我的科學時代 第二百五十七章 只要鋤頭揮得好，沒有牆腳挖不倒！

    自主冶煉！

    無論是生產製造75毫米火炮，還是105毫米榴彈炮，材料問題必須實現自主生產，光靠買永遠成不了氣候。

    別人想什麼時候卡你脖子，就什麼時候卡你脖子，和平時期賣你一噸三萬銀元，面對如此高價你沒有任何辦法，戰爭時期直接斷供，你同樣沒有辦法。

    而這，就是目前國內鞏縣、漢陽、太原三大兵工廠面臨的頭等問題，太原兵工廠能造105毫米榴彈炮及炮彈，鞏縣和漢陽能造75毫米山野炮及炮彈，其炮管所用之炮鋼，百分百依賴於進口。

    隨著全面抗戰爆發，中華對外連接通道會迅速中斷，一旦兵工廠炮鋼消耗完畢，就會陷入無鋼可用的尷尬狀況。

    到時候，價格昂貴不說，就算能買到炮鋼，又能買到多少？

    一千噸，還是一萬噸？

    要知道，高強度炮鋼屬於特種鋼鐵類型，與迫擊炮所用鋼材有著極大差距，對於任何一個可以生產炮鋼的國家而言，這種高端金屬是絕對的頂級戰略資源，一旦遇到緊急情況會大概率中斷炮鋼流出。

    中華永遠不可能靠著買而強盛，自主生產是唯一的選擇。

    而這，正是余華必須研發氧吹爐和電渣重熔技術的原因。

    不能因為暫時能買到便放棄自主研發，更不能因為日本人的潛在威脅而不敢研發。

    當然，余華並不準備把氧吹爐和電渣重熔交給南京，當前適合這兩項技術的目標，唯有根據地。

    根據地能以最快速度將氧吹爐和電渣重熔技術投入使用，並且將其用好。

    若是交給南京，最終結果只有一個，泄露給日本人。

    「氧氣頂吹轉爐技術？讓我想想，如果我沒記錯的話，鋼鐵行業已經淘汰了轉爐煉鋼工藝，目前全世界主流煉鋼法全是平爐煉鋼，只有極少數落後國家例如蘇聯及加盟國採用轉爐煉鋼工藝，余華，你應該明白轉爐煉鋼的自身缺陷。」莊前鼎聽到自主研發這番話，面容露出短暫的錯愕表情，隨即反應過來，感受到余華眼中的認真與嚴肅，隨即回應道。

    莊前鼎可不是隨便用個專業詞語就能糊弄的普通老百姓，他是橫跨諸多領域的頂級專家，關於冶金工程和煉鋼領域，莊前鼎的學術水平雖然達不到歐美頂級冶金學家的程度，但作為資深冶金學家毫無問題。

    放在國內，可謂首屈一指。

    轉爐煉鋼，這種已經淘汰的煉鋼工藝，他可謂熟悉的不能再熟悉。

    世界上最早誕生的現代煉鋼法便是轉爐煉鋼，1856年貝斯麥發明底吹酸性轉爐煉鋼法，可以生產大量鋼鐵，令鋼鐵從高貴的奢侈品轉變為廉價消耗品，促進歐洲第二次工業革命。

    不過，這種貝斯麥轉爐存在巨大缺陷，由於無法去除硫和磷，原料要求極其嚴格，必須是優質的低磷低硫鐵礦石。

    問題來了，全歐洲哪兒去找大量的低硫低磷鐵礦？

    不得已，人們只能繼續追求新的煉鋼法，不久之後，冶金學家托馬斯發明鹼性轉爐，通過呈鹼性的耐火磚爐襯和生石灰，使得整個冶煉過程在鹼性環境下進行，鐵礦石的磷與石灰石結合融入鋼渣，解決鐵礦石高磷問題，使得原料要求猛地下降一個程度，最終令第二次工業革命的發展到達高潮，成為歐洲乃至世界主流的煉鋼法。

