第三百二十五章 正儿八经的钢！（1 / 1）
火红色高温铁水接触废钢，似如海浪般翻涌飞溅，剧烈沸腾，待在炉前安全区域之外的工人们只觉一股滚滚热意扑面而来，笼罩全身。这是钢铁的炽热。根据地所用废钢绝大多数来自收购，以太行实业公司的名义，通过高价方式收购废钢，在陕西和山西建立了一条类似后世废旧金属回收产业链，无论是根据地百姓，亦或者根据地之外的商人和百姓，非常乐意把得来的各种废钢卖给太行实业公司。至于这些废钢怎么来的……英雄不问出处，废钢不问来路。凭借太行实业公司建立的这条废钢收购产业链，根据地电炉钢厂才有源源不断的废钢供应，当前试验炉废钢供应亦然。当然，只要首次冶炼试验成功，便可建立起一条钢锭供应正循环体系，摆脱废钢供应完全依赖于外界收购的处境。“停止注入铁水，加入主渣料和混合熔剂。”待转炉内的铁水高度达到限位值，装入总量约占70%左右，伫立于主控室内时刻观察的余华，立即给出新的指令。收到指令的起重工孙鸿，停止倾倒铁水，将盛铁桶放在限定区域，而后吊运装有造渣料和混合溶剂的漏斗，来到转炉上方，打开底部漏斗，加入渣料。主渣料为石灰石，混合溶剂则是生白云石和萤石。前者用于脱磷和脱硫，乃是转炉炼钢法主造渣剂，缺陷在于容易出现熔解缓慢的情况，后者类似催化剂，加速石灰熔解成渣，并降低钢水喷溅，两者缺一不可。钢水喷溅可不是开玩笑的，稍不注意，就有可能引起致命的生产事故。三种辅助冶金材料，经过冶金学界无数科学家一次又一次次试验，耗费无数资金和心血，甚至血的代价才最终得来。伴随着三种造渣原料添加进转炉，炉体内部顿时发生变化，石灰石在高温和助熔剂作用之下，与铁水混合，不断吸收其中的硫磷元素。整个钢铁冶炼过程之中，硅和碳属放热元素，锰属于有益元素性质，即可在钢水之中降低其含量，亦可增加锰冶炼高锰钢，磷硫属于有害元素性质，必须尽可能去除或降低其成分含量。磷的主要害处在于降低钢的塑性和韧性，使之出现冷脆性，而硫的主要害处在于使钢热脆性变大。“炉体回转垂直，空分机供应氧气，氧枪高枪位。”余华见状，转头向主控室的两名操作员命令道。主控室设立两个操控台，一个负责转炉，一个负责氧枪，整座试验炉拥有正式操作资格的人员，包含余华在内总共三人。一般而言，氧枪喷头与转炉液态熔池表面之间的高度分为高中低三处，吹炼效果不同，高枪位化渣，中枪位降低喷溅，快速脱碳，低枪位化二渣，按照造渣方法不同制定枪位配置。造渣分为单渣法和双渣法，单渣法通常在冶炼过程中只造一次渣，枪位选择高+中结合。双渣法顾名思义，在冶炼过程中造两次渣，枪位先用高+中，再用低+中，冶炼过程复杂，通常用于硅钢和炮钢的冶炼。首次冶炼试验选择的是单渣法，暂时不上双渣。得到余华的命令，经过重重选拔和严格培训的年轻转炉操作员点了点头，面容严肃，双手紧握操纵杆，缓缓前推，以每秒两度左右的转动速度，使得转炉回归九十度垂直角。“嗡！”与此同时，处于最低功率怠速状态的空气分离设备，逐渐提升到最高功率，满负荷运转，向试验炉全力供应纯氧。这边，随着转炉垂直正对上方的氧枪，年轻操作员控制氧枪上升处于最高枪位，三孔喷头瞄准一片火红的转炉内部，待气压表显示的工作氧压达到8个标准大气压，随即按下供氧按钮。顷刻间，一道尖锐而高频的声响，顿时响彻厂房，进入所有人耳畔。