夏天南问:“那灰口铁好在哪里呢?”
“白口铁太脆,容易炸膛,而且硬度高、耐磨,不易加工,导致炮身和炮膛内部粗糙不平,为了顺利发射炮弹,就必须把炮弹直径造的远远小于炮管口径,这样造成炮弹和炮管之间的游隙过大,气密性差,威力、射程、精度都大幅度下降。灰口铁的碳以片状石墨形态存在,断口呈灰色,凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。由于片状石墨存在,故耐磨性好,铸造性能和切削加工较好,石墨对刀具还有润滑作用。”
林伟业想了想:“用你能懂的话来说,灰口铁具备了白口铁坚硬耐磨的优点,但是没有其缺点,用它铸造的大炮基本没有裂纹,脆性适中,不容易炸膛,最关键之处在于易于加工,大炮就可以用刀具切削加工的很光滑,炮膛和炮弹之间的游隙减少,炮弹的直径就可以接近炮管口径,气密性非常好,威力、射程、精度就远远大于白口铁造的大炮。这么说,你能了解吗?”
夏天南揉了揉发胀的脑袋,“我这么理解对不对:白口铁铸造的大炮虽然硬但是很脆,容易炸膛,而且不好加工,非常粗糙,打炮时容易漏气,威力小射程近,打的也不准;灰口铁铸造的大炮完全相反,硬而不脆,非常耐操,不会炸膛,而且容易加工,不会漏气,威力大射程远,打的也准?”
林伟业击掌叫好:“完全正确,高材生的理解能力果然不是盖的。”
“既然如此,为什么不弄灰口铁呢?在这里啰里啰嗦些什么?”夏天南很不解。
林伟业叹了口气:“哪有那么容易,要是容易的话,清朝不会到了鸦片战争时期还用白口铁铸炮了。高质量的灰口铁直到19世纪才能大量产出,欧洲直到拿破仑时期还是以铜铸炮为主。”
“这个我听说过,铜铸炮在炼铁业不发达的时候是最好的铸炮材料,可是铜很贵,不划算。话说回来,琼州产铜吗?”
“整个中国铜的产量都不算太高,琼州石碌铁矿有伴生铜矿,不过产量也不高。而且在古代中国,铜是贵金属,是制作钱币用的,欧洲一门铜炮的价格相当于五门同样的铁炮,在中国就远不止这个比例了。用铜来铸炮,你这个资本家舍得?”林伟业揶揄他。
夏天南自然表示了反对:“舍不得,我不做亏本生意。”
不过还有个原因夏天南没说,他心中有个长远计划,铜是战略物资,是与货币挂钩的贵金属,用来铸炮是暴餮天物。现在时机不成熟,这个计划暂时不告诉林伟业。
林伟业不知道他的小算盘,只是做进一步的技术分析。
“灰口铁的关键在于硅,含硅量大于1%就能得到灰口铁,小于1%则是白口铁,而炉温是还原硅的关键,炉温低于1500度就无法得到灰口铁,而传统的木炭炼铁炉温不会超过1300度,得到的只能是白口铁。”
夏天南直指问题的关键,“那么如何提高炉温?”
林伟业仔细考虑了一番,他努力把现代化的钢铁生产线剔除出自己脑海,代换成17、18世纪的高炉,考虑了各种因素后,他谨慎地回答了夏天南的疑问。
“由于没有蒸汽机,提高炉温的方法就是用焦炭代替木炭,建造蓄热室,用水力代替蒸汽机鼓风,采用预热鼓风技术,这样应该可以得到含硅量较高的灰口铁。蓄热室、鼓风等技术上的问题可以通过实践慢慢攻克,问题不大。”
“可焦炭的问题比较麻烦,琼州只出产褐煤,这是一种煤化程度很低的劣质煤,不适合炼焦。炼焦一般用烟煤,中国最大的烟煤产地在山西,可是离我们太远,沿海省份当中只有我老家山东的烟煤产量比较可观,不过对我们来说仍然鞭长莫及,明王朝不可能让我们去开采煤矿的,那里还是朝廷的腹心之地,离北直隶很近。”
夏天南所有所思:“你负责技术,实施的事情交给我。不过,你确定挖个煤一定得去山东这么远吗?”
林伟业一摊手:“广东也产煤,可是储量太少,而且不是浅层矿,以我们的技术,勘探不到。山东有几个煤矿是很容易勘探开采的浅层矿,所以……”
夏天南拍了拍手说:“明白了,山东的事可以纳入长远规划,先说眼前,没有焦炭就不能铸炮吗?没了张屠夫,就得吃带毛猪吗?”
“办法其实也有,就是将白口铁石墨化退火处理。也就是缓慢加热后控制在一定速度冷却,就能得到可锻铸铁,欧洲人叫展性铸铁,比灰口铸铁有更好的塑性和韧性,硬度和韧性接近于优质碳素钢,而且比钢更好加工……”
夏天南凌乱了:“我有点乱,让我捋一捋。你的意思是说,那种垃圾白口铁随便烧一烧,就能比灰口铁更好,还接近钢的特性?我日哦,那你费老鼻子劲弄灰口铁干嘛啊?”
林伟业觉得很委屈,和外行解释就是这么麻烦:“这种方法得到的展性铸铁虽好,可是实施起来局限性很大,只限于比较小而且结构简单的铸件,壁厚不能大于100毫米,一般在80毫米左右为佳。先用白口铁铸造出来,然后放进大型处理炉焖烧,退火时间很长,效率不高,只是灰口铁出现前的过渡办法。这办法造不了海军重炮,小口径野战炮还是可以的。”
“我去,白高兴一场,感情就只能造小炮。”夏天南表示了鄙视。
他梳理总结了一下林伟业的话,造枪——可以利用已有的炒钢技术,造炮——有了焦炭才有可能铸造重炮,目前只能铸造小炮。当务之急是解决有没有的问题,然后才有精力解决重炮的问题。至于目前铸造小炮时间长效率低,不是大问题,他们可以等,有了枪就对付现在所能遇到的大部分对手。
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