高爐是整個工程中最困難的地方。為了修建高爐,成立一個專門的小組來搜集一切關(guān)于高爐結(jié)構(gòu)。材料和建造方法的技術(shù)資料。一臺125立方米的高爐,高度在十米以上,重幾千噸,是元老們接觸過的最大型的工業(yè)設(shè)備,其難度之大超越了以往的所有工業(yè)建設(shè)項目。
高爐在結(jié)構(gòu)上來說,必須滿足兩個先決的條件:爐料能夠均勻的下降;爐氣在各個高度斷面上能均勻地上升。
現(xiàn)代的高爐最上部分是爐喉,爐料由上面的專門的加料機械裝入爐內(nèi)。為了保護爐喉不被爐料碰撞損壞,在上面要鑲嵌一層鋼磚。爐料加入爐喉,隨即被從下面升騰上來的灼熱爐氣烘干預熱。爐氣則從這里通過爐頂?shù)墓艿琅懦鋈エD―這個部分要非常嚴密的密封,以防占到爐氣中大部分的煤氣泄露或者返回出來致使工人中毒。
被排放出去的爐氣,一部分會重新進入高爐作為燃料,另一部分則被輸送到熱風爐內(nèi)用來加熱鼓風。
爐身是上小下大的圓錐體。爐料在與爐氣接觸過之后體積受熱膨脹起來。為了適應這種膨脹,使得爐料能夠平穩(wěn)的下降,所以爐身是從上到下逐漸變大的。采用這樣的設(shè)計是為了防止出現(xiàn)掛料。高爐在燃燒中最忌掛料,不但浪費爐料而且嚴重起來還得?;鹎謇怼8郀t原則上是不?;鹕a(chǎn)的,一旦?;?,需要很長時間才能恢復生產(chǎn)。
冶煉的礦石顆粒越細,邊緣的煤氣流就越大,高爐才不會掛料。邊緣煤氣流的流動與爐身角度有關(guān)。在爐料下降的過程中,較重的礦石趨向垂直下降,當爐身角小的時候,礦石就會離爐壁遠,焦炭大量的移向爐壁。這時候在爐壁附近形成疏松的圓環(huán)帶,促使大量的煤氣通過形成大煤氣流。爐身過陡時,則出現(xiàn)相反的情況――出現(xiàn)掛料。所以爐身角的角度一般為86度。
爐身之下是爐腰,這是為了消除爐身產(chǎn)生的死角而設(shè)計的圓筒形部位。在爐腰的下面是爐腹,由于焦炭燃燒,爐料不斷的熔化,爐料的體積建設(shè)了。所以它的形狀為上大下小。爐腹角度一般為76~82度。采用較大的角度是可以減少爐壁的摩擦力,同時由于角度增大,爐缸的直徑就擴大了,焦炭燃燒充分,提高了爐子的生產(chǎn)效率。
最下面的是爐缸,這里是積存熔化的鐵水和爐渣的地方。爐缸的溫度很高,僅僅使用一般的耐火材料還不行,爐缸內(nèi)的溫度足可熔化爐缸內(nèi)的耐火磚。一般做法是在爐壁的外層安裝鑄鋼或者鑄鐵的外殼,外殼當中再安裝蛇形冷卻水管,用來冷卻保護內(nèi)部的耐火磚。由于鋼是很難被鑄造的――鋼得流動性很差。工業(yè)口的一干人研究了很多次之后覺得沒有把握制造這么大的鑄鋼件。最后決定退而求其次的做一個大型的鑄鐵冷卻套。就這個鑄造件,就耗了蕭白朗幾個月時間。
進風口設(shè)在爐缸的上端,一共有8個,風嘴要突入爐壁內(nèi)。由于要耐高溫,所以爐嘴使用青銅制造,爐嘴內(nèi)部有冷卻用的水管,在運行時同樣不間斷的供水進行循環(huán)冷卻。出鐵口設(shè)在靠近爐缸底部的地方,在出鐵口的上面是出渣口。同樣是用青銅制造并使用循環(huán)水冷的。
高爐不但容量大而且是連續(xù)生產(chǎn),大型高爐的爐喉部的溫度極高,不能使用人工加料,而是機械式的自動加料。高爐加料的方式好幾種,姜野和季無聲商量下來決定采用機械結(jié)構(gòu)中最為簡單的裝料桶裝料法。裝料桶是鐘形的,將料斗運到爐頂,然后將裝料桶升至爐頂上,卡住爐頂,然后爐料從可開啟的桶底部漏到爐喉里去。料斗是通過曲柄連桿機構(gòu)在軌道上滑動帶動料桶的。這套系統(tǒng)雖然不復雜,卻要求工業(yè)系統(tǒng)在鏈條、機械傳動和動力機械方面提供可靠的裝備。
姜野說:“當初展無涯說不上高爐只搞轉(zhuǎn)爐,從廣東進口生鐵煉鋼。我還覺得他有點右傾保守主義――現(xiàn)在看來當時就算想搞高爐也未必能成。”
“當時要搞也就能上三五米高的土高爐。一晝夜出個二三噸生鐵,頂天就是五噸。加料多半還是用絞車把爐料絞上去,再由工人一鏟子一鏟子往爐喉里加――工人被烤得半死不說,加料慢,落料還不勻。效率差得和現(xiàn)在的小化工廠一樣?!奔緹o聲對化工系統(tǒng)的本家很同情。他的這位本家的工業(yè)規(guī)模按照舊時空的標準連70年代的縣級化工廠都夠不上,很多產(chǎn)品還是實驗室級別的制造、要不是從舊時空運來的煤焦化聯(lián)合生產(chǎn)廠還能壯壯場面,光那個800噸合成氨和電解食鹽車間的可憐產(chǎn)量就使得他在每次企劃院會議上咆哮。