高压纯氧于金属管道内高速向前运动，顷刻间达到音速，跨越短短数米距离来到拉瓦尔喷管结构的喷头部位，由于气流截面积陡然增加，纯氧运动速度和压力激增，瞬间提升一个数量级，从几百米每秒来到数公里每秒。前进，冲击！三股氧气流似如长剑般直刺转炉，吹拂于铁水表面，纯氧与高温铁水产生最剧烈和最直接的氧化反应，铁水温度迅速暴增。氧气转炉炼钢法的主热源，基本来自于入炉铁水的物理热与化学热，温度约一千三百摄氏度左右，配合高纯度氧气吹炼产生的氧化左右，最终温度能够达到一千七百摄氏度左右，无须补给额外热量，如此方可节约能源。比起当前世界工业国主流的平炉炼钢，氧吹炉炼钢工艺技术领先的地方绝不仅仅只是产量。试验炉内，正值吹炼初期的铁水化学成分不断变化，硅和氧气生成二氧化硅，向外释放高额化学热，铁水之中硅含量以肉眼可见的速度降低，随后，石灰石与助熔剂等渣料加速熔解化渣，于铁水表面形成一层薄薄的高碱性炉渣。有了这层炉渣开始，铁水内部杂质元素似如找到家般，迅速靠拢凝聚，炉渣厚度增加。时间慢慢推移，两分钟过后，伴随着铁水之中的硅降低到最低程度，锰和磷相继进入高温氧化放热阶段，使得铁水温度进一步升高，使得熔池温度控制在1550摄氏度左右。到了这一步，整个吹炼过程已经来到中期阶段。现在，铁水之中的硅、锰、磷和硫等杂质元素，已经在高温和渣料、助熔剂作用之下，统统转化为高品质炉渣。炉渣的好坏，可以客观反映钢水质量和洁净度，从某种意义上讲，炼钢就是连渣。“下降到中枪位，冷循环功率达到最高，对铁水进行快速脱碳。”主控室内，余华抬起右手，看着手表显示的时间，已经过去十分钟，随即向氧枪操作员给出指令。按照余华构建的试验炉钢水冶炼动态数学模型，经过十分钟吹炼的铁水，内部化学杂质已经转换为炉渣，现在要做的就是把铁水转变成钢水！铁变钢，核心在于碳含量。碳含量低于0.25%的钢叫做低碳钢，力学性能较低，一般称之为‘软钢’。碳含量在0.25%—0.65%区间的叫做中碳钢，具有良好的力学性能和化学性能，主要应用于各种机械零件，军工领域生产所需的枪管钢，炮钢，装甲钢等等特种钢材，皆是基于中碳钢框架延伸改进，添加各种改善材料力学性能的有益元素，例如锰、镍、钨、铬、钼、钒等，成为人们常说的合金钢和结构钢。另外，素有钢铁贵族之称的硅钢，同属于中碳钢框架。含碳量在0.6%—1.7%区间的叫做高碳钢，业内常称之为工具钢，具有极佳的力学性能和化学性能，但韧性和塑性较低，通常用作金属切削工具，例如车刀、铣刀、铰刀、镗刀等等刀具。当然，与中碳钢一样，添加各种有益元素可以使其成为高碳合金钢，例如高碳钨钢，高碳锰钢等等。而首次冶炼试验选择的目标，便是应用最广泛的中碳钢。“是！”年轻氧枪操作员立即点头，操控氧枪喷头下降高度，由于缺乏炉内实时观察设备，氧枪喷头的具体位置，仅能通过操控台的下降速率人为估算，基本以感觉就可以的感觉作为判断标准。很不正规，但胜在实用。毕竟罗马不是一天建成的，这些钢铁厂配套设施和仪器，得一步一步发展才能拥有，一步登天无异于痴人说梦。事实上，除了氧枪喷头高度不能精确控制之外，还有钢水成分和碳含量无法动态精确测量等等问题存在，动态精确测量可以随时随地掌握钢水的成分和碳含量，某种元素少了，那就添加，某种元素多了，那就降低，如此达到冶炼专属钢种的目标。