我的科學時代 第三百二十五章 正兒八經的鋼！

    火紅色高溫鐵水接觸廢鋼，似如海浪般翻湧飛濺，劇烈沸騰，待在爐前安全區域之外的工人們只覺一股滾滾熱意撲面而來，籠罩全身。

    這是鋼鐵的熾熱。

    根據地所用廢鋼絕大多數來自收購，以太行實業公司的名義，通過高價方式收購廢鋼，在陝西和山西建立了一條類似後世廢舊金屬回收產業鏈，無論是根據地百姓，亦或者根據地之外的商人和百姓，非常樂意把得來的各種廢鋼賣給太行實業公司。

    至於這些廢鋼怎麼來的

    英雄不問出處，廢鋼不問來路。

    憑藉太行實業公司建立的這條廢鋼收購產業鏈，根據地電爐鋼廠才有源源不斷的廢鋼供應，當前試驗爐廢鋼供應亦然。

    當然，只要首次冶煉試驗成功，便可建立起一條鋼錠供應正循環體系，擺脫廢鋼供應完全依賴於外界收購的處境。

    「停止注入鐵水，加入主渣料和混合熔劑。」待轉爐內的鐵水高度達到限位值，裝入總量約占70%左右，佇立於主控室內時刻觀察的余華，立即給出新的指令。

    收到指令的起重工孫鴻，停止傾倒鐵水，將盛鐵桶放在限定區域，而後吊運裝有造渣料和混合溶劑的漏斗，來到轉爐上方，打開底部漏斗，加入渣料。

    主渣料為石灰石，混合溶劑則是生白雲石和螢石。

    前者用於脫磷和脫硫，乃是轉爐煉鋼法主造渣劑，缺陷在於容易出現熔解緩慢的情況，後者類似催化劑，加速石灰熔解成渣，並降低鋼水噴濺，兩者缺一不可。

    鋼水噴濺可不是開玩笑的，稍不注意，就有可能引起致命的生產事故。

    三種輔助冶金材料，經過冶金學界無數科學家一次又一次次試驗，耗費無數資金和心血，甚至血的代價才最終得來。

    伴隨著三種造渣原料添加進轉爐，爐體內部頓時發生變化，石灰石在高溫和助熔劑作用之下，與鐵水混合，不斷吸收其中的硫磷元素。

    整個鋼鐵冶煉過程之中，矽和碳屬放熱元素，錳屬於有益元素性質，即可在鋼水之中降低其含量，亦可增加錳冶煉高錳鋼，磷硫屬於有害元素性質，必須儘可能去除或降低其成分含量。

    磷的主要害處在於降低鋼的塑性和韌性，使之出現冷脆性，而硫的主要害處在於使鋼熱脆性變大。

    「爐體迴轉垂直，空分機供應氧氣，氧槍高槍位。」余華見狀，轉頭向主控室的兩名操作員命令道。

    主控室設立兩個操控台，一個負責轉爐，一個負責氧槍，整座試驗爐擁有正式操作資格的人員，包含余華在內總共三人。

    一般而言，氧槍噴頭與轉爐液態熔池表面之間的高度分為高中低三處，吹煉效果不同，高槍位化渣，中槍位降低噴濺，快速脫碳，低槍位化二渣，按照造渣方法不同制定槍位配置。

    造渣分為單渣法和雙渣法，單渣法通常在冶煉過程中只造一次渣，槍位選擇高+中結合。

    雙渣法顧名思義，在冶煉過程中造兩次渣，槍位先用高+中，再用低+中，冶煉過程複雜，通常用於矽鋼和炮鋼的冶煉。

    首次冶煉試驗選擇的是單渣法，暫時不上雙渣。

    得到余華的命令，經過重重選拔和嚴格培訓的年輕轉爐操作員點了點頭，面容嚴肅，雙手緊握操縱杆，緩緩前推，以每秒兩度左右的轉動速度，使得轉爐回歸九十度垂直角。

    「嗡！」與此同時，處於最低功率怠速狀態的空氣分離設備，逐漸提升到最高功率，滿負荷運轉，向試驗爐全力供應純氧。

    這邊，隨著轉爐垂直正對上方的氧槍，年輕操作員控制氧槍上升處於最高槍位，三孔噴頭瞄準一片火紅的轉爐內部，待氣壓表顯示的工作氧壓達到8個標準大氣壓，隨即按下供氧按鈕。

