的主要问题是效率低,成本高。
炼一吨生铁需要消耗将近十吨煤,热量利用率可能不到百分之五。
在原有的历史上,提高高炉效率的方法是鼓风,关键是要将常规的冷风改为热风。
往炉内吹冷风的情况下,相当于一边加热一边降温,不但非常浪费热量,还会降低总体的炉温上限。
只需要使用炉火烘烤鼓风的管道,加热被吹入高炉的空气的温度,就能迅速降低煤炭消耗。
按照历史经验,只要将吹入的空气加热到一百二十度以上,就可以将冶炼每吨生铁的耗煤量降低一半。
再设计专门的密封加热炉膛,再添加时刻保持红热的钢铁格栅,将空气温度进一步升高,还能将耗煤量再降低一半。
到了十九世纪末期的时候,冶炼一吨生铁已经只需要一吨半煤炭了。
有了初步炼化的生铁后,还要进一步将生铁转化成钢材,才能更加广泛的应用于工业生产。
钢和铁本质上是相同的材料,两者在性能上的巨大差距,主要是由含碳量多少导致的。
含碳量最高的生铁脆而硬,含碳量极低的熟铁软而韧。
钢则介于生铁和熟铁之间,同时拥有生铁的部分硬度,又有熟铁的部分韧性。
所以钢材适合制作各种武器和工器具。
了解了这样的基本物质特性差异和原因后,就能想到一个非常简单粗暴的炼钢法了:
继续向融化的生铁水中吹气。
空气中的氧气与铁水中的碳反应,在铁水本身的高温作用下燃烧,变成一氧化碳和二氧化碳飞出去。
就能得到一炉钢水或者熟铁水了。
所以钢铁联合冶炼的过程中,炼钢的环节不需要用燃料加热,只需要一个用于反应的容器。
这个容器叫空气转炉。
将高炉融化的铁水直接倒进转炉,向炉子中吹气反应后倒入模具,冷却凝固后就变成钢锭了。
这个原理其实与炒钢法是一样的,可以看作是炒钢法的工业化方案。
其中最困难的点在于控制吹气反应时间。
因为反应时间过长,铁水中的含碳量过低,得到的就不是钢了,而是柔软的熟铁。
三组的新任务,首先是参考现有的军用大型水力镗床,制造以蒸汽机驱动的同类大型军用镗床。
设计
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