第34章 锰钢

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一转眼，已是年关将至。陈志远赴任威海卫三个月，一切都发生了根本性的变化。

刘公岛，本是一座只有一个百户堡的岛屿。岛上西南端是原刘公岛百户所，傍边一个方形港湾，三面环山，西面出海，正是修建船厂的好地方，也是后世麻子井船坞所在地。陈志远也依照后世布局，将船厂建在麻子井海湾。向西延伸的黄岛半岛，修筑了土墙，并在岛西端一座数十米高的小山坡上修建炮台和堡墩。刘公岛东端细长，在东泓半岛小山上，原本有简易的堡墩，陈志远也将其修缮扩大，形成两座炮台，每个炮台安装了五门十六磅炮，射程三里。腹部沿岸，是平坦的海岸线，北面又有旗顶山等山脉拱卫，正是做军港的好地方。陈志远在沿岸修建栈桥，停靠战船。内陆平地后世刘公庙一带修建军营。北面旗顶山和刘公泉侧修建两个哨所，每哨所驻守一个百户，防守北面沿岸。

威海城，如今已扩大两倍有余，街道房屋已和港口连成一体。居住人口足有五万，而且还在不断地向北扩张。城西的九龙河、望岛河，在中上游修建的工厂也相继投产。

钢铁厂一共三座高炉投入生产，其中两座高炉生产铁水，日产六万斤。另外一座则是生产锰铁。

锰铁，是生产锰钢的重要材料。陈志远作为理工男，在后世可是做过化工、冶炼等行业的。就冶炼方面，高炉、侧吹炉冶炼都做过。转炉炼钢、高炉炼镍铁、侧吹炉炼铜、镍、铅，都做过，多年的冶炼生涯，陈志远对锰钢冶炼的工艺流程也了解。

十九世纪，欧洲人便冶炼出含锰低的锰铁，但含锰百分之十三以下的锰铁如玻璃一样脆，一点用途都没有，所以那时人们不愿用它。因为在炼钢中掺入锰，钢虽然变硬了，但同时也变脆了。如果钢中的锰含量达到3.5%，那就脆得如同玻璃一般，一碰就碎。后来，一名英国年轻的冶金学家海费德进行了多次实验，发现当钢中的含锰量增加到13%时，锰钢就变得既坚硬又富有韧性。从此，锰钢身价百倍，成了重要的工业材料。在工业上，钢磨、滚珠轴承等，常用高锰钢制造。在军事上，还用高锰钢来制作坦克和战车的装甲、制作枪管、炮管。而且，高锰钢还有一种奇怪的特性，就是当加热到850c左右的时候，会变得十分柔软，很容易加工。一旦高锰钢含锰14%以上时，还不会被磁铁所吸引。因此，人们用它来做军舰上舵室和一切接近罗盘的钢铁机件。锰钢的用途如此广泛，所以陈志远对锰钢的生产成功，势在必得。

生产锰铁高炉，还延伸了坩埚炼钢等设备。高时要这个从事了四十多年筑炉和炼铁的老匠，如今已经成为钢铁厂的厂长。经过近半年来和陈志远不断的探索和磨合，如今已熟练撑握高炉炼铁整套技术。如今，锰钢生产的整套技术设备也已在摸索中建造出来，试生产已经开始。

锰铁的生产较为简单，就是利用现有的高炉，在炉料中加入锰矿一起冶炼。陈志远给的配料比大约可生产出含锰百分之五十的锰铁。

坩埚炼钢其实就是用石墨黏土制造的坩埚中熔化金属料成为钢水的方法。这个方法是在1742年由英国人亨茨曼发明。他将渗碳铁料做成小块置于封闭的黏土坩埚中，然后在坩埚外面加热，铁料继续吸收石墨中的碳而熔化成为高碳钢水，然后再浇铸成小块钢锭后锻打成所需的形状。

钢在坩埚中熔化时，石墨炭还能起还原剂作用，发生除氧和除杂反应。钢水在坩埚中，氧被石墨碳除去，各种夹杂物密度比钢水小，也能从液态钢中上浮去除。所以生产出来的钢质量最好。但缺点是生产量极小，成本高。直到19世纪末电弧炉炼钢发明后，才逐渐取代了坩埚炼钢的位置。

陈志远的坩埚炼钢，对享茨曼的坩埚炼钢加以改进。坩埚不是直接放在煤火堆上加温，而是筑了一座鼓风炉。而且鼓风炉使用的是焦炭，热值更高。坩埚炼钢也不是直接用金属切料冶炼。而是坩埚内先熔炼铁水，冶炼升温，再放入锰铁锭继续熔炼。

十二月初八，坩埚炼钢开始投入使用。工人们在高时要的指挥之下开始点火，半个时辰之后，坩埚被烧得通红，工人们又往坩埚里倒入五百斤铁水。接着，八个工人用一根铁棍扛着耐火盖盖住坩埚。

“将军，下一步怎么做？”盖好盖子，高时要向在傍边指导的陈志远问道。

“别急，等二刻钟后打开盖子，观察铁水颜色，当铁水颜色由桔黄色变白亮，而且表面有火花区的溅，铁水的温度才达到熔炼要求。等一下，投锰铁时要记住，一百斤铁水投一百二十斤锰铁。现在一个坩埚有五百斤铁水，应该投入六百斤锰铁。现在先预热锰铁，避免锰铁过冷，入炉时发生爆炸。”

“是”

高时要按陈志远要求，将六百斤猛铁放在火堆上烤热。二刻钟时间到了，工人们用铁棍抬开盖子，坩埚里的铁水果然已经变得白亮，铁水表玩无数的火花在飞跌。

“放锰铁！”

高时要一声幺喝，工人们用铁夹夹着锰铁小心地放入铁水里。

“咕噜咕噜…… ”锰铁滑入铁水，本来平静的铁水就沸腾起来，还冒起黑烟。随着锰铁的不停加入，温度下降，冒烟和沸腾的现像消失了。加完锰铁，工人们重新盖上盖子。升温熔炼。

陈志远要求每刻钟都打开盖子观察一篇。

一刻钟后，工人们打开盖子，坩埚里的钢水呈桔红色，而且还在沸腾。陈志远指着钢水教导：“你们看，这钢水桔红色，还在沸腾，原因是钢水温度还不够，锰铁也没完全熔化，所以钢水还在沸腾，盖上盖子，继续升温。”

工人们盖上盖子，又等了一刻钟。打开盖子，钢水的温度上升了许多，表面还溅起一些火花。

“现在温度还不够，继续升温！”

工人们再次盖上盖子，继续升温。直接第四次打开盖子，坩埚里的铁水白亮，发出耀眼的光芒。陈志远才觉得钢水温度应该有1600度了，达到冶炼锰钢所需温度了。

“好了，这样的钢水才能炼出锰钢。现在开始造渣。造渣料有两种，一种是低碳造渣，使用的材料是石灰、白凡土、电石、硅石；另一种是高炭造渣，用的材料是石灰、白凡土、电石、硅石、焦碳。”陈志远向高时要和炼钢工人们介绍造渣材料。

工人们按陈志远要求投入低炭造渣料。钢水随即沸腾冒烟。投完造渣料，工人们停止鼓风进鼓风炉里，形后打开鼓风炉侧门，耙开焦炭，露出坩埚炉侧面的钢水口，再推一段用耐火泥做的铁水槽接到钢水口，然后捅开钢水口，钢水便顺着铁水槽流进预先放好的沙模，形成一块块钢锭。