“等我們的鋼鐵聯(lián)合體一投產(chǎn),大約就會大規(guī)模的暴化工設(shè)備了,你們機械部門的擔子不輕啊。”
“這算得了什么?!苯暗共辉诤?,“能不能出點特種鋼什么的?特別不銹鋼之類。要用得地方太多了,還有硅鋼,造發(fā)電機、電動機和變壓器都需要。你不知道常公三天兩頭到我們那里哭訴電力建設(shè)上他沒有用武之地啊。”
穿越集團的電力是一個要命的短板,不管是發(fā)電量、供電還是電力使用,大概也就是舊時空20世紀70年代末期小縣城的水平――甚至還不如――組建全縣電網(wǎng)尚且做不到。而缺電的直接結(jié)果就是到處林立的蒸汽機的鍋爐。
“你的要求比較難,這兩者前者需要的有色金屬我們搞不到,后者冶煉難度大。不過錳鋼能很快出來――田獨的鐵礦石本身含有較高的錳,當?shù)剡€有一個錳礦可以開采?!奔緹o聲說,“再說常公不是一直在他的筆記本里規(guī)劃東亞電網(wǎng)超高壓輸變電系統(tǒng)、喜馬拉雅超級電站、長江梯級電站開發(fā)計劃――他可以一邊當電工一邊先搞計劃么?!?
“雖然沒有不銹鋼和硅鋼那么振奮人心,也算很好的消息。”姜野說。錳鋼具有高強度高耐磨性的特點,在許多大型機械上都有重要的作用。有了錳鋼之后目前質(zhì)量低劣的軸承、齒輪和結(jié)構(gòu)件、連接件的性能就能有極大的改善。錳鋼還可以制造供工業(yè)用得刀具,為軍工提供優(yōu)質(zhì)的武器鋼材。
高爐旁矗立著已經(jīng)完工的大型熱風爐――125立方米的高爐需要的鼓風量遠遠超過了過去的幾座小轉(zhuǎn)爐和熔鐵爐。大往往意味著更高的效率。熱風爐在搞轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的時候已經(jīng)建造過,有了相當?shù)慕ㄖ褪褂媒?jīng)驗。這次有了足夠的耐火材料,不但體積變大,內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面也進行了優(yōu)化,新熱風爐是中規(guī)中矩的考帕式熱風爐,高達10米。熱風爐利用高爐的高溫廢氣對鼓風機進入高爐的空氣進行預加熱,設(shè)計目標是出風口溫度可達620℃。在如此高得溫度下,鐵礦石的還原性就將達到最高,焦炭消耗量可以減少五分之一。
“姜工!”一個歸化民實習生急匆匆的跑來,“煤氣廠工地剛才打來電話,請您去看一看。那邊有些問題。”
“好,我這就過去?!苯昂图緹o聲打了個招呼,從小土丘上下去了,這邊早就預備好了一輛農(nóng)用車。
煤氣廠是馬裊聯(lián)合體的一個重要項目。在博鋪投入使用的煤焦化聯(lián)合化工廠也可以提供煤氣,不過因為它有了后續(xù)處理提煉煉焦中產(chǎn)生的氣體和焦油的化工設(shè)備。所以煤氣一般是作為化工原料直接消耗掉了,少量剩余的也就近共給了博鋪工業(yè)區(qū)作為燃料使用。
煤氣廠不用特意從甲子煤礦運來的煉焦褐煤的――高爐焦炭由博鋪的煤焦聯(lián)合廠提供――而是使用專用的煤氣發(fā)生爐干餾各種劣質(zhì)煤,它的生產(chǎn)目的不是獲取焦炭,而是煤氣。
煤氣車間建成之后將為了整個廠區(qū)提供氣體燃料,而最主要的目的是為了平爐煉鋼提供燃料-―高爐冶煉中產(chǎn)生的煤氣熱值偏低,無法作為平爐的燃料使用。
與煉焦廠的專門大型煉焦爐不同,煤氣發(fā)生爐的結(jié)構(gòu)簡單,容易操作。而且機械口也有了很多制造使用的煤氣發(fā)生爐的經(jīng)驗。制造和使用毫無困難。
煤炭加入發(fā)生爐之后點火進行干餾,與從爐底加入的空氣發(fā)聲反應,即產(chǎn)生煤氣。但是這時候的煤氣熱值偏低,作為平爐燃料熱值偏低,所以在煉焦的同時將鍋爐蒸發(fā)器制取的水蒸汽按比例混合空氣之后鼓入發(fā)生爐中,制取出半水煤氣,半水煤氣的熱值較之于空氣煤氣要高不少,可以作為平爐使用的燃料。
干餾時產(chǎn)生的焦油經(jīng)儲存專門的焦油槽內(nèi),再運往博鋪的煤焦聯(lián)合廠進行進一步提煉。季退思準備以后再在馬裊煤氣廠配套一個焦油處理廠,就地處理煤焦油生產(chǎn)化工產(chǎn)品。
(未完待續(xù))