搭建花费了半个月的时间,调整,又用去了一周,在牛大力再三的检查,没有问题之后,开始了第一次开炉。
第一次没有直接的冶炼,只是简单的烧一下,看热量的使用,还有废气和鼓风的情况,因为有金属温度计,可以检测不同位置温度,当所有的温度,都达到了1500度左右的时候,才算是这个炼钢炉的真正成功。
如此的调整,又用去了2天的时间,牛大力最终确认没有问题之后,选择了一个黄道吉日,开始了的冶炼。
早已经准备好的铁矿石,早已经选好的配料,再加上摆放在固定位置的添加剂,这些都已经成功,一次性出8万斤铁或者钢,这是之前,从来没有人想过。
虽然,之前他的日产量,已经达到了3000斤左右,可是那是在大量的时间,还有周围的配合之下,这个被赵信称之为小高炉东西,一次性就是8万,最少相当于30多个铁匠,一天的工作量,如此效率,必然会让钢铁的生产插上翅膀。
因为是实验性的,又得到了上面的重视,所有的一切都是最好的,专门精挑细选出来的,品味较高的铁矿石,熟悉的配方,精品的焦炭,再加上最少10位大匠的控制。
高炉,是看不到火的,温度计的出现,方便了他们的控制,在评估内部所有的温度指标之后,他们有了一个简单操作规程,只要按照这个规程来做的话,一定会冶炼出来。
看了赵信一眼,本身,牛大力是想要赵信组织个仪式,开启的炼钢炉,却被赵信拒绝了,他来主持,当焦炭被一点点的引燃,从小火逐步的变成大火之后,内部的温度开始逐步的上升。
先是最底部的温度计开始变色,代表着温度,达到并超过了800度,然后是上面,一层一层,热量在炼钢炉之中流转不惜,跟普通的铁匠台不一样的是,铁匠台再怎么的密封,也打不到炼钢高炉的这种程度,这一点,从温度增加方面,就可以看出。
哪怕是一次性,完成8万斤的钢铁冶炼,使用的焦炭之类的数量也相对较多,可是温度上升的速度还是很快。
“吹风!”牛大力命令道。
底层温度已经接近1000度左右了,可是上层,最上层还没有达到800度,这是之前实验的一个重点,如果不能达到差不多的温度,就会让冶炼的品质无法得到保证,之前大名铁匠作坊的时候,就已经证明,当温度不均衡,不但会产生浪费,还容易让废品率增加。
出色的铁匠,会逐步翻炒,让温度适中,可是高炉不具备这个条件。
同时,一次习性40吨左右的重量,这个世界上,也没有人能够翻炒的动。
这个难题困扰了牛大力很久,一直到赵信的出现,赵信简单的介绍了一些对流的理念,热冷空气之间,会产生对流,人为的制造流动,让内部的热空气动起来,保证每一个部分都均匀的受热,这一点,注入一些的空气是不错的选择。
这也是为未来奠定基础,作为后世的钢铁大国,从最初普通冶炼,到后面氧气吹顶,走过了几十年的历程,可是这个技术并不复杂,甚至在北宋的环境下,化学制造氧气,也不算是特别难。
氧气吹顶,也不需要精度更高的纯氧,氧气的浓度达到一定数量就可以了,提前进行吹风,现在吹的是空气,未来就可以改变成氧气,到时候,才会让效率明显的增加。
固定的环境,跟对流的环境,空气中,氧气的含量不高,却也从另外一个侧面,增加了反应的速度,特别是先进催化剂的作用,整个炼钢高炉里面的温度,迅速的平衡,并且上升。
牛大力对于高炉是有一个预判的,可是真正在现实之中,高炉的效果,还是让他吃了一惊,材料使用暂时看不到,可是效率上是提升了。
原来他估计,要炼制一炉钢,起码要3个时辰以上,现在,还不足1个半时辰,已经接近尾声了,这倒是一个大好事,接下来的成与不成,就要看这一炉钢的效果了,马上就是火候完成,放出钢水的时间了,他对于结果,充满了期待。
第三百章 15立方高炉()
当沸腾的钢水,通过特别的渠道,喷薄而出,流入到了各种的模具之中的时候,现场一片欢呼。
早已经准备好的大量模具,差不多相当于8万斤,可是几乎全部都充满了,5立方的高炉,加上外面,也不过是四五十立方,也就是三四米左右方圆的一个圆胖的大家伙,却有如此奇效。
当温度散去,检测效果的时候,却给了他们当头一棒,钢的质量很差,甚至,成品率只有50左右。
这样的比例,在过去的铁匠作坊,甚至传统来说,已经是非常高了,可是对于铁匠作坊来说,这是不允许。
