五月二十五日,李植看著十幾個德州來的坩堝匠人,遞上了兩塊石頭。
以前李植一直讓蔡懷水去德州購買燒玻璃和煉鋼用的坩堝。實際上,李植已經成為德州坩堝匠人的頭號客戶。
這次李植要建設煉鋼轉爐,乾脆出高價把這些人請來,讓他們到範家莊來為李植建造轉爐爐襯。
這些年得了李植天量的坩堝訂單,這些德州人顯然都富起來了。此時十幾個匠人一個個衣著體麵麵色紅潤,一看就是生活富裕的人群。
那幾個坩堝匠人看了看李植遞過去的石頭,捏了捏,說道:“國公爺!這是白雲石和高嶺石!”
李植聽到這句老道的話,讚賞地看了看這幾個德州人,暗道這不愧是為自己生產了無數煉鋼坩堝的匠人。實際上李植為了找到較為純淨的白雲石和高嶺石花費了不少工夫,專門雇傭二十多個人在山東找礦,找了兩年多才找到。
有了這兩項材料,李植才能做出合格的轉爐爐襯。
十幾個坩堝匠人將李植的兩塊石頭轉遞著看,一個個都忍不住點頭稱讚。李植這兩塊石頭純度很高,是難得的好礦石,和一邊山野裡可以找到的普通礦石大不一樣。
李植等這些技術人員都看了一遍礦石,才說道:“我要你們用這兩種礦石為我做一個大型高爐爐襯。”
聽了李植的話,一個德州匠人好奇問道:“用高嶺石做爐襯我們明白,這高嶺石高熱時候十分堅韌,是製作坩堝的好材料。但是為什麼要用白雲石呢?”
其實明人所謂的白雲石就是碳酸鈣鎂。這種礦石雖然也同樣耐受高溫,但相對於高嶺石來說更加稀少,而且加工難度也更大。李植之所以要采用這種材料和高嶺石一起做轉爐內襯,是因為氧化鎂可以耐受堿性鋼水。
磷是鋼中有害雜質之一。含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂,稱為“冷脆”。鋼中含碳越高,磷引起的脆性越嚴重。一般普通鋼中規定含磷量不超過0.045%,優質鋼要求含磷更少。
但是大自然的鐵礦石中不含磷的極少。相應的,李植能在大明市麵上買到的煉鋼材料生鐵中,也必然含有大量的磷。這些磷元素溶在鋼水中會形成堿性環境。隻有使用白雲石製作堿性爐襯,才能在煉鋼過程中把磷除掉。
原先的曆史上,1856年貝塞麥發明了酸性轉爐煉鋼法。但酸性轉爐煉鋼不能脫磷。1879年托馬斯發明了能處理高磷鐵水的堿性轉爐煉鋼法,才讓歐洲各國都能大規模生產普通鋼材。李植采用的就是這種堿性轉爐法。
不過這些煉鋼知識李植卻不準備和新來的匠人說得太細,李植淡淡說道:“我的煉鋼高爐需要這樣的內襯,你們用這個白雲石和高嶺石做出耐受高溫的襯壁便是。”
坩堝匠人又抓著白雲石把玩了一陣,最後說道:“我們可能還要在爐襯裡用上一些黑滑石。”
李植點了點頭,說道:“可以!”
坩堝匠人們得到李植的許可,便去馬車上取工具和材料,準備在李植提供的一間廠房裡搭建爐子,燒製高爐內襯了。李植站在一邊看了看,見他們帶來的工具和材料極多,足足有五輛馬車。
“這個轉爐內壁要多久才能做出來?”
為首的坩堝匠人摸了摸腦袋,說道:“怕是要一個月!”
李植點了點頭,不再多說。
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李植召集了三十個在坩堝煉鋼作坊工作了多年的工匠,在尚未有設備入駐的轉爐鋼廠廠房裡豎起一塊黑板,向工匠們傳授新的煉鋼知識。
這三十人是李植準備用於轉爐煉鋼的新班底,李植準備讓他們明白轉爐煉鋼的原理,有助於他們更好的冶煉鋼材。
李植舉起一塊熟鐵和一塊木炭,說道:“首先大家需要明白的是,鐵中都有碳。所謂熟鐵,就是含碳量極低的鐵,而所謂生鐵,是含碳量超過百分之二的鐵。而含碳量介乎熟鐵和生鐵之間的,我們稱之為鋼。”
這個道理聽眾們早就聽李植說過,此時隻不過又聽了一次。
“所以煉鋼便自然有兩種辦法,一種是增加熟鐵的含碳量。另一種就是減少生鐵的含碳量。我們的轉爐煉鋼法,采用的就是第二種方法,將生鐵的含碳量降低。”
“我們利用鼓風機將空氣從頂部吹入融化的鐵水中,鐵水中的碳和雜質在高溫下和空氣反應,生成二氧化碳和其他物質。二氧化碳會隨著空氣一起帶走,而其他的雜質,則會和我們的造渣劑一起形成爐渣。”
“這些雜質在和空氣中燃燒的時候放出大量的熱,會讓整個融化的鐵水始終處於沸騰狀態。所以在整個煉鋼過程中隻需要加熱鐵水一次,然後鐵水就會一直處於高熱狀態。此時加入氧化鈣等造渣劑造渣,就能改善鋼水的質量。”
“所謂造渣,大家都明白,說到底就是調整鋼、鐵中雜質的操作。目的是把雜質變成爐渣,把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下,並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。”
這三十個煉鋼工人都是坩堝煉鋼作坊的老工人了,聽了李植的話,都基本明白了轉爐煉鋼的原理。李植說完一段話就看看聽眾的反應,工人們則不斷地點頭,表示他們聽懂了。
李植看著自己這些老工人,覺得自己發展轉爐煉鋼不會遇到太大的問題。畢竟自己的坩堝煉鋼作坊已經運行那麼多年了,工人們對如何管理這沸騰的鐵水,如何造渣都有一套心得。李植稍微一提點,這些工人就能舉一反三。
李植在黑板上用粉筆用力一點,最後說道:“當然,鋼液在靜止狀態下,夾雜物上浮和排除的速度較慢。我們的鼓風機風力有限,光靠鼓風機頂吹無法讓反應快速完成。我們必須使用工具對轉爐進行攪拌。所以我們的每台轉爐需要兩台蒸汽機。一台負責頂吹,一台負責攪拌。”