    頃刻間，一道尖銳而高頻的聲響，頓時響徹廠房，進入所有人耳畔。

    高壓純氧於金屬管道內高速向前運動，頃刻間達到音速，跨越短短數米距離來到拉瓦爾噴管結構的噴頭部位，由於氣流截面積陡然增加，純氧運動速度和壓力激增，瞬間提升一個數量級，從幾百米每秒來到數公里每秒。

    前進，衝擊！

    三股氧氣流似如長劍般直刺轉爐，吹拂於鐵水表面，純氧與高溫鐵水產生最劇烈和最直接的氧化反應，鐵水溫度迅速暴增。

    氧氣轉爐煉鋼法的主熱源，基本來自於入爐鐵水的物理熱與化學熱，溫度約一千三百攝氏度左右，配合高純度氧氣吹煉產生的氧化左右，最終溫度能夠達到一千七百攝氏度左右，無須補給額外熱量，如此方可節約能源。

    比起當前世界工業國主流的平爐煉鋼，氧吹爐煉鋼工藝技術領先的地方絕不僅僅只是產量。

    試驗爐內，正值吹煉初期的鐵水化學成分不斷變化，矽和氧氣生成二氧化矽，向外釋放高額化學熱，鐵水之中矽含量以肉眼可見的速度降低，隨後，石灰石與助熔劑等渣料加速熔解化渣，於鐵水表面形成一層薄薄的高鹼性爐渣。

    有了這層爐渣開始，鐵水內部雜質元素似如找到家般，迅速靠攏凝聚，爐渣厚度增加。

    時間慢慢推移，兩分鐘過後，伴隨著鐵水之中的矽降低到最低程度，錳和磷相繼進入高溫氧化放熱階段，使得鐵水溫度進一步升高，使得熔池溫度控制在1550攝氏度左右。

    到了這一步，整個吹煉過程已經來到中期階段。

    現在，鐵水之中的矽、錳、磷和硫等雜質元素，已經在高溫和渣料、助熔劑作用之下，統統轉化為高品質爐渣。

    爐渣的好壞，可以客觀反映鋼水質量和潔淨度，從某種意義上講，煉鋼就是連渣。

    「下降到中槍位，冷循環功率達到最高，對鐵水進行快速脫碳。」

    主控室內，余華抬起右手，看著手錶顯示的時間，已經過去十分鐘，隨即向氧槍操作員給出指令。

    按照余華構建的試驗爐鋼水冶煉動態數學模型，經過十分鐘吹煉的鐵水，內部化學雜質已經轉換為爐渣，現在要做的就是把鐵水轉變成鋼水！

    鐵變鋼，核心在於碳含量。

    碳含量低於0.25%的鋼叫做低碳鋼，力學性能較低，一般稱之為『軟鋼』。

    碳含量在0.25%—0.65%區間的叫做中碳鋼，具有良好的力學性能和化學性能，主要應用於各種機械零件，軍工領域生產所需的槍管鋼，炮鋼，裝甲鋼等等特種鋼材，皆是基於中碳鋼框架延伸改進，添加各種改善材料力學性能的有益元素，例如錳、鎳、鎢、鉻、鉬、釩等，成為人們常說的合金鋼和結構鋼。

    另外，素有鋼鐵貴族之稱的矽鋼，同屬於中碳鋼框架。

    含碳量在0.6%—1.7%區間的叫做高碳鋼，業內常稱之為工具鋼，具有極佳的力學性能和化學性能，但韌性和塑性較低，通常用作金屬切削工具，例如車刀、銑刀、鉸刀、鏜刀等等刀具。

    當然，與中碳鋼一樣，添加各種有益元素可以使其成為高碳合金鋼，例如高碳鎢鋼，高碳錳鋼等等。

    而首次冶煉試驗選擇的目標，便是應用最廣泛的中碳鋼。

    「是！」

    年輕氧槍操作員立即點頭，操控氧槍噴頭下降高度，由於缺乏爐內實時觀察設備，氧槍噴頭的具體位置，僅能通過操控台的下降速率人為估算，基本以感覺就可以的感覺作為判斷標準。

    fo

    很不正規，但勝在實用。

    畢竟羅馬不是一天建成的，這些鋼鐵廠配套設施和儀器，得一步一步發展才能擁有，一步登天無異於痴人說夢。

    事實上，除了氧槍噴頭高度不能精確控制之外，還有鋼水成分和碳含量無法動態精確測量等等問題存在，動態精確測量可以隨時隨地掌握鋼水的成分和碳含量，某種元素少了，那就添加，某種元素多了，那就降低，如此達到冶煉專屬鋼種的目標。

