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第十三章 橡胶、钢铁、机床

第十三章 橡胶、钢铁、机床 (第2/2页)

但是天然橡胶有个很大的缺陷,那就是遇热或在阳光下曝晒后,就会迅速变软并且发粘。
  
  这导致天然橡胶的用途非常有限,主要用来制作雨具和弹球玩具。
  
  直到后来有人发现,只要适当的加入硫磺并加热,就能够去除天然橡胶遇热变软和发粘的缺陷。
  
  也就是硫化橡胶。
  
  于是橡胶的应用范畴迅速扩张了起来。
  
  包括绝缘防水的橡胶手套和衣服以及鞋子、电缆的绝缘外皮、充气式的轮胎和耐磨的外胎、管道和设备用密封橡胶圈、橡胶和乳胶避孕套等生活和工业用的橡胶制品就很快涌现出来了。
  
  以至于形成了一个市场潜力巨大的新产业。
  
  四组开始折腾橡胶之后,朱简烜也给二组和三组安排了新的任务。
  
  二组负责摸索提高钢铁冶炼效率的方法。
  
  朱简烜给的方向是钢铁联合冶炼,关键是使用蒸汽机预加热鼓风和吹气。
  
  大明本来就有高炉炼铁技术,崇祯朝以前就有人用焦炭炼铁。
  
  现在的炼铁技术的主要问题是效率低,成本高。
  
  炼一吨生铁需要消耗将近十吨煤,热量利用率可能不到百分之五。
  
  在原有的历史上,提高高炉效率的方法是鼓风,关键是要将常规的冷风改为热风。
  
  往炉内吹冷风的情况下,相当于一边加热一边降温,不但非常浪费热量,还会降低总体的炉温上限。
  
  只需要使用炉火烘烤鼓风的管道,加热被吹入高炉的空气的温度,就能迅速降低煤炭消耗。
  
  按照历史经验,只要将吹入的空气加热到一百二十度以上,就可以将冶炼每吨生铁的耗煤量降低一半。
  
  再设计专门的密封加热炉膛,再添加时刻保持红热的钢铁格栅,将空气温度进一步升高,还能将耗煤量再降低一半。
  
  到了十九世纪末期的时候,冶炼一吨生铁已经只需要一吨半煤炭了。
  
  有了初步炼化的生铁后,还要进一步将生铁转化成钢材,才能更加广泛的应用于工业生产。
  
  钢和铁本质上是相同的材料,两者在性能上的巨大差距,主要是由含碳量多少导致的。
  
  含碳量最高的生铁脆而硬,含碳量极低的熟铁软而韧。
  
  钢则介于生铁和熟铁之间,同时拥有生铁的部分硬度,又有熟铁的部分韧性。
  
  所以钢材适合制作各种武器和工器具。
  
  了解了这样的基本物质特性差异和原因后,就能想到一个非常简单粗暴的炼钢法了:
  
  继续向融化的生铁水中吹气。
  
  空气中的氧气与铁水中的碳反应,在铁水本身的高温作用下燃烧,变成一氧化碳和二氧化碳飞出去。
  
  就能得到一炉钢水或者熟铁水了。
  
  所以钢铁联合冶炼的过程中,炼钢的环节不需要用燃料加热,只需要一个用于反应的容器。
  
  这个容器叫空气转炉。
  
  将高炉融化的铁水直接倒进转炉,向炉子中吹气反应后倒入模具,冷却凝固后就变成钢锭了。
  
  这个原理其实与炒钢法是一样的,可以看作是炒钢法的工业化方案。
  
  其中最困难的点在于控制吹气反应时间。
  
  因为反应时间过长,铁水中的含碳量过低,得到的就不是钢了,而是柔软的熟铁。
  
  三组的新任务,首先是参考现有的军用大型水力镗床,制造以蒸汽机驱动的同类大型军用镗床。
  
  设计用于生产枪管的小型机床,以及相对通用化的工业机床。
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