機的極限估計在熱動力出現之前也就那樣了,雖說可以做更大的水車,但是材料學不過關,拉壓都可能折斷損壞,手工打造滾動軸承太難,有沒有鐵咱不說也不現實。
唯一能夠改進的就是預熱室。
讓鼓風機吹進高爐中的空氣提前升溫,保證進去的不是常溫的空氣,這算是現階段比較可行的一種辦法。
這種辦法也有土辦法可行,用類似如今房屋中壁爐的辦法。
即建造兩個房間,裏麵堆積上有空隙的耐火青磚,將耐火的青磚烤熱。
半小時後,確定一間屋子中的青磚已經夠熱,便再加熱另一個房間中的青磚。
而之前房間中的青磚則在半小時之內提前加熱房間中的空氣,至少能讓房間中的溫度達到二百度左右,鼓風機將經過預熱的空氣吹進冶煉爐中。
雖然溫度不高,雖然隻有區區二百度,相比較冶煉爐要的一千五百度差了很遠,但是比起常溫的二三十度甚至零下的溫蒂,這二百度卻能讓爐溫更容易達到預期想要的效果。
成本暫時不是陳健需要考慮的問題,他要的隻是第一批鐵,因此也不用琢磨設計冶煉爐廢氣回收熱能預熱的辦法,他害怕裏麵的一氧化碳導致爆炸。
耐火青磚經過估算後每塊可容納的熱量算好,鼓風機半小時能鼓的空氣質量算出來,整個預熱室的體積不需要太大。
按照壘砌壁爐牆壁的經驗,將黏土磚在預熱室中排好,下麵挖掘出用來升溫的火塘。
堆砌好後用煤炭在內部燃燒讓裏麵的黏土燒結以密封,可能出現的熱脹冷縮導致的預熱室碎裂問題,陳健讓人用鑿子在地麵上刻出了一些痕跡,就像是前世修水泥路每隔一段距離的分割一樣,也不知道能不能管用,別的辦法他也想不出來了。
預熱室一共建了三套六間,平日使用兩套,一套是作為特殊情況下替用的。冶煉爐是不可能停的,一旦停下爐渣熔鐵在裏麵凝結,整個爐子就算是廢掉了。
冶煉爐也在同期建造,之前已經烤幹了地麵,不需要擔心滲水問題。有搭建青銅爐的經驗,冶鐵爐也就是更高更大更厚一些,陳健也已經基本畫出了圖紙,不過也就是鄉村土法的水平。
經過前段時間的各種演練,計劃統計司已經基本可以處理各個作坊之間的協作,也有了應付底層反抗的一些辦法,陳健才算是可以一心撲在冶煉司。
因為冶煉司這邊要忙的事情太多。
除了要建立冶煉爐,還要建設各種相互配套的設施。
練出來的生鐵不可能將鐵汁流出後的在外麵攪拌,一則是裏麵還有很多礦渣,攪拌後鐵渣不分離。
二則是隨著攪拌生鐵中的碳逐漸降低,碳鐵合金的熔點會越發升高,相同的溫度下生鐵是融化的,但是熟鐵就要凝結。
所以必須還要建立一個炒鐵爐,分成兩個室。一個室生火增溫,另一個室盛放熔煉好凝結的生鐵,重新融化後再進行炒製。
這是為了獲得可以鍛打錘砸的熟鐵,這個爐子是必須建立的。
除了炒鐵爐,還要再建立一個退火爐。
在焦炭沒有土法燒製出來之前,冶鐵爐的溫度絕不可能達到一千五六,也就沒辦法讓二氧化矽與碳化鐵反應,形成液態鐵中的遊離矽。生鐵中的碳隻能以碳化鐵的形式存在,而非石墨,這種鐵隻能鑄不能鍛打錘砸。
也就是說哪怕是做農具,這種鐵弄出來的都是一次性的,鄉村鐵匠拿錘子砸出刃或是補一補犁鏵的刃都是不可能做到的,隻能回爐重煉,這就和青銅差不多了,沒有實際的意義。