    然而，托馬斯鹼性轉爐仍舊存在致命問題，這種鹼性轉爐對生鐵成分有嚴格要求，且不能大量使用廢鋼。

    是的，不能大量使用廢鋼。

    由此導致了市面上廢鋼越來越多，多到人們不得不重視且解決的程度，到了1888年，法國人馬丁利用蓄熱原理，創造鹼性平爐。

    平爐煉鋼對原料要求低，容量大，生產種類多，無論是生產工藝難度，還是生產成本，遠遠高於鹼性轉爐。

    平爐煉鋼一經問世，迅速取代鹼性轉爐成為主流煉鋼法。

    就目前而言，轉爐煉鋼的缺陷依舊沒有解決，不能大量用廢鋼，轉爐必須採用鹼性爐，若不然就得使用低硫低磷的鐵礦石。

    無論是哪種，皆不符合國內情況。

    中華鐵礦含硫量不算特別高，但絕對不符合貝斯麥轉爐的原料要求，用鹼性轉爐吧，問題在於不能大量用廢鋼。

    余華聽到莊前鼎這番話，面色不便，迅速拿起剛才的筆和紙，迅速書寫起來，這是整個氧氣煉鋼內部的變化規律和反應過程，通過數學模擬計算的過程。

    還是那句話，能用數學說話，就絕不用嘴多逼逼。

    數分鐘過後。

    「教授，這是學生經過計算的轉爐氧氣吹煉內部金屬成分的變化規律和反應過程，可以作為參考，利用氧氣的氧化性，不僅鐵水的含碳量和雜質成分會迅速降到標準範圍內，且大量氧化反應為放熱反應，既可以促進燃料燃燒，亦可加速煉鋼效率。」

    余華將滿是化學符號和漢字的草稿紙，遞向面前的莊前鼎：「氧氣煉鋼可以彌補轉爐煉鋼法所有的缺陷。」

    莊前鼎點了點頭，面色肅穆，接過已經寫有一系列數據的草稿紙，雙眼透出一股前所未有的審視之色，以專業的學術角度去對待這份草稿紙。

    嚴謹，苛刻！

    這種新型煉鋼法必須通過最嚴謹的論證與測試。

    轉爐氧氣吹煉內部金屬成分的變化規律和反應過程：

    設煉鋼原料為：鐵水、廢鋼、生鐵及鐵合金。

    鐵水溫度為：1250攝氏度。

    鐵水成分含矽、錳、碳、磷、硫。

    造渣材料：石灰、白雲石、螢石。

    氧化劑為氧氣、鐵礦石。

    冷卻劑：廢鋼。

    矽的氧化規律：吹煉初期，由於矽與氧的親和力大，會大量氧化，在氧化反應過程中釋放熱量，為爐內主熱源之一。

    在保證供氧的情況下，爐內矽元素會在5分鐘內氧化到很低的水準，且直到吹煉結束也不會產生矽的還原。

    反應式如下：

    2（Cao）+（2FeO·SiO2）=（2CaO·SiO2）+2(FeO)

    2（FeO）

    「有點意思」莊前鼎眉頭挑了挑，繼續看了下去。

    錳在吹煉初期會迅速氧化，但氧化速度低於矽，氧化放熱屬爐內次級熱源之一，反應方程式如下。

    碳在吹煉初期生成一氧化碳和二氧化碳，鐵水碳含量迅速降低，反應方程式如下。

    磷的氧化規律表現為吹煉過程中的脫磷速度，在氧化反應過程釋放熱量，為爐內主熱源之一，脫磷反應方程式如下

    時間慢慢流逝，莊前鼎表情由鄭重向凝重轉變。

    余華看著陷入深思的莊教授，沒有出聲打擾，他知道這篇草稿紙記載的內容，對於這個時代的鋼鐵行業和冶金學家有著堪比重磅炸彈般的威力。

    確切的說，應該是核武器。

    利用氧氣煉鋼的概念早已流傳於冶金學界，氧氣比空氣具有無與倫比的優越性，這是所有冶金學家夢寐以求的煉鋼法，事實上，早在1856年貝斯麥創造轉爐煉鋼的時候，就開創了利用氧氣煉鋼的設想。