然而，试验炉还不具备这个条件，首次冶炼试验完全依赖于余华构建的钢水冶炼数学模型计算数据，如果数学模型和现实之间差距甚远，那便意味着试验失败。这边，氧枪操作员心中计算下降速率，感觉喷头差不多下降到中枪位高度，随即按下暂停开关。转炉上方，与中枪位误差约五厘米的氧枪喷头，持续喷出高超音速状态的纯氧，以更高的冲击力冲击熔池铁水，使之翻滚搅拌，进入快速脱碳阶段。熔池铁水在纯氧冲击下沿顺时针快速运动翻涌，内部碳元素不断生成一氧化碳和二氧化碳，一股股棕色有害烟雾冒出，沿着排气管道而行，通过烟囱向外排出。塞上明珠榆林，第一次有了重工业的味道。这是污染，亦是……希望！……五分钟过后，处于快速脱碳阶段的熔池内，温度来到1600摄氏度，铁水含碳量持续下降，最终突破2%关键节点。现在，铁水转变为钢水。但还不够！余华面色平静，双眼注视转炉，脑海思维计算机启动，调用70%以上的计算资源，持续推演钢水冶炼数学模型，引入所有变量因素和相关数据，实现最大限度模拟现实转炉内部反应。1.5%碳含量，高碳钢区间。1.3%碳含量，高碳钢区间。0.8%碳含量，高碳钢区间。0.59%碳含量，进入中碳钢。“停止供氧！”脑海之中钢水碳含量达到0.55%，转瞬，右手高高举起的余华，勐地放下，向氧枪操作员给出指令。早已准备就绪的氧枪操作员，毫不犹豫按下开关，关闭供氧。“嗡！”氧枪供氧时极具穿透力的尖锐轰鸣声消失，厂房内忽然间陷入短暂的安静，唯有转炉内钢水翻滚和空气分离机运转声。待在四周的工人和战士们经过短暂愣神，立马反应过来，明白发生了什么，面露激动之色，全部严阵以待。最重要的时刻来了！“炉体倾转，挡渣球准备，出钢水。”余华没有耽搁，抬手看了看时间，向转炉操作员和各个生产小组下达新的命令。钢水冶炼数学模型的碳含量数据最终定格于0.55%，力学性能和化学性能优于电炉钢厂所炼电炉钢20%以上，完全可以满足单杠柴油机活塞、曲轴、齿轮和低膛压迫击炮管需求。当然，这是模拟计算结果，实际误差值究竟是多少并不清楚，余华希望误差值能在1%以下。总冶炼耗时33分钟，现在，出钢水，浇铸原形钢锭。杨志和一众红军战士们凝望试验炉，俗称‘钢包’的盛钢桶来到出钢水口，内部装有脱氧剂，与此同时，转炉操作员控制炉体倾转角度，挡渣球装置进入准备状态。挡渣球装置，主要防止钢渣与钢水大量混合，由七十年代日本冶金界设计，结构上就是一颗由白云石和铁芯构成的球体，技术含量一般，设计极为精妙，余华毫不客气把这个精妙设计用了起来。此时此刻，所有人屏气敛息，连大气都不敢喘。出钢口金属挡板打开，一团红色火焰似如爆炸般轰然冒出，向上翻腾，声势浩大，还未等众人反应过来，短短一秒过后，炽热且滚烫的钢水沿着沟槽快速流淌，进入位于正下方的钢包之内。“出来了，钢水出来了！”看着这一幕，最近距离的工人和战士热泪盈眶，情不自禁发自源于内心最深处的呼唤。钢水，象征着未来的钢水，历史性的时刻悄然诞生。看着源源不断流淌而出的钢水，在场每一个人似如着了魔般，全都陷入痴迷状态，一股莫名之感自灵魂深处涌动，传遍全身，呈明黄色极度耀眼的钢水远远比任何绝世美女更具吸引力。它是如此的澎湃有力，它是如此的明媚动人……钢水出炉的消息一经传出，如同重磅炸弹般席卷三岔湾所有人，整个三岔湾瞬间沸腾起来，无数军工局工人和红一师战士们激动万分，以各自的方式庆祝此刻。