工业发展里,想要造出来更好的工业产品,就需要更优秀的原材料,更优秀的加工方式。
而工业产品、工业材料、生产工艺这三者彼此促进,相互影响的,工业想要进步,缺一不可。
而其中又以材料最为重要。
原料是什么?是机床里的刀具,是尖端产品里的核心零部件。
而有了这些东西,才谈得上改进工艺,提升加工精度。
有了高精度零部件,才有精密仪器这种工业产品。
对于现在的大周王朝来说同样如此,现在大周王朝的机械产业发展非常的循序,各种乱七八糟的机械频繁出现在工业生产当中,但是经过几年的野蛮发展后,机械工业,尤其是生产各类车床等工业机床的机械厂商们,发现客户们提出来了越来越高的加高要求。
对刀具有更高的要求,对机床本身的强度方面也有更高的要求。
除了工业需求外,军方方面一直都是对现在的盔甲、武器的质量太渣而有所抱怨。
尤其是盔甲,这玩意还是普通铁片呢,而军方一直想要直接大批量使用钢材制作盔甲。
铁甲和钢铁,那可是两个概念!
但是吧,如果是纯手工生产钢甲,价格太贵,军方不乐意,所以也是委托了工业界这边,看看能不能找到一个更高效,更廉价的方式来获得钢材。
而周王朝里的铁产量虽然很大,但是钢材料却是一直比较少,而且质量也难以控制。
为此,国子监理工学院那边折腾了许久后,经过郭东岩的指点,弄出来了这么一个石墨坩埚。
不为别的,就为了炼高性能钢!
就算练出来的高性能钢无法后世钢材相提并论,产量也算是比较小,但是再怎么样比原始手段练出来的钢质量好啊,产量高啊。
传统的百炼钢,你顶多用来当刀剑用。
但是坩埚炼钢弄出来的钢材,是可以批量使用作为价格比较昂贵的工具用钢使用的。
而这就值得周王朝的工业界重视了。
至于说廉价的熟铁和低碳钢,其实周王朝的钢铁厂里也有提炼。
方法很简单的,就是把古代的炒钢法改进了一下。
原理没啥变化,唯一有变化的就是小炉变大炉,然后人力变机械,以提高产能,稳定质量,降低成本。
毕竟人力搅拌哪有水利机械直接带动搅拌来的稳定快速啊!
这种被周王朝的钢铁业界称之为搅钢法的炼钢方式,虽然弄出来的钢材质量很渣,而且对工匠经验要求比较高,有时候弄出来一堆熟铁,有时候弄出来一堆低碳钢。
目前周王朝里的诸多钢铁制品,甭管是刀剑并且还是盔甲,基本用的都是用这种方式练出来的熟铁或低碳钢。
运气如果好,同时工匠的技术水平高的话,哪怕是用这种方式也能得到中碳钢和高碳钢,毕竟用这方法炼钢,看技巧的同时更看运气……
运气好了,还真能搞出来高碳钢!
而这也是目前周王朝里比较大规模获得高碳钢的唯一方式!
然而,这对于周王朝而言依旧是不够,远远不够!
这就这么点靠运气爆出来的高碳钢,根本就不够偌大的大周王朝使用,所以,周王朝现在迫切的需求更多的高性能钢。
坩埚炼钢法,就是他们的解决方式。
主持试验的国子监理工学院的化学教授裴良哲着前方的铁炉,这一整套铁炉设备都是他亲自设计的,而边上的鼓风机那也是国子监机械系专门打造的。
而这一切,都是为了批量得到高碳钢。
不是什么普通的钢材,而是高碳钢,能够充当工具用钢的优秀材料!
这个时候,他边上的一个年轻人道:“现在温度已经到了,现在铁水已经液化了!”
“现在准备出炉了!”
裴良哲看着前头的坩埚上几乎没有杂质的铁水被导出,也是松了口气,这第一步算是完成了,而后续的话,还需要按照他设计的流程进行进一步的脱碳热处理等工序步骤,这样才能得到可以锻造变形的钢。
而不是坚硬到无法加工的钢!
而这一系列的工作也比较漫长。
而裴良哲等人也是一直等着。
一直等到了第一块成品钢原料成功生产出来后,裴良哲才是松了口气。
“经过硬度测试和其他测试,这种钢材完全达到了我们的需求,而且这种工艺生产的速度也比较快,一天能反复生产三到四次!”