    之所以未能實現的緣故，很簡單，技術條件不允許。

    從氧氣煉鋼的設想到首次工業化應用，歷史上整整花費了150年時間。

    到十五分鐘過後，莊教授終於放下草稿紙，雙眼看向余華，一副見了鬼的表情。

    震撼，

    驚訝，

    不可思議，

    還有疑惑。

    他無法想像，余華是如何做到的。

    「莊教授？」余華適時詢問道。

    「很早就知道氧氣煉鋼的好處，沒想到利用氧氣煉鋼的效率竟然會達到這種程度，爐內反應只需要20分鐘，這是氧氣煉鋼工業化應用的一大步，余華，就憑藉這張草稿紙，你就能立即成為一名炙手可熱的冶金學家。」莊前鼎感慨道：「真不知道你是怎麼做到的。」

    作為理論資深冶金學家的莊前鼎，當然曉得氧氣煉鋼的設想，只不過，這個設想已經被冶金學界很多人忽視，在沒有解決大規模製取氧氣的情況下，談氧氣煉鋼都是妄想。

    整個冶金學界，僅有極少數人在堅持氧氣煉鋼的道路。

    而余華這份氧氣煉鋼的變化規律和反應過程，理論層面非常詳細和全面，反應方程式極其嚴謹，每一個數據全部正確，即便連莊前鼎都找不到挑刺的地方。

    這張草稿紙，堪稱氧氣煉鋼向工業化應用的突破性進展。

    「學生在聽了您講過的煉鋼發展和平爐煉鋼工藝，又去圖書館尋找冶金工程的書籍，最終基於貝斯麥先生的氧氣煉鋼構想，用數學模擬了這個過程。」余華解釋道。

    莊前鼎心中感慨過後，立即回到理性狀態，想要實現氧氣煉鋼還有兩個核心問題需要解決：「余華，氧氣煉鋼好是好，不過，如果利用氧氣煉鋼的話，你該如何解決氧氣的製取與吹送？目前不具備大量製取氧氣的基礎條件，工程上也沒有找到一種行之有效的氧氣吹送方法，按照這張紙上的2T級轉爐，每噸金屬每分鐘供氧強度必須達到1.5立方米的要求，對氧氣吹送是一個嚴格考驗。」

    怎麼實現氧氣的製取和吹送？

    製取和吹送是一個動態過程，一旦開始煉鋼，那就意味著24小時運轉，氧氣的製取總量必須滿足煉鋼需求總量，氧氣的吹送則需要確保安全且時刻流動。

    《我有一卷鬼神圖錄》

    工作原理誰都會，技術上則是一個超級大難題。

    「教授，氧氣的製取與吹送，學生採用空分設備和氧槍予以解決。」余華面容嚴肅，對於莊前鼎教授給出的兩個關鍵問題，給出答案：「目前，這兩項技術的研製進度非常可觀，學生已經研發出滿足要求的氧槍，能將氧氣以超音速噴射出去，進入爐內實現氧氣吹煉，這是氧槍和轉爐的簡圖。」

    話落，右手執筆，在草稿紙上勾勒出三孔噴頭氧槍和轉爐的簡圖，氧槍包含內部結構。

    莊前鼎接過氧槍簡圖，看了一下內部結構，多年的機械工程經驗告訴他，這個氧槍能夠滿足氧氣吹送的要求。

    結構巧妙，頂吹方式簡單方便，整個設計堪稱完美。

    「機械工程角度沒有問題，這是一套非常優秀的設計，空分設備呢？每小時制氧量能到多少？」莊前鼎予以高度的評價和贊肯，目光看向余華，連忙問道。

    言語透出一絲急切，想要知道余華在空分設備上有沒有突破性進展。

    純氧製取來自於空分設備和實驗室電解，這是常識。

    不過，莊前鼎很清楚世界範圍內的空分設備，全都達不到氧氣煉鋼的標準，當然，如果錢多的話，倒是能用笨辦法，一台不夠上十台，只要能湊夠轉爐煉鋼的氧氣需求總量。

    假設工業級氧氣轉爐30噸級，每噸金屬每分鐘耗氧量3立方米，每小時氧氣需求總量為5400立方米，按照目前最先進的空分設備每小時制氧15立方米計算，只需要360台空分設備就夠了。

