鋼鐵是怎樣煉成的

鋼鐵是怎樣煉成的

當他回首往事的時候,不會因為碌碌無為、虛度年華而悔恨,也不會因為為人卑劣、生活庸俗而愧疚。

非著名高級冶金工程師保爾·柯察金也許還曾經說過:金屬冶煉自古以來就是帝國核心科技,不傳之秘。

末日之後想要儘快恢復到現代化生活水平,冶金工業必須提到重建日程的前列。

自家後院弄個鐵匠鋪,小打小鬧難成大事。咱們需要從小打小鬧幹成大規模。

當敢死隊從城市廢墟中回收大量金屬之後,工作就可以開始了。

最容易對付的是鋁,僅僅木炭就能使其熔化。

取一個金屬大桶(比如鋼製汽油桶),內部使用耐火黏土燒出內襯。看起來跟街邊賣烤紅薯的爐子很像。

鋼鐵是怎樣煉成的

將回收的廢鋁與木炭一起放進這個簡易熔爐,點火後不停向內鼓風,很快鋁就能夠熔化,可以直接用來澆鑄零件。

如果能夠使用水力風箱,這個桶甚至能夠熔化鋼鐵。

對付回收來的大量鋼鐵,這個桶明顯不給力。但可以藉助小型熔爐建造大型設備。

如果你還記得咱們曾經提過的渦流效應,完全可以自己造一個超大電磁爐來鍊鋼。

鋼鐵是怎樣煉成的

這個大傢伙學名叫做中頻感應爐。最外側為鋼製保護殼,內有感應線圈(一般為銅管制成),挨近舊鋼材部分也做好耐火內襯(上圖中為做鋼鐵熱處理加工所用,可以不需內襯)。

將電源頻率提升到300~2000HZ,這個條件下渦流產熱能夠順利熔化鋼鐵。

鋼鐵是怎樣煉成的

收集來的廢舊鋼材在其內部熔化,我們需要鼓入空氣(待壓力容器技術提升後,鼓入氧氣最好)將廢鋼中的碳元素除盡,再按比例添加碳(焦炭、石墨等)。除碳再行添加是我們掌握實時測量鋼水碳含量技術之前,唯一可行的鍊鋼方案。

一定要注意,回爐的廢舊鋼材必須嚴格處理。不含鏽跡、不含油汙、不含水、無其它金屬等等。在吹入氧氣的同時,向液態鋼水之中放入石灰石,可以很好地將礦渣結合在鋼水錶面,方便去除。確認爐中鋼水幾乎不再含碳,停止氧氣輸送,將定量的碳加入即可。

上一篇講過電弧焊,咱們把電弧焊機擴展成為一個大型爐子。

鋼鐵是怎樣煉成的

這個爐子溫度高達3000℃以上,而且能夠輕鬆改變爐內的化學氛圍(酸鹼度),不僅僅是碳,包括磷、硫等雜質也能很方便去除。這是鍊鋼質量最高的技術方案,唯一缺點就是建造成本實在太高。

萬一末日之後收集來的廢舊金屬不夠了,需要從鐵礦石開始,還需要一個全面的流程。

採集到的鐵礦石經過粉碎、精選(詳見磁性選礦機)、燒結(把礦石粉大概燒成團狀)、高爐出鐵、鍊鋼。

非常有必要介紹一下高爐。

鋼鐵是怎樣煉成的

圖中是我國大鍊鋼鐵時候的高爐,肯定不大靠譜,但也非常接近要求了。

無需鋼鐵外殼,直接用耐火磚壘起來一個非常高的爐子即可,在其中將焦炭、鐵礦石燒結物交叉分層堆放,摻入一定量石灰石,玩命鼓風大火點起來。

不出意外很快就能在出料口收集到火紅的鐵水,除去礦渣即可轉入鍊鋼流程。

有沒有感覺這很像咱們曾經聊過的石灰窯,果然差不多。

鐵水放入中頻爐或者電弧爐去冶煉有點浪費能源。最節能的方式是轉爐。

鋼鐵是怎樣煉成的

轉爐是一個大型可以轉動的鋼桶。轉爐爐體用鋼板製成,也有防火內襯。鍊鋼時靠鐵水自身的溫度以及除雜化學反應熱加熱,不需外加熱源。

轉爐按內襯耐火材料性質分為鹼性(用鎂砂或白雲石為內襯)和酸性(用硅質材料為內襯)轉爐。

它也是向爐內鼓入空氣(最好是氧氣)來進行除雜。相對於電爐,這個爐溫不易控制。需要準備一些廢鋼在爐溫過高時加入降溫。進氣方式可以從頂部吹氣,也可以從底部吹氣。現在常用頂底復吹,頂部鼓入高壓氧氣,底部鼓入氮氣或氬氣,可以使爐內鋼水更加均勻。底吹難度很大,需要剛剛好的氣壓,使氣體噴嘴前方生成蘑菇頭一樣的增生保護殼。這個技術只能等到重建後期再開發。

鋼材冶煉合格之後,再經過連鑄(熱狀態下將鋼水鑄成具有一定形狀的連鑄坯)、軋鋼(將連鑄坯軋製成板材、線材、管材等)就可以投入使用。

鋼鐵是怎樣煉成的

白手起家,走過上面一套流程,咱們出產的鋼材也就堪堪到了地條鋼水平。放在今日社會,鐵定不合格。用它製造火車、坦克、摩天大樓一定會豆腐渣。不過千萬不要灰心,鋼鐵的質量完全可以依賴這個路徑循環提高,不消太久,就能重新迎來又一個鋼鐵時代。

...The End...

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