第39章 铁碳相图


再造汉明第39章 铁碳相图

 第39章 铁碳相图

 刘云龙思考着近期的发展方向。

 尽管市场上可以买到焦炭,但市场上买到的焦炭都是中低温焦炭,含硫量比较高,不能用来炼钢,因此他前段时间让秦银华、唐凯去练习炼焦,现在他俩已把焦炭炼成了,该正式炼焦了。

 炼焦后的煤焦油该好好利用,里面有氨、苯、萘、酚等,得建个蒸馏窑把这些成分分离出来,将来开办化工厂后可生产各种化工品。有些化工品的生产需要压力和不锈钢,只能等以后再慢慢解决,现在先把蒸馏出来的各种馏分储存起来。

 西山岛的石灰石可以烧石灰外,还可以炼钢、烧制水泥。

 清明山的石英砂除了可以做炉衬材料,还可以熔炼玻璃。

 阳山的白泥矿开采后,主要用来烧制耐火砖,得自己建个砖窑,将来也可以烧制普通建筑用砖。

 潭山硫铁矿可以用来提取硫磺、制备硫酸。

 用硫铁矿在高温时产生的二氧化硫与碳反应,就能生产二氧化碳和硫磺蒸气,将硫磺蒸气溶于水冷却就能提取硫磺。

 用硫铁矿制取硫酸,他准备直接用后世高中期间学过的催化法,只是工序比较多,需要加热、除尘、净化、转换(二氧化硫转化为三氧化硫)、接收,但可以制取浓硫酸。也可直接点燃制取的硫磺产生二氧化硫后来制取硫酸,可以省却除尘、净化工序。

 有了硫酸,就能生产盐酸。盐酸的生产可以利用食盐与浓硫酸反应生产硫酸钠和氯化氢气体,将氯化氢气体溶于水就可得到盐酸。

 至于硝酸的生产,目前只能先利用硝酸钾与浓硫酸反应生成硫酸钾和硝酸气体,将硝酸气体溶于水就是硝酸,将来炼焦时得到的氨气也可以用来制硝酸。

 现在已有了甘油,待今后有浓硫酸、浓硝酸后,就可生产硝化甘油炸药。有了炸药,开矿的效率能提高好多倍。

 将来找到磷矿后,制取白磷后在氧气中燃烧生成五氧化二磷,五氧化二磷溶于水就是磷酸。也可用浓硫酸与磷矿石直接反应,滤去硫酸钙后也能得到磷酸。

 炼钢需要铁矿石和生铁。陈家沟的磁铁矿还没开采,可以先收购生铁来炼钢。崇祯年间中国的生铁产量已达20多万吨,所使用的最大炼铁炉每日可产铁3600斤(约2吨),采购的生铁暂时够用来炼钢了。现在没有电力,只能采用平炉炼钢。今后还要从硫铁矿、铅锌矿、磁铁矿中提取铅、锌、银、金。

 他准备把玻璃窑放在盘门外西边新买的40亩地,其余炉窑都建在七子山。

 为了炼钢,他努力回想着读书时背了一周的铁碳相图。那还是大学期间学《工程材料》时为了应付考试才背下来的。

 铁碳合金中,碳含量小于0.02%的称为熟铁,碳含量介于0.02%~2.11%的称为钢,碳含量高于2.11%的称为生铁。钢中含碳量在0.10~0.25%之间的称为低碳钢,碳含量高于0.25%的称为高碳钢。他凭着记忆把铁碳相图画了出来,回想着各个点、各条线的意义,a点表示纯铁的熔点,b点表示包晶反应时液态金属的成分点,e点表示共晶反应渗碳体的成分点,k点表示共析反应时渗碳体的成分点,1495c的hjb线表示发生包晶反应,冷凝时反应的结果形成奥氏体;1148c的ecf线表示发生共晶反应,此时液相、奥氏体、渗碳体三相共存,冷凝时是奥氏体与渗碳体的机械混合物,称为莱氏体;727c的psk线发生共析反应,此时铁素体、奥氏体、渗碳体三相共存,冷凝时得到铁素体、渗碳体的机械混合物,称为珠光体。

 他反复回想了几遍,确认铁碳相图无误后,把铁碳相图存放好,省得今后丢了再画。

 画好铁-碳相图后,他就在家绞尽脑汁设计玻璃窑、炼钢窑、炼硫窑、硫酸窑、盐酸窑、硝酸窑、制碱窑及钢铁轧制设备的图纸。

 玻璃窑、砖窑、炼焦窑、蒸馏窑、炼硫窑、硫酸窑、盐酸炉、硝酸炉、磷酸炉、炼钢窑、水泥窑等比较简单,只用砖砌炉体、石砌炉体就可以了,但制硫酸、制硝酸、制盐酸时各种气体、液体的架空输送管道,无法再用砖砌体、石砌体,需要用到钢管、铁管,这些管道的连接又需要采用丝扣连接。各类管道中还需要阀门,因此得解决带法兰铁管的铸造及铸铁阀门的铸造,钢管与阀门的连接就用法兰连接。阀门有闸阀、止回阀、调节阀等,大多是用铸铁铸造的。