在大名铁匠作坊之中,良品率已经达到了99以上,而且品质控制的相当的好。
可是这一切,在这个高炉之中,是不行的,差不多30,直接就是废铁,除非是重新回炉,装入到炼钢炉之中重新炼制,才能够使用,20左右,是生铁。
剩下的50是钢,可是钢的品质也分歧很大,其中甚至还有10左右的,是硬度在58以上的超硬钢。
听起来是不错,可是这些钢聚集在一起,有些质量高,有些质量低,连带的,让最终的成品,也出现了一定的问题的,不能够直接使用。
实际上,只要是差不多的铁匠,看到这些钢,就已经知道,这一次的尝试,绝对是失败了,这些钢必须要经过处理,区分出来,才可以使用。
在大名铁匠作坊,已经形成了一整套的规则,返工挑选,哪怕能够得到超硬钢,也不适合,这会浪费大量的劳力。
不过,没有的太在意的,是牛大力为首的那些研究员们。
在实验室之中,已经做过一部分的尝试,可是那只是一些类比和小规模的尝试,真正放大到工业生产当然不会这么容易,他们已经把所有的环节都考虑到了,再加上经验,很快就得到了,为什么会这样。
热不太均匀,加上材料配比方面,一部分催化剂,没办法起到作用。
这就是研究和实验的作用,为什么之前,精铁的产量那么低,就是因为,哪怕是铁匠大匠,他们都不明白,精铁的机制是什么样子的。
现在,得到了赵信的教授,钢就是含碳量在211以下铁的一种特殊的合金方法。
有些时候,还有一些合金和淬火方面的变化,这些简单的东西,给牛大力打开了一个新的窗口。
天赋,冶铁的经验,还有来自21世纪的先进经验,这些结合在一起,形成了牛大力这么一个怪胎,他不但熟悉冶炼,20多年的时间,让他对于铁的了解,达到了一定的程度,再加上科学的知识,他很快就从实验材料上面,得到原因。
有时候,找到原因,就是成功的一半,这些冶炼高炉,在一定程度上面,已经相当的成熟了,加上催化剂,吹风对流系统,这些加在一起,就造就了高炉的神奇,大的毛病没有,只是一些小问题。
接下来,没有再开炉,在2天的时间之中,牛大力带领着大量的人员,进行了最少的100次的各种实验,再一次进行了冶炼。
这一次,赵信就没有参加,他很清楚,从铁匠台到铁匠高炉,看起来,只是一个放大和是缩小,可是其中的技术难度一点都不小,他从后世的知识,还有卡牌系统,可以减少这个过程,但是不经过大量的实验,肯定不行。
第二次同样也失败了,可是良品率提升到了70,同时质量上面也稳定了,就算不挑选,也会有60左右,可以直接使用。
这样的效率,加上成品率,实际上,已经达到了一定的程度,就算是废品,也可以投入到高炉之中继续冶炼,不会怎么浪费,可是牛大力还不满意,继续的研究。
天赋出众的牛大力,在冶铁方面,天赋极强,他把后世的知识给融会贯通,再加上每一次,赵信都会过来检测一下,把比较完整的检测报告交给他。
数据,恐怕是最重要的东西,规律,就从这些数据上面总结出来的,就算是后世,也不可能对每一次的实验材料,进行完善,完整的检测,卡牌系统却可以轻易的做到这一切。
在众多作弊器的帮助下,类似的实验,进行了最少150次,最开始可能是两三天开启一次,其中进行了大量的调整,短短12天时间,6次实验,就让良品率达到了85,品质也相当的一致。
后来,必须用细微和大量的实验,找出规律,就快了很多,有时候,会连续每天开炉10次以上,其中只有非常细微的调整。
同时,在这些时间之中,第二个,第三个,第四个高炉,也依次完成,大小差不多,从5立方一直到7立方左右,越来越大,冶炼也越来越好。
终于,通过了长达1个月,数百次的尝试,仅仅是这些尝试之中,浪费的材料和焦炭,就高达2万贯,更别说这些月俸都超过500贯的大匠,工费和材料费用,总数超过了4万贯,可是最终的结果是喜人。
一套完善的配方做出来了,这个配方适合于15立方以内的炼钢高炉,良品率达到了95左右,品质也基本上达到了57,超越了铁匠作坊大规模生产的品质。
虽然,牛大力依然在为良品率提升而努力,可是赵信已经认可了这个配方,15个立方,这个非常的合适,正好处于相当的级别,925的良品率,也让品质得到了保证。