    然而，試驗爐還不具備這個條件，首次冶煉試驗完全依賴於余華構建的鋼水冶煉數學模型計算數據，如果數學模型和現實之間差距甚遠，那便意味著試驗失敗。

    這邊，氧槍操作員心中計算下降速率，感覺噴頭差不多下降到中槍位高度，隨即按下暫停開關。

    轉爐上方，與中槍位誤差約五厘米的氧槍噴頭，持續噴出高超音速狀態的純氧，以更高的衝擊力衝擊熔池鐵水，使之翻滾攪拌，進入快速脫碳階段。

    熔池鐵水在純氧衝擊下沿順時針快速運動翻湧，內部碳元素不斷生成一氧化碳和二氧化碳，一股股棕色有害煙霧冒出，沿著排氣管道而行，通過煙囪向外排出。

    塞上明珠榆林，第一次有了重工業的味道。

    這是污染，亦是

    希望！

    五分鐘過後，處於快速脫碳階段的熔池內，溫度來到1600攝氏度，鐵水含碳量持續下降，最終突破2%關鍵節點。

    現在，鐵水轉變為鋼水。

    但還不夠！

    余華面色平靜，雙眼注視轉爐，腦海思維計算機啟動，調用70%以上的計算資源，持續推演鋼水冶煉數學模型，引入所有變量因素和相關數據，實現最大限度模擬現實轉爐內部反應。

    1.5%碳含量，高碳鋼區間。

    1.3%碳含量，高碳鋼區間。

    0.8%碳含量，高碳鋼區間。

    0.59%碳含量，進入中碳鋼。

    「停止供氧！」腦海之中鋼水碳含量達到0.55%，轉瞬，右手高高舉起的余華，勐地放下，向氧槍操作員給出指令。

    早已準備就緒的氧槍操作員，毫不猶豫按下開關，關閉供氧。

    「嗡！」氧槍供氧時極具穿透力的尖銳轟鳴聲消失，廠房內忽然間陷入短暫的安靜，唯有轉爐內鋼水翻滾和空氣分離機運轉聲。

    待在四周的工人和戰士們經過短暫愣神，立馬反應過來，明白髮生了什麼，面露激動之色，全部嚴陣以待。

    最重要的時刻來了！

    「爐體傾轉，擋渣球準備，出鋼水。」余華沒有耽擱，抬手看了看時間，向轉爐操作員和各個生產小組下達新的命令。

    鋼水冶煉數學模型的碳含量數據最終定格於0.55%，力學性能和化學性能優於電爐鋼廠所煉電爐鋼20%以上，完全可以滿足單槓柴油機活塞、曲軸、齒輪和低膛壓迫擊炮管需求。

    當然，這是模擬計算結果，實際誤差值究竟是多少並不清楚，余華希望誤差值能在1%以下。

    總冶煉耗時33分鐘，現在，出鋼水，澆鑄原形鋼錠。

    楊志和一眾紅軍戰士們凝望試驗爐，俗稱『鋼包』的盛鋼桶來到出鋼水口，內部裝有脫氧劑，與此同時，轉爐操作員控制爐體傾轉角度，擋渣球裝置進入準備狀態。

    擋渣球裝置，主要防止鋼渣與鋼水大量混合，由七十年代日本冶金界設計，結構上就是一顆由白雲石和鐵芯構成的球體，技術含量一般，設計極為精妙，余華毫不客氣把這個精妙設計用了起來。

    此時此刻，所有人屏氣斂息，連大氣都不敢喘。

    出鋼口金屬擋板打開，一團紅色火焰似如爆炸般轟然冒出，向上翻騰，聲勢浩大，還未等眾人反應過來，短短一秒過後，熾熱且滾燙的鋼水沿著溝槽快速流淌，進入位於正下方的鋼包之內。

    「出來了，鋼水出來了！」看著這一幕，最近距離的工人和戰士熱淚盈眶，情不自禁發自源於內心最深處的呼喚。

    鋼水，象徵著未來的鋼水，歷史性的時刻悄然誕生。

    看著源源不斷流淌而出的鋼水，在場每一個人似如著了魔般，全都陷入痴迷狀態，一股莫名之感自靈魂深處涌動，傳遍全身，呈明黃色極度耀眼的鋼水遠遠比任何絕世美女更具吸引力。