想要讓裏麵的碳化鐵滲析成石墨,就要在熔鑄好各種器具後,將這些鐵器放在七八百度的溫度下,持續加熱悶一旬左右,才能把不可鍛的鑄鐵變為可鍛的鑄鐵,增加韌性,才算是真正實用的鐵器。
所以還要按照燒陶窯的技術搭建一座專門退火的爐灶,這個就不需要太麻煩,七八百度的高溫還是很容易達到的,而且空間可以相對更大,隻要一次能裝下冶鐵爐十天之內的鑄件就行。
等這三座爐子全部完工後,理論上的冶鐵體係就算是完成了。
但是鐵煉出來還需要鑄造,這就需要模子。夏城的鑄模基本上隻有兩種:失蠟和泥模。
這兩種辦法的缺點都是太慢,模具通通是一次性的,所以為了大規模生產,陳健準備直接上鐵範法。
就是用鐵做模具,鐵汁灌進鐵模具中後,因為鐵的導熱性很好,所以鐵水在灌進鐵模後表皮會立刻冷凝成一層膜,就像是……一個裝滿水的氣球,或者說一個剝了殼的生雞蛋。
而隨著內部鐵水的冷卻,鑄件會鑄件收縮,最終實際上會和模具之間有一層極為薄的空隙,所以不用擔心鑄件和和模子黏在一起。
但是鑄造鐵範需要在第一批鐵生產出來後,仍舊需要泥模為基礎,造出第一批成型的鑄鐵犁鏵。
再用成型的鑄鐵犁鏵和泥巴配合,弄成一個完美契合鑄鐵犁鏵的泥模,分為上下兩層,這兩層泥模稱之為上範和下範。
想辦法再將上範和下範變成鐵的,還需要一個能夠製作上下範的模子。想得到一,需要用二這樣的模具,但是二這樣的模具一開始是泥的,就又需要以二為假想鑄件,弄出三模,最終熔鑄成鐵的二,這才算是最終完成。
步驟很繁複,思維方式上繞了個圈,和以往的泥模法或是失蠟法要多思考一個步驟,不過操作起來不是很難,有時候就是個一點就通的事。
作為樣本的鑄件必須要精細,所以鑄造第一批樣本的泥模全部用失蠟法,盡可能完美,而且哪怕是簡單的犁鏵也需要很多不同的種類。
夏城附近的土地比較硬,大河兩岸的土地比較鬆軟,這兩種犁鏵就不能一樣。
同時犁鏵上還需要一個擋泥板,將犁鏵墾出的土分到壟溝的兩側,以往都是木頭的,如今也可以用鐵來做。
鋤頭、鎬、砍枝條的刀、瓦刀、木工刨、卯榫鑿,這些都可以用生鐵直接鑄造。但是鐮刀、鋸子、剪子這些東西,最好還是用熟鐵打,打完後再將生鐵條燒到半融化狀態,在刃口上擦一下,高低碳配合,也能湊合著算是熟鐵鋼刃。
當然,除了這些農具外,還有鑄鐵外殼的生鐵點火手榴彈,也有專門的模具組在製作,效果應該和前世的邊區造差不多,但是邊區造最起碼是拉火的,這裏就隻能玩點火的,銅絲和玻璃粉造價太高,而且內部結構也太精細。
火藥顆粒化也在明年的計劃中,加之作為近距離擲彈可以適當增加重量,提前預留出鑄鐵破片凹槽,威力應該還可以。野戰和戰車配合應有奇效,守城更是利器。
看起來冶煉司的人不少,不過細分到每一個部門人也就將將夠。冶煉司仍舊采用分工協作的方式,每個人隻管一件事就行。
不過陳健還是選出了三十個老國人技術工,成立了一個暫時看來無用的專門的精細打鐵部門,歸他自己管轄,不參與協作分工。這種小事族人也不會去反對,但卻不知道這些人到底是做什麽的,陳健稱這個小部門為“芽”。(未完待續。)