赵信拍板,一次性建设20座15立方的高炉,按照一次3个时辰冶炼过程,一天24小时不停的话,可以完成4炉,15立方,基本上出钢在110吨左右,这样20座一天的产出,就是 平板电子书吨。
这是一个可怕的数字,依靠着三四万人,数千个铁匠台,才保证了180万吨的年产量,20座高炉,就成功的超越了,大概是一倍左右。
人力上面,也是远少于铁匠台,一个15立方的铁匠高炉,会用到400人左右的,其中,绝大多数是劳力,负责装料,负责沙模,还有最终清理成品的,真正控制冶铁的火候的,只是三四个大匠而已,这就极大的降低了扩张的难度。
就算如此,20座高炉,也不过是 平板电子书0人,人数上,少了四分之三,可是产量却攀升一倍,代表着人均的钢产量提升了8倍。
降低了劳动强度,提升了产量,这很自然的,就会降低成本,不过,就连牛大力,都没有想到,成本会降低这么多。
在这个成本核算,被送到了牛大力这里的时候,早就预料掉,可是最终的数字,还是让牛大力吓了一大跳,4文每斤。
本身,大名铁匠作坊的钢的成本,已经很低了,差不多15文左右,可是通过高炉,集约化的使用能源,再加上合理的添加剂和配合,钢的成本大幅度的降低,可是一下子降低到四分之一的程度,这也太可怕了。
仅仅是依靠这些,以目前拿到的订单,最少是10亿斤的铁,一斤减少11文,就又是千万贯的盈利。
盈利方面,赵信并不关心,他更加关心的是产量,什么棱堡,什么冷兵器,这些在民用的庞大需求之下,根本不算什么。
一条京杭大运河,就彻底的改变了北宋的格局,让北宋的商业发展非常的繁盛的,赵信未来,是准备在定海军开启工业生产的,大量生产出来的东西,必须要以便利的环境,销售到北宋的各地,运河不可能遍布到每一个地方。
同时,赵信也想增加北宋的军事底蕴,一个京杭大运河,直接让北方可以获得整个北宋的强力支持,这也是辽国没办法对北宋下手的根本原因,可是西北薄弱的环境,让北宋背上了沉重的包袱。
交通,方便的交通,不但可以旺盛商业往来,同时也可以加强北宋的战争潜力,跟游牧民族的个体强大不同的是,北宋依靠的应该是制造,当后勤水平更强的前提下,才能够把强大的国力,应用到战争之上。
那么修路就是必须的,赵信当然不可能在北宋建造起高速公路,水泥标号不可能达到,钢铁也差点,可是二级,甚至是三级公路,甚至是最普通的那种水泥路,都可以让北宋交通脱胎换骨,更别说是铁路,当蒸汽机完成的前提下,那是最佳的选择。
这中间,对于钢铁的消耗,是一个天文数字,最差的铁路,每米重量,最少也在15公斤以上,一公里铁路的消耗,超过30吨,普通等级的水泥路,每公里的钢铁消耗也差不多是六七十吨,这个需要看宽度和厚度。
听起来虽然不多,可是北宋如果建设干线铁路和公路的话,最少也是10万公里的规模的,这可能需求就是几百万吨。
这个15立方的炼钢炉,在牛大力的眼里,可能有很多的差别,良品率也没有达到极致,可是从工业生产和成本上,已经差不多了,未来可能的提升是微小,投入却会大幅度的上升,不值得继续下去了。
不过现在,还没有给牛大力找寻新的研究方向,继续研究是没问题,说不定,牛大力可以给予一些惊喜。
第三百零一章 钢铁和底蕴()
在炼钢高炉的帮助下,一下子把钢铁的成本压缩到了极致,这让赵信非常满意,本以为,极限大概是七八文左右,这基本上就是价格相比的后世钢铁的价格,可谁知道,居然会这么低。
赵信绝的,一方面,是这个时代的人工成本,相对而言不高,另外一方面,恐怕就是这个催化剂的作用了。
这个看起来简单,却在历史之中失传的催化剂,居然有这么大的功效,在简陋的,只是最初钢铁高炉的前提下,就能够达到4文的水准,未来,伴随着技术的提升,比如说,一次性1000吨,甚至2000吨的大型平炉,再比如说,使用氧气吹顶,甚至是转炉的工艺,那不是意味着的价格会更低。
赵信对于钢铁了解不多,可是牛大力却非常了解,在他简单的介绍之下,赵信才发现,没有那么简单。
高炉对比铁匠台,有巨大的提升,成本也可以降低到很低的程度,可是铁匠台,还是必不可少。