第十三章 橡膠、鋼鐵、機牀

作者:王子虛
但是天然橡膠有個很大的缺陷,那就是遇熱或在陽光下曝曬後,就會迅速變軟並且發粘。

  這導致天然橡膠的用途非常有限,主要用來製作雨具和彈球玩具。

  直到後來有人發現,只要適當的加入硫磺並加熱,就能夠去除天然橡膠遇熱變軟和發粘的缺陷。

  也就是硫化橡膠。

  於是橡膠的應用範疇迅速擴張了起來。

  包括絕緣防水的橡膠手套和衣服以及鞋子、電纜的絕緣外皮、充氣式的輪胎和耐磨的外胎、管道和設備用密封橡膠圈、橡膠和乳膠避孕套等生活和工業用的橡膠製品就很快涌現出來了。

  以至於形成了一個市場潛力巨大的新產業。

  四組開始折騰橡膠之後,朱簡烜也給二組和三組安排了新的任務。

  二組負責摸索提高鋼鐵冶煉效率的方法。

  朱簡烜給的方向是鋼鐵聯合冶煉,關鍵是使用蒸汽機預加熱鼓風和吹氣。

  大明本來就有高爐鍊鐵技術,崇禎朝以前就有人用焦炭鍊鐵。

  現在的鍊鐵技術的主要問題是效率低,成本高。

  煉一噸生鐵需要消耗將近十噸煤,熱量利用率可能不到百分之五。

  在原有的歷史上,提高高爐效率的方法是鼓風,關鍵是要將常規的冷風改爲熱風。

  往爐內吹冷風的情況下,相當於一邊加熱一邊降溫,不但非常浪費熱量,還會降低總體的爐溫上限。

  只需要使用爐火烘烤鼓風的管道,加熱被吹入高爐的空氣的溫度,就能迅速降低煤炭消耗。

  按照歷史經驗,只要將吹入的空氣加熱到一百二十度以上,就可以將冶煉每噸生鐵的耗煤量降低一半。

  再設計專門的密封加熱爐膛,再添加時刻保持紅熱的鋼鐵格柵,將空氣溫度進一步升高,還能將耗煤量再降低一半。

  到了十九世紀末期的時候,冶煉一噸生鐵已經只需要一噸半煤炭了。

  有了初步煉化的生鐵後,還要進一步將生鐵轉化成鋼材,才能更加廣泛的應用於工業生產。

  鋼和鐵本質上是相同的材料,兩者在性能上的巨大差距,主要是由含碳量多少導致的。

  含碳量最高的生鐵脆而硬,含碳量極低的熟鐵軟而韌。

  鋼則介於生鐵和熟鐵之間,同時擁有生鐵的部分硬度,又有熟鐵的部分韌性。

  所以鋼材適合製作各種武器和工器具。

  瞭解了這樣的基本物質特性差異和原因後,就能想到一個非常簡單粗暴的鍊鋼法了:

  繼續向融化的生鐵水中吹氣。

  空氣中的氧氣與鐵水中的碳反應,在鐵水本身的高溫作用下燃燒,變成一氧化碳和二氧化碳飛出去。

  就能得到一爐鋼水或者熟鐵水了。

  所以鋼鐵聯合冶煉的過程中,鍊鋼的環節不需要用燃料加熱,只需要一個用於反應的容器。

  這個容器叫空氣轉爐。

  將高爐融化的鐵水直接倒進轉爐,向爐子中吹氣反應後倒入模具,冷卻凝固後就變成鋼錠了。

  這個原理其實與炒鋼法是一樣的,可以看作是炒鋼法的工業化方案。

  其中最困難的點在於控制吹氣反應時間。

  因爲反應時間過長,鐵水中的含碳量過低,得到的就不是鋼了,而是柔軟的熟鐵。

  三組的新任務,首先是參考現有的軍用大型水力鏜牀,製造以蒸汽機驅動的同類大型軍用鏜牀。

  設計用於生產槍管的小型機牀,以及相對通用化的工業機牀。

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