都督府工坊内,那台凝聚了无数心血的蒸汽机原型,静静地矗立着,如同一个沉睡的钢铁巨兽。然而,当卡布下令进行第一次点火测试时,残酷的现实,给了所有人当头一棒!
“加压!”卡布紧盯着简易压力表的汞柱。
炉火熊熊,锅炉内的水剧烈沸腾,蒸汽嘶鸣。压力缓缓上升……
“砰——!”
一声沉闷的巨响!伴随着刺耳的金属撕裂声!
只见锅炉侧壁,一处铆接焊缝处,猛地炸开一道狰狞的裂口!滚烫的蒸汽夹杂着热水,如同高压水枪般喷射而出,瞬间将旁边的墙壁打得千疮百孔!整个工坊,弥漫在灼热的水雾之中!
“快退!”王大锤眼疾手快,一把将卡布和几位工匠拉开。
所幸无人重伤,但所有人都惊出了一身冷汗!
卡布脸色铁青,走到炸裂的锅炉前。断裂的钢板边缘,呈现出粗糙的结晶状,显然是材质本身强度不足,在高压下发生了脆性断裂。
“材料……还是不行!”卡布咬着牙,蹲下身,仔细检查着断口。
他脑海中关于材料学的知识飞速运转。这个时代的土法高炉炼出的生铁,含硫、磷等杂质过高,碳含量也极不稳定,导致铸铁强度低、韧性差,脆性大,根本承受不了蒸汽机所需的工作压力!
“大元帅,这……这铁板,已经是咱们工坊能炼出的最好的精铁了……”刘铁锤脸色苍白,声音颤抖。他负责冶炼,如今出了这么大的纰漏,心中惶恐不安。
“不怪你。”卡布站起身,拍了拍他的肩膀,语气沉重,“是我们的基础太薄弱了。蒸汽机是工业的心脏,而材料,就是工业的骨骼和肌肉!没有合格的骨骼和肌肉,再强大的心脏,也无法驱动躯体!”
他环视众人,目光坚定:“蒸汽机的研发,暂时搁置。我们……必须回头,先解决材料的问题!”
“王大锤!刘铁锤!”
“末将(属下)在!”
“随我去炼铁坊!”
新月领最大的炼铁工坊,位于滹沱河畔,利用水力驱动巨大的风箱和锻锤。此刻,炉火依旧通红,但卡布的心情却无比沉重。
他看着工人们将铁矿石和木炭投入高炉,看着炽红的铁水从出铁口流出,注入砂模,冷却后形成粗糙的生铁锭。
“我们的高炉,结构太原始,炉温不够高,无法有效去除杂质。”卡布指着高炉道,“而且,燃料是木炭,热值低,且含有挥发性物质,影响铁质。”
“大元帅,那……该如何改进?”王大锤挠头问道,他对打铁在行,但对这更深奥的冶炼原理,就一知半解了。
“第一,改进高炉结构!”卡布拿起炭笔,在地上画了起来,“增加炉膛高度,改进进风口和烟道,采用热风技术!用耐火砖砌筑,提高炉温!目标是……能将铁矿石完全熔化!”
“第二,改变燃料!”卡布沉声道,“木炭不行,我们要用……焦炭!”
“焦炭?”众人面面相觑。
“对!将煤炭在隔绝空气的条件下高温干馏,得到焦炭!焦炭热值高,杂质少,是理想的冶炼燃料!”卡布解释道,“立刻寻找附近的煤矿,建立焦化厂!”
“第三,也是最重要的,”卡布目光锐利,“调整炉料配比,尝试添加不同的矿物质,改变铁水的成分!”
他脑海中浮现出关于合金钢的知识:“比如,加入一定比例的石灰石,可以脱硫;加入锰矿,可以提高强度和韧性;甚至……可以尝试加入少量的铬、镍……”
当然,铬、镍这些元素,在这个时代极难获取,但锰矿相对容易找到。
“我们要炼制的,不是普通的生铁,而是……高强度、高韧性的‘工程铸铁’!甚至是……初级意义上的‘钢’!”卡布斩钉截铁地说道。
“工程铸铁?钢?”刘铁锤等工匠听得目瞪口呆。钢,在他们认知中,是千锤百炼才能得到的宝贝,怎么可能直接炼出来?
“没错!”卡布重重点头,“这将是一场革命!一旦成功,我们不仅能造出合格的蒸汽机锅炉和气缸,我们士兵的刀剑铠甲,将更加锋利坚固!我们工匠的工具,将更加耐用!我们建设的桥梁房屋,将更加牢不可破!”
他看向王大锤和刘铁锤,语气不容置疑:“立刻调集所有最好的铁匠和窑工!成立‘材料攻关小组’,我亲自负责!我们要在最短的时间内,吃透高炉炼铁和焦炭炼制技术,并试验出合格的工程铸铁配方!”
“需要什么资源,尽管开口!要人给人,要钱给钱!”
“是!大元帅!”王大锤和刘铁锤感受到卡布的决心,热血沸腾,齐声领命。
接下来的日子,炼铁工坊成了卡布最常待的地方。高炉被推倒重建,新的焦化窑开始冒烟。卡布带着工匠们,不断地调整着矿石、燃料、熔剂的配比,记录着每一次冶炼的温度、时间和铁水的成分、性能。
失败,失败,再失败!炸炉、铁水凝结、铸件脆裂……问题层出不穷。堆积如山的废铁锭,见证了过程的艰辛。
但卡布没有气馁。他凭借脑海中的知识,一次次分析失败原因,调整方案。工匠们也被这种严谨的科学态度和百折不挠的精神所感染,日夜奋战。
直播间的标题,也变成了:【基础决定上限:主播死磕材料学,工业革命基石!】
弹幕充满了鼓励:
【材料是工业之母!】【主播这是要搞异界版鞍钢啊!】【焦炭!热风炉!牛逼!】【这才是硬核种田!】【失败是成功之母!】【期待第一炉好钢!】
终于,在经历了不知道多少次失败后……
这一天,新的高炉再次出铁。赤红的铁水,流入特制的模具中。冷却后,工匠们小心翼翼地取出铸件。
卡布拿起一柄大锤,用力砸向一块铸铁试块。
“铛——!”
一声清脆的金属交击声!试块上只留下一个浅浅的白印,并未碎裂!
“韧性!有韧性了!”刘铁锤激动地大喊!
卡布又拿起另一块,进行抗拉和抗压测试,数据远远超过了之前的生铁!
“成功了!大元帅!我们成功了!”工匠们欢呼雀跃!
卡布看着手中这块泛着青灰色金属光泽、强度韧性俱佳的“工程铸铁”,长长地舒了一口气,脸上露出了疲惫却欣慰的笑容。
材料学的瓶颈,终于被砸开了一道裂缝!
虽然这只是万里长征的第一步,距离真正的优质钢材还有很远,但至少,制造蒸汽机所需的基础材料,已经看到了希望的曙光!
“立刻用这批新铸铁,重新铸造锅炉和气缸!”卡布下令,“蒸汽机项目……重启!”
工业革命的引擎,在攻克了材料的壁垒后,再次点燃了希望之火!而卡布深知,这仅仅是一个开始,接下来,还有更多、更艰难的技术高峰,等待着他去攀登!
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