焦炭在明末被用于炼钢。李植派人在天津附近找了找,在遵化的官营炼钢厂附近找到了炼焦的作坊,买到了焦炭。
花了三天做好了炉子,李植就开始试验炼钢了。
李植在炉子里堆满了焦炭,在焦炭下面防置木材,把这些木材点燃,逐渐把焦炭烧着了。这时候坩埚不放进炉子,等炉子烧了半个时辰烧热了,才把空坩埚放进去。然后用力鼓风下料,把坩埚烧得火热后,才把预热过的熟铁放进坩埚里。
同时在熟铁里放上一些石灰粉,用来造渣。
关上炉子烧几个小时,等炉子里的坩埚材料石墨渗入铁水内,把铁水变成钢水后,打开炉子勺出浮在钢水上面的炉渣,然后倒出钢水。让钢水在模具里变成钢锭后,便得到了需要的钢材。
李植也不知道到底要烧几个小时才能渗碳完全,就试烧了多次。炼制钢材的时候坩埚反复使用,结果有一个坩埚用到第五次时候裂开了。漏出来的铁水废掉了一整个炉子,好在没有漏在炉子外面伤到李植。
看来这个石墨坩埚只能重复使用三、四次,李植从此把用过三次的坩埚都扔了,不再使用。
最后烧了十几个坩埚的铁水后,李植发现烧两个半小时渗碳就比较合适,烧出来的是钢材。
但第一炉钢水烧出后,效果不好。李植让铁匠用造出来的钢材做了个弹簧。结果那弹簧压了十几次就弹性减弱了,显然这次炼出的钢材不合格。
李植猜测是钢铁中含磷和硫太多了,尤其是含磷过高。磷与铁形成极脆的化合物磷化三铁,在室温下使得钢的塑性和韧性急剧下降。
李植再次试验,这次他等铁水烧化后在坩埚里加入更多石灰石、萤石、河沙和纯碱造渣,然后在炼制过程中不停用铁棒搅动铁水,希望能除去更多硫和磷。
这一坩埚炼出来的钢材质量明显提高,做出的弹簧已经可以媲美苏钢制品了。但是李植依旧不满足,坩埚炼钢造出的产品应该强于苏钢,显然生产工艺还可以改进。(未完待续。)
第二百零二章 好把式倪老大
李植使劲回忆穿越前看过的土法坩埚炼钢资料,又想起一个办法:把熟铁烧成铁水后,倒入铺了一层铁矿粉的坩埚中,可以促进炉渣的生成。
使用这个办法,造出来的钢材果然又好了一些。。。
总之,李植亲力亲为,反复试验后世他在论文上看到的各种方法“土法”。这些土法试验后有的有用,有的没用。但即便是算上在没用方法上消耗的时间,也远远强于没有头绪自己摸索了。在一次次的试验中,坩埚钢的质量不断提升。
忙到十月下旬的时候,李植最终产出了质量明显优于苏钢的坩埚钢。用这种坩埚钢制造步枪的弹簧,步枪的击发率达到了九成二。虽然只提高了半成击发率,但这半成击发率,在万人的战场上也许就能提高一些命中率,多打死几个敌人。
李植让蔡怀水定期去购买更多石墨坩埚,开始批量生产这种坩埚钢。
李植在城南建起一个较大的坩埚炉,炉子里可以放置十个坩埚,每个坩埚装铁水十五斤,每个坩埚位置每天可以烧五次,这个坩埚炉每天可以生产坩埚钢七百五十斤,一个月可以生产坩埚钢二万余斤。虽然这种产量不能和后世的炼钢炉比较,但在明代来说已经很可观了。
毕竟这产出的是数一数二的高质量钢材。
李植把坩埚钢生产分为十二个工序,雇佣三十个工人分别操作这些工序。这些工人只知道自己所操作的步骤,不知道别人的工序使用的材料是什么。没有一个工人知道全部生产流程,让李植的坩埚炼钢技术不至于外泄。
算上人工、材料、燃料和坩埚成本,李植的坩埚钢成本在五分银子一斤。这样的成本水平,让这种优秀钢材的用途