当他回首往事的时候,不会因为碌碌无为、虚度年华而悔恨,也不会因为为人卑劣、生活庸俗而愧疚。
非著名高级冶金工程师保尔·柯察金也许还曾经说过:金属冶炼自古以来就是帝国核心科技,不传之秘。
末日之后想要尽快恢复到现代化生活水平,冶金工业必须提到重建日程的前列。
自家后院弄个铁匠铺,小打小闹难成大事。咱们需要从小打小闹干成大规模。
当敢死队从城市废墟中回收大量金属之后,工作就可以开始了。
最容易对付的是铝,仅仅木炭就能使其熔化。
取一个金属大桶(比如钢制汽油桶),内部使用耐火黏土烧出内衬。看起来跟街边卖烤红薯的炉子很像。
将回收的废铝与木炭一起放进这个简易熔炉,点火后不停向内鼓风,很快铝就能够熔化,可以直接用来浇铸零件。
如果能够使用水力风箱,这个桶甚至能够熔化钢铁。
对付回收来的大量钢铁,这个桶明显不给力。但可以借助小型熔炉建造大型设备。
如果你还记得咱们曾经提过的涡流效应,完全可以自己造一个超大电磁炉来炼钢。
这个大家伙学名叫做中频感应炉。最外侧为钢制保护壳,内有感应线圈(一般为铜管制成),挨近旧钢材部分也做好耐火内衬(上图中为做钢铁热处理加工所用,可以不需内衬)。
将电源频率提升到300~2000HZ,这个条件下涡流产热能够顺利熔化钢铁。
收集来的废旧钢材在其内部熔化,我们需要鼓入空气(待压力容器技术提升后,鼓入氧气最好)将废钢中的碳元素除尽,再按比例添加碳(焦炭、石墨等)。除碳再行添加是我们掌握实时测量钢水碳含量技术之前,唯一可行的炼钢方案。
一定要注意,回炉的废旧钢材必须严格处理。不含锈迹、不含油污、不含水、无其它金属等等。在吹入氧气的同时,向液态钢水之中放入石灰石,可以很好地将矿渣结合在钢水表面,方便去除。确认炉中钢水几乎不再含碳,停止氧气输送,将定量的碳加入即可。
上一篇讲过电弧焊,咱们把电弧焊机扩展成为一个大型炉子。
这个炉子温度高达3000℃以上,而且能够轻松改变炉内的化学氛围(酸碱度),不仅仅是碳,包括磷、硫等杂质也能很方便去除。这是炼钢质量最高的技术方案,唯一缺点就是建造成本实在太高。
万一末日之后收集来的废旧金属不够了,需要从铁矿石开始,还需要一个全面的流程。
采集到的铁矿石经过粉碎、精选(详见磁性选矿机)、烧结(把矿石粉大概烧成团状)、高炉出铁、炼钢。
非常有必要介绍一下高炉。
图中是我国大炼钢铁时候的高炉,肯定不大靠谱,但也非常接近要求了。
无需钢铁外壳,直接用耐火砖垒起来一个非常高的炉子即可,在其中将焦炭、铁矿石烧结物交叉分层堆放,掺入一定量石灰石,玩命鼓风大火点起来。
不出意外很快就能在出料口收集到火红的铁水,除去矿渣即可转入炼钢流程。
有没有感觉这很像咱们曾经聊过的石灰窑,果然差不多。
铁水放入中频炉或者电弧炉去冶炼有点浪费能源。最节能的方式是转炉。
转炉是一个大型可以转动的钢桶。转炉炉体用钢板制成,也有防火内衬。炼钢时靠铁水自身的温度以及除杂化学反应热加热,不需外加热源。
转炉按内衬耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉。
它也是向炉内鼓入空气(最好是氧气)来进行除杂。相对于电炉,这个炉温不易控制。需要准备一些废钢在炉温过高时加入降温。进气方式可以从顶部吹气,也可以从底部吹气。现在常用顶底复吹,顶部鼓入高压氧气,底部鼓入氮气或氩气,可以使炉内钢水更加均匀。底吹难度很大,需要刚刚好的气压,使气体喷嘴前方生成蘑菇头一样的增生保护壳。这个技术只能等到重建后期再开发。
钢材冶炼合格之后,再经过连铸(热状态下将钢水铸成具有一定形状的连铸坯)、轧钢(将连铸坯轧制成板材、线材、管材等)就可以投入使用。
白手起家,走过上面一套流程,咱们出产的钢材也就堪堪到了地条钢水平。放在今日社会,铁定不合格。用它制造火车、坦克、摩天大楼一定会豆腐渣。不过千万不要灰心,钢铁的质量完全可以依赖这个路径循环提高,不消太久,就能重新迎来又一个钢铁时代。
...The End...
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