    儘管從投資成本上來說這是一個災難，但至少能勉強運轉不是？

    「這就是學生面臨的難題，我採用渦輪增壓進氣結構，令壓縮機進氣量達到每小時1014立方米，但活塞式壓縮結構無法處理如此大量的空氣，必須採用一種全新的壓縮結構，學生的知識儲備不夠，暫時沒想到哪種壓縮結構符合要求，只能過來求助您。」余華透露自己面臨的難題，而後作揖行禮。

    「記不記得我第四節機械工程選修課的內容？」

    聽到這個問題，莊前鼎愣了一下，臉上浮現一抹淡淡的微笑，朝著余華說道。

    「第四節機械工程選修課」

    余華陷入思索，腦海迅速給出這節課的相關知識點，猛地反應過來：「教授，您的意思是，汽輪機？」

    「對，汽輪機本質上屬於透平機，以工質區分類型，以水為工質叫水輪透平機，以蒸汽為工質叫汽輪透平機，以燃氣為工質叫燃氣輪透平機。」

    莊前鼎點頭說道：「既然你已經採用了渦輪增壓作為進氣結構，為什麼不採用類似結構的透平機作為壓縮結構。」

    「學生受教了，我犯了一個思維僵化的錯誤，沒有靈活運用知識。」余華聞言，頓時怔住，瞬間反應過來自己的問題。

    不是沒有適合的壓縮結構，而是他腦子沒反應過來，依舊停留於藉助參考資料的層面，在失去參考資料，甚至沒有參考資料的情況下，他忽然有些不知所措。

    這個思維僵化的反應，對於一名普通穿越者而言極為正常，但對於從事基礎科學和應用科學研究的余華而言，則是徹徹底底的低級錯誤。

    「哈哈，這是正常的，因為你還處於學習階段，不過，也只有現在才讓我感覺你是學生，我是教授，要不然我都以為你小子是一個從事多年機械研究的資深學者。」

    看著致以學生禮儀的余華，三十五歲的莊前鼎發出爽朗笑聲，說道：「接下來你準備怎麼做？」

    「學生想請您加入新型空分設備研究項目，儘快搞定空分設備為氧氣頂吹轉爐技術奠定物質基礎，氧氣轉爐相對於目前平爐煉鋼，有著全方位的碾壓，一座2T級氧氣轉爐鋼鐵年產量理論可達3萬—3.5萬噸，這項技術對中華極其重要。」余華面色尊敬且認真，彎腰，向莊前鼎教授再次行禮，說出自己的想法。

    邀請莊前鼎加入空分設備項目，以及後續的氧吹爐項目。

    這是余華的想法。

    但，整個想法並不完全。

    事實上，余華最終想法是

    挖牆腳！

    挖自己母校的牆腳！

    莊前鼎教授的學業水平和綜合實力堪稱恐怖，橫跨機械、化工、冶金、航空動力等重要領域，擁有雙碩士學位，國立清華機械工程系系主任等資歷，這種尖端級科研人才的重要性不言而喻，如果挖到根據地，將對根據地的工業建立和發展有著極大幫助。

    余華之所以向莊前鼎教授透露氧氣轉爐的秘密，就是打著這個算盤。

    古語云：只要鋤頭揮得好，沒有牆腳挖不倒。

    氧氣轉爐，就是余華的金鋤頭。

    至於挖牆腳目的失敗，是否存在氧氣轉爐泄密的問題，余華並不擔心，他相信自己的判斷，更相信莊教授。

    不好意思了，我的母校，根據地更需要莊教授。

    「加入空分設備項目？」莊前鼎怔了一下，看了一眼余華，陷入思索。

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