    它是如此的澎湃有力，它是如此的明媚動人

    鋼水出爐的消息一經傳出，如同重磅炸彈般席捲三岔灣所有人，整個三岔灣瞬間沸騰起來，無數軍工局工人和紅一師戰士們激動萬分，以各自的方式慶祝此刻。

    1937年8月3日上午10：20分，世界上由氧氣頂吹轉爐冶煉的第一爐鋼水誕生，地點——中華陝北榆林三岔灣。

    「加入擋渣球，準備好圓錠模具。」余華面色沉穩且冷靜，並不在意周圍工人戰士們的情緒，透過爐口看著爐內熔池已經減少四分之三，繼續說道。

    鋼水出爐值得慶祝，但誰都可以慶祝，唯獨他不能。

    首次冶煉試驗，還沒有結束。

    總調度員點頭，迅速揮舞旗幟，向擋渣球生產組和鋼水澆鑄生產組傳達各自的指令。

    很快，直徑8厘米的擋渣球放入轉爐出鋼口位置上方，抵擋周圍爐渣，與此同時，處於待命狀態的鋼水澆注生產組立即忙碌起來，檢查圓形鋼錠模具有無問題。

    圓形鋼錠模具內徑80毫米，長度2.4米，總共九十套，採用並聯方式連接提高澆注效率，這些圓錠澆注完成將會送往柳樹溝工業區，進行回火鍛壓和軋制，轉變為無縫鋼管，經過一系列處理成為合格的標準迫擊炮管胚料。

    數分鐘過後，鋼水倒完，裝著兩噸明黃色鋼水的鋼包由十噸級行車緩緩吊起，離開轉爐，來到澆注區上空。

    起重組和澆注組不斷溝通聯繫，鋼包逐漸下降高度，來到澆注口上方，角度傾斜，水口對準位置，轉瞬，溫度高達一千五百攝氏度的鋼水頓時流出，沿著澆注口進入一個個圓錠模具之內。

    兩噸鋼水澆注完畢，場面壯觀至極，九十套圓錠模具燃起滾滾烈焰，內部鋼水進入冷卻階段。

    「余副組長，我們接下來要做什麼？」見到下方澆注區的場景，同樣待在主控室內的楊志，出聲好奇道。

    余華聞言，笑著回應道：「等真正的試驗檢測結果，煉出了鋼，那麼首次冶煉試驗通過，進行二十四小時試生產，如果煉的是鐵，那就宣告失敗，找出問題修改。」

    儘管余華非常清楚煉出的是鋼，但在沒有正式試驗檢測結果出爐之前，他必須持以最基本的嚴謹。

    「原來如此，那我們煉出的肯定是鋼。」楊志聞言，點了點頭，一雙目光凝望著澆注區九十套圓錠模具，輕聲呢喃，心中充滿期望。

    按照每套模具二米四長度計算，一根圓形鋼錠能造出四根迫擊炮管，這裡的圓錠理論上能造出三百六十根炮管。

    三百六十根炮管，從某種意義上講，這就是三百六十門迫擊炮！

    廠房內經過第一爐鋼水流出的喜悅之後，再次陷入滿是期待的等待之中，所有人目光聚集於正在冷卻的圓錠模具之上，明白這些成品質量最終決定首次冶煉試驗是否成功。

    是鋼？

    還是鐵？

    圓錠模具內鋼水冷卻結晶，逐漸形成晶粒，幾個小時過後，脫模的時間到了，隨著第一套圓錠模具打開，呈火紅色的圓錠映入眾人眼帘，負責最終試驗結果檢測的兩名工人掄著大錘上前，對著火紅圓錠展開最簡單的質量檢測。

    這個年代檢測是鋼還是鐵，最簡單的辦法就是——砸！

    生鐵會崩碎，鋼鐵會變形。

    「冬冬冬！」大錘狠狠砸在圓錠表面，沉悶而有力的聲音傳出，火紅色圓錠表面微微變形，呈不規則形態的氧化鐵散落，圓錠本體沒有出現任何崩碎現象。

    一錘不足以蓋棺定論，兩名工人在大家注視之下賣力掄著大錘，一次次錘擊圓錠。

    看著圓錠遭受錘擊的表面，圍在四周的戰士們和工人們儘量保持沉默和紀律，可沒過多久，他們再也忍不住心中的情緒。

    這是鋼！

    正兒八經的鋼！

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