“一炉产铁虽然比较少,但是持续生产的情况下,单炉年产量依旧可以达到十五吨以上。”
“也就是说,如果我们建造一座拥有一百个坩埚炉的炼钢厂,我们每年就能够获得最少一千五百吨以上的高碳钢,这不单单能够满足我们的工具用钢需求,还能满足我们的部分军用高碳钢的需求。”
裴良哲听罢点头:“年余努力,总算是完成了,后续你们看着进行技术改进吧。”
裴良哲是不打算继续折腾这坩埚了,这玩意虽然好,但是不是裴良哲理想中的炼钢法。
裴良哲坚定的认为,钢材是可以廉价大量生产的,甭管是什么高碳钢还是低碳钢又或者是中碳钢。
因为这些东西,本质上来说只是含碳量多寡的问题而已。
如果能够随意调整钢料中的含碳量,那么要啥样的钢就能弄出来什么样的钢。
但问题是,他没办法准确的调整钢料里的含碳量,同时还要保持低成本啊。
其他不说,仅仅是一个高温就难以解决。
想要让铁水彻底融化,那需要的温度可高了去,这需要的燃料就是一笔庞大的数字。
而庞大的燃料消耗,也就意味着成本难以降低。
同时其他方面也得控制成本。
比如坩埚炼钢,别看他简单,但实际上坩埚的成本很高的,燃料耗费也很大的,这综合起来,坩埚炼钢的成本其实不低,其生产出来的钢材作为工具用钢,军用钢来说成本还能接受,但是用来当冲普通用钢,那是不可行的。
太贵,用不起!
再说了,坩埚炼钢的产量也不大,一座一百炉的钢厂不停生产,一年也才只能弄个千把吨而已。
因此哪怕坩埚炼钢练出来的钢材质量更好,但是受到成本高产量小等因素,其生产出来的高碳钢是没办法普及的,只能作为工具钢,武器用钢等高价值产品的原料使用。
但是,大周王朝现在也需要更多便宜好用的钢材料啊。
所以最近一年来,国子监理工学院里的钢铁研究小组,在裴良哲的带领下,除了研究如何搞出来高碳钢外,同时还在研究如何大规模的廉价量产钢铁。
不说什么标准钢材了,再不济也要能量产熟铁啊!
其产量的目标不是多少斤,也不是多少吨,而是多少万吨!
如果不是为了产能的话,可以直接用坩埚炼钢法了,实在不行,动用大量工匠直接手工反复锻打,想要多少碳含量的都可以给你敲出来……
中间你还可以加点其他什么东西,弄个多金属合金钢来。
但是想要大规模量产廉价钢,那难度可大多了。
裴良哲的研究小组,过去一年多对着各种可行性反复折腾,对着现在的一系列炒钢工艺进行深度研究,这考虑来考虑去也就没啥头绪。
这让裴良哲非常头痛,这要是迟迟弄不出来这量产廉价钢铁的办法,这可如何对得起陛下的亲自教导。
裴良哲可不是什么普通的技术人员,他可是大周王朝里最早一批知道铁、碳是什么玩意的人。
最早知道钢铁其实就是铁碳合金的少数几个人。
他在凤鹤山随营学堂时期就已经进入学习,乃至最早的一批理科班学生,随后留在了随营学堂理科班任教。
后续成立国子监理科班,他作为早期的理工人才之一,被调往国子监理科班任教,主要教授化学。
后续国子监分拆,分别成立了国子监文学院,国子监理工学院两所独立的学院。
裴良哲也就顺势成为了国子监理工学院的化学系主任,正教授,正三品。
别看人家是个老师,但是人家是正儿八经的官员,有品级的……
去年教育改革,正式把官办学校里的老师群体纳入官吏品级体系,而且品级还不低……
比如刚担任普通县小学里的普通教师,那么就是从九品了,若干年后,哪怕职务没变动,也可以升品级的,当然一般也不可能升的太高。
普通学校里的老师品级基本上对比的是地方官府的里的官员,普通老师就相当于普通科员,校长那基本上也相当于一个县下属的行政机构里的负责人了。
高等学院里的老师们,那品级就要高得多了,国子监理工学院里的最低等的助教,起步就是正七品。
如果是科研成果接触,直接被委任为教授的话,哪怕只是副教授,那么也能直接获得从四品的官身。
而正教授从三品起。
所以,国子监理工学院里的老师们,其实都是清一色的官员,正七品到从二品不等,暂时还没有正二品以上的教授。
作为一个正三品的教授,裴良哲一直却是都有自知之明。
他能有今天,并不是因为有多么优秀,而是因为他从龙的早!
这一点,他知道外人也知道,甚至他那些在学识上已经超过自己的学生们都知道!
但是,他不甘心啊!
他是没科研天赋,但是不代表老子不能带着你们这些科研天才搞科研啊!
坩埚炼钢法不就是这么搞出来的吗!
整个研究过程里,他其实没怎么亲自解决一些重大的难题,但是他却调了足够并且适合的人手去解决了这些难题。
最终,他们成功了!
但是,这依旧有人不服气!