明末工程师

  五月二十五日，李植看着十几个德州来的坩埚匠人，递上了两块石头。

  以前李植一直让蔡怀水去德州购买烧玻璃和炼钢用的坩埚。实际上，李植已经成为德州坩埚匠人的头号客户。

  这次李植要建设炼钢转炉，干脆出高价把这些人请来，让他们到范家庄来为李植建造转炉炉衬。

  这些年得了李植天量的坩埚订单，这些德州人显然都富起来了。此时十几个匠人一个个衣着体面面色红润，一看就是生活富裕的人群。

  那几个坩埚匠人看了看李植递过去的石头，捏了捏，说道：“国公爷！这是白云石和高岭石！”

  李植听到这句老道的话，赞赏地看了看这几个德州人，暗道这不愧是为自己生产了无数炼钢坩埚的匠人。实际上李植为了找到较为纯净的白云石和高岭石花费了不少工夫，专门雇佣二十多个人在山东找矿，找了两年多才找到。

  有了这两项材料，李植才能做出合格的转炉炉衬。

  十几个坩埚匠人将李植的两块石头转递着看，一个个都忍不住点头称赞。李植这两块石头纯度很高，是难得的好矿石，和一边山野里可以找到的普通矿石大不一样。

  李植等这些技术人员都看了一遍矿石，才说道：“我要你们用这两种矿石为我做一个大型高炉炉衬。”

  听了李植的话，一个德州匠人好奇问道：“用高岭石做炉衬我们明白，这高岭石高热时候十分坚韧，是制作坩埚的好材料。但是为什么要用白云石呢？”

  其实明人所谓的白云石就是碳酸钙镁。这种矿石虽然也同样耐受高温，但相对于高岭石来说更加稀少，而且加工难度也更大。李植之所以要采用这种材料和高岭石一起做转炉内衬，是因为氧化镁可以耐受碱性钢水。

  磷是钢中有害杂质之一。含磷较多的钢，在室温或更低的温度下使用时，容易脆裂，称为“冷脆”。钢中含碳越高，磷引起的脆性越严重。一般普通钢中规定含磷量不超过 0.045%，优质钢要求含磷更少。

  但是大自然的铁矿石中不含磷的极少。相应的，李植能在大明市面上买到的炼钢材料生铁中，也必然含有大量的磷。这些磷元素溶在钢水中会形成碱性环境。只有使用白云石制作碱性炉衬，才能在炼钢过程中把磷除掉。

  原先的历史上，1856年贝塞麦发明了酸性转炉炼钢法。但酸性转炉炼钢不能脱磷。1879年托马斯发明了能处理高磷铁水的碱性转炉炼钢法，才让欧洲各国都能大规模生产普通钢材。李植采用的就是这种碱性转炉法。

  不过这些炼钢知识李植却不准备和新来的匠人说得太细，李植淡淡说道：“我的炼钢高炉需要这样的内衬，你们用这个白云石和高岭石做出耐受高温的衬壁便是。”

  坩埚匠人又抓着白云石把玩了一阵，最后说道：“我们可能还要在炉衬里用上一些黑滑石。”

  李植点了点头，说道：“可以！”

  坩埚匠人们得到李植的许可，便去马车上取工具和材料，准备在李植提供的一间厂房里搭建炉子，烧制高炉内衬了。李植站在一边看了看，见他们带来的工具和材料极多，足足有五辆马车。

  “这个转炉内壁要多久才能做出来？”

  为首的坩埚匠人摸了摸脑袋，说道：“怕是要一个月！”

  李植点了点头，不再多说。

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  李植召集了三十个在坩埚炼钢作坊工作了多年的工匠，在尚未有设备入驻的转炉钢厂厂房里竖起一块黑板，向工匠们传授新的炼钢知识。

  这三十人是李植准备用于转炉炼钢的新班底，李植准备让他们明白转炉炼钢的原理，有助于他们更好的冶炼钢材。

  李植举起一块熟铁和一块木炭，说道：“首先大家需要明白的是，铁中都有碳。所谓熟铁，就是含碳量极低的铁，而所谓生铁，是含碳量超过百分之二的铁。而含碳量介乎熟铁和生铁之间的，我们称之为钢。”

  这个道理听众们早就听李植说过，此时只不过又听了一次。

  “所以炼钢便自然有两种办法，一种是增加熟铁的含碳量。另一种就是减少生铁的含碳量。我们的转炉炼钢法，采用的就是第二种方法，将生铁的含碳量降低。”

  “我们利用鼓风机将空气从顶部吹入融化的铁水中，铁水中的碳和杂质在高温下和空气反应，生成二氧化碳和其他物质。二氧化碳会随着空气一起带走，而其他的杂质，则会和我们的造渣剂一起形成炉渣。”

  “这些杂质在和空气中燃烧的时候放出大量的热，会让整个融化的铁水始终处于沸腾状态。所以在整个炼钢过程中只需要加热铁水一次，然后铁水就会一直处于高热状态。此时加入氧化钙等造渣剂造渣，就能改善钢水的质量。”

  “所谓造渣，大家都明白，说到底就是调整钢、铁中杂质的操作。目的是把杂质变成炉渣，把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。”

  这三十个炼钢工人都是坩埚炼钢作坊的老工人了，听了李植的话，都基本明白了转炉炼钢的原理。李植说完一段话就看看听众的反应，工人们则不断地点头，表示他们听懂了。

  李植看着自己这些老工人，觉得自己发展转炉炼钢不会遇到太大的问题。毕竟自己的坩埚炼钢作坊已经运行那么多年了，工人们对如何管理这沸腾的铁水，如何造渣都有一套心得。李植稍微一提点，这些工人就能举一反三。

  李植在黑板上用粉笔用力一点，最后说道：“当然，钢液在静止状态下，夹杂物上浮和排除的速度较慢。我们的鼓风机风力有限，光靠鼓风机顶吹无法让反应快速完成。我们必须使用工具对转炉进行搅拌。所以我们的每台转炉需要两台蒸汽机。一台负责顶吹，一台负责搅拌。”