既然來到了石景山,朱由檢自然要去看看五大廠的進度,於是朱由檢在隨從簇擁下,先來到鋼鐵廠。高爐爐火正旺,熱浪撲面,鐵水奔流如赤龍。
即使在滴水成冰的北京也感到了陣陣熱浪,此時高爐正在出鐵水,紅色的鐵水順著出鐵槽奔涌而下,流入炒鋼爐中,鐵花四濺。
旁邊的鼓風機呼呼作響,將熱風不斷壓入爐膛,爐火愈發熾烈。
朱由檢駐足看了一會兒,便問:「一日能出多少熟鐵?」
一旁的工部主事連忙上前答道:「回陛下,如今這座高爐一日可出熟鐵一萬六千餘斤。
生產的熟鐵已經堆滿了倉庫。
每日還可產鋼鐵兩千斤。」
朱由檢點了點頭,目光掃過那一堆堆碼放整齊的鐵錠,又轉向不遠處的煉焦爐和石灰窯,問道:「焦炭和石灰的產量如何?水泥廠那邊呢?」
工部主事忙道:「焦炭一日可出兩萬餘斤,石灰已備足三千石,水泥在工匠試製下,各項指標已經滿足要求,馬上就能定型生產。」朱由檢微微頷首,目光掠過遠處冒著白煙的磚窯。
磚窯是後世的十六門輪窯,相比於傳統的土窯,輪窯可以連續生產,不用等窯體冷卻再出磚。
環形閉環窯道,連續作業,沒有「停工冷卻期」
輪窯是環形跑道式窯道,分隔成多個窯門(十六門),火焰不是固定在一個房間,而是沿著環道緩慢向前移動。
火焰前方是預熱帶,剛碼好的冷磚坯,用後方過來的高溫煙氣預熱,先烘乾坯內殘餘水分。
火焰所在位置是燒成帶,窯頂投煤,達到高溫,黏土燒結成磚。
火焰後方是冷卻帶燒好的熱磚,被從窯門補入的冷空氣冷卻,冷空氣被磚加熱,變成熱風,向前流入燒成帶助燃。
這樣就能一邊出磚,一邊碼坯,一邊冷卻,二十四小時不間斷連續生產,不需要整窯停窯冷卻。
產量大幅提升,一座輪窯日產青磚可達數萬塊,且磚體均勻、色澤一致,遠勝舊法。
飽受壓力的環節居然來到了磚胚製作,已經快要趕不上消耗了,工部已經加派了三次人手了,天晴還好,一遇雨天天氣就有些趕不上了。
輪窯的火道中,火焰如游龍般緩緩推進,磚坯在預熱、燒成、冷卻三段循環中不斷蛻變。
相比於老式磚窯,燃料利用率也省了三分之二。
「新式磚窯一日能出多少磚?」
「回稟陛下,只要磚胚夠,一日能出三萬餘磚!」工部主事的聲音裡帶著幾分自豪。
緊挨著磚廠的是機械廠,廠房為木鐵構架,青磚牆體,屋頂開採光天窗。
數台水力機械依靠水車驅動:水力碾磨機、曲柄衝壓蜂窩煤機、鼓風機、滾珠軸承、水車、以及新製造的水力梳棉紡紗樣機都安置在此。
車間內,木機架裹著鐵箍,熟鐵曲柄、木滑軌、鋼製模具整齊擺放。
工匠們手持鑿、刨、銼,修配齒輪、軸件、模具。機匠正在校驗一套新的衝壓模具,試驗衝壓煤坯。
另有工匠在修整水排連杆、木齒輪,地上散落鐵屑、木刨花,牛油陶罐用來潤滑軸件。
這個機械廠今後將是大明工業的搖籃,無數新式機械將從這裡走出去,帶動工業的革新。
朱由檢走了出去:「你們徐侍郎和孫郎中呢?」
回陛下,徐大人和孫大人正在研究新式大炮,兩位大人每日都在炮廠那邊,沒日沒夜地實驗,已經連續多日不曾回府了。臣這就去請兩位大人過來?」朱由檢擺了擺手:「不必驚動他們,朕親自去炮廠看看。」
鑄炮廠在整個工業區的最裡面的核心位置,四面高牆環繞,門口有軍士把守。
朱由檢步入鑄炮廠,迎面便是一股灼熱的鐵腥氣。
此時鑄炮廠內,煉鋼高爐內的坩堝已被燒得通紅,鐵水在爐中翻滾,緩慢吸收碳之後慢慢變成鋼水,泛著刺目的白光。
工匠們對比之前的色譜圖,鋼水已經達標,幾名工匠合力轉動絞盤利用動滑輪將巨大的坩堝緩慢吊起,通過一根巨大的鋼製滑軌轉移至鑄炮工位。坩堝傾轉,鋼水如火龍般注入鐵模,火花四濺,映得眾人面龐通紅。
徐光啟與孫元化正蹲在炮模旁,一邊指點工匠調整鐵模的合縫,一邊低聲討論著炮壁的厚度與冷卻速度。
見朱由檢到來,兩人連忙起身行禮,朱由檢抬手示意免禮,走近細看那鐵模:「這炮鑄得如何了?」
回陛下,經過微臣和徐大人無數次實驗,失敗了幾十門大炮,終於摸索出控制水流速度與大炮冷卻的關係,從而在炮身內部形成預壓應力。
這一門大炮就是用我們摸索出來的方法,內壁用流水冷卻,並嚴格控制流水速度,通過調節水流大小與流水溫度以及觀察鋼水顏色來控制鋼水凝固速率。
流水冷卻法使大炮內壁冷卻略微快於外壁,由內至外緩慢冷卻,這樣內壁先凝固收縮,外壁後凝固時便緊緊包裹住內層,形成一層天然的預壓應力,炮身強度大增。
比之正常冷卻的大炮,炮壁更緻密,抗壓能力更強,不易炸膛。
而且大炮的重量比同口徑的舊式銅炮輕了近三成,不僅便於戰場機動,更大幅降低了鑄造成本。」孫元化紅著眼圈興奮說道。
朱由檢聞言大喜,撫掌贊道:「辛苦兩位愛卿了,大明軍火史上必有兩位愛卿一席之地,兩位愛卿將會是新式大炮之祖。」
「陛下廖贊了,我們只是將陛下的想法進行實現而已,此法陛下才是首功!」兩人聽了朱由檢的話呼吸都變得急促起來,臉上滿是激動的神色。
「流水冷卻鑄造法一定要詳細記錄成為標準工藝,在今後鑄造中還可以慢慢改進優化!
此鑄造工藝是軍國重器,必須要嚴格保密,不能外傳,所有接觸人員必須控制在石景山鑄炮廠內!」朱由檢吩咐道。
「陛下,接觸鑄造工藝的工匠全是軍器局和兵仗局的工匠,世代為大明服務,家人孩子全在京師,可靠性很高,而且核心的工藝:流水速度、溫度與鋼水顏色關係圖只有我們兩個知道!」