第二十九节 高炉(技术文！)(第1/1页)临高启明
第二十九节 高炉（技术文！）
高炉是整个工程中最困难的地方。为了修建高炉，成立一个专门的小组来搜集一切关于高炉结构。材料和建造方法的技术资料。一台125立方米的高炉，高度在十米以上，重几千吨，是元老们接触过的最大型的工业设备，其难度之大超越了以往的所有工业建设项目。
高炉在结构上来说，必须满足两个先决的条件：炉料能够均匀的下降；炉气在各个高度断面上能均匀地上升。
现代的高炉最上部分是炉喉，炉料由上面的专门的加料机械装入炉内。为了保护炉喉不被炉料碰撞损坏，在上面要镶嵌一层钢砖。炉料加入炉喉，随即被从下面升腾上来的灼热炉气烘干预热。炉气则从这里通过炉顶的管道排出去――这个部分要非常严密的密封，以防占到炉气中大部分的煤气泄露或者返回出来致使工人中毒。
被排放出去的炉气，一部分会重新进入高炉作为燃料，另一部分则被输送到热风炉内用来加热鼓风。
炉身是上小下大的圆锥体。炉料在与炉气接触过之后体积受热膨胀起来。为了适应这种膨胀，使得炉料能够平稳的下降，所以炉身是从上到下逐渐变大的。采用这样的设计是为了防止出现挂料。高炉在燃烧中最忌挂料，不但浪费炉料而且严重起来还得停火清理。高炉原则上是不停火生产的，一旦停火，需要很长时间才能恢复生产。
冶炼的矿石颗粒越细，边缘的煤气流就越大，高炉才不会挂料。边缘煤气流的流动与炉身角度有关。在炉料下降的过程中，较重的矿石趋向垂直下降，当炉身角小的时候，矿石就会离炉壁远，焦炭大量的移向炉壁。这时候在炉壁附近形成疏松的圆环带，促使大量的煤气通过形成大煤气流。炉身过陡时，则出现相反的情况――出现挂料。所以炉身角的角度一般为86度。
炉身之下是炉腰，这是为了消除炉身产生的死角而设计的圆筒形部位。在炉腰的下面是炉腹，由于焦炭燃烧，炉料不断的熔化，炉料的体积建设了。所以它的形状为上大下小。炉腹角度一般为76～82度。采用较大的角度是可以减少炉壁的摩擦力，同时由于角度增大，炉缸的直径就扩大了，焦炭燃烧充分，提高了炉子的生产效率。
最下面的是炉缸，这里是积存熔化的铁水和炉渣的地方。炉缸的温度很高，仅仅使用一般的耐火材料还不行，炉缸内的温度足可熔化炉缸内的耐火砖。一般做法是在炉壁的外层安装铸钢或者铸铁的外壳，外壳当中再安装蛇形冷却水管，用来冷却保护内部的耐火砖。由于钢是很难被铸造的――钢得流动性很差。工业口的一干人研究了很多次之后觉得没有把握制造这么大的铸钢件。最后决定退而求其次的做一个大型的铸铁冷却套。就这个铸造件，就耗了萧白朗几个月时间。
进风口设在炉缸的上端，一共有8个，风嘴要突入炉壁内。由于要耐高温，所以炉嘴使用青铜制造，炉嘴内部有冷却用的水管，在运行时同样不间断的供水进行循环冷却。出铁口设在靠近炉缸底部的地方，在出铁口的上面是出渣口。同样是用青铜制造并使用循环水冷的。
高炉不但容量大而且是连续生产，大型高炉的炉喉部的温度极高，不能使用人工加料，而是机械式的自动加料。高炉加料的方式好几种，姜野和季无声商量下来决定采用机械结构中最为简单的装料桶装料法。装料桶是钟形的，将料斗运到炉顶，然后将装料桶升至炉顶上，卡住炉顶，然后炉料从可开启的桶底部漏到炉喉里去。料斗是通过曲柄连杆机构在轨道上滑动带动料桶的。这套系统虽然不复杂，却要求工业系统在链条、机械传动和动力机械方面提供可靠的装备。
姜野说：“当初展无涯说不上高炉只搞转炉，从广东进口生铁炼钢。我还觉得他有点右倾保守主义――现在看来当时就算想搞高炉也未必能成。”
“当时要搞也就能上三五米高的土高炉。一昼夜出个二三吨生铁，顶天就是五吨。加料多半还是用绞车把炉料绞上去，再由工人一铲子一铲子往炉喉里加――工人被烤得半死不说，加料慢，落料还不匀。效率差得和现在的小化工厂一样。”季无声对化工系统的本家很同情。他的这位本家的工业规模按照旧时空的标准连70年代的县级化工厂都够不上，很多产品还是实验室级别的制造、要不是从旧时空运来的煤焦化联合生产厂还能壮壮场面，光那个800吨合成氨和电解食盐车间的可怜产量就使得他在每次企划院会议上咆哮。
“等我们的钢铁联合体一投产，大约就会大规模的暴化工设备了，你们机械部门的担子不轻啊。”
“这算得了什么。”姜野倒不在乎，“能不能出点特种钢什么的？特别不锈钢之类。要用得地方太多了，还有硅钢，造发电机、电动机和变压器都需要。你不知道常公三天两头到我们那里哭诉电力建设上他没有用武之地啊。”
穿越集团的电力是一个要命的短板，不管是发电量、供电还是电力使用，大概也就是旧时空20世纪70年代末期小县城的水平――甚至还不如――组建全县电网尚且做不到。而缺电的直接结果就是到处林立的蒸汽机的锅炉。
“你的要求比较难，这两者前者需要的有色金属我们搞不到，后者冶炼难度大。不过锰钢能很快出来――田独的铁矿石本身含有较高的锰，当地还有一个锰矿可以开采。”季无声说，“再说常公不是一直在他的笔记本里规划东亚电网超高压输变电系统、喜马拉雅超级电站、长江梯级电站开发计划――他可以一边当电工一边先搞计划么。”
“虽然没有不锈钢和硅钢那么振奋人心，也算很好的消息。”姜野说。锰钢具有高强度高耐磨性的特点，在许多大型机械上都有重要的作用。有了锰钢之后目前质量低劣的轴承、齿轮和结构件、连接件的性能就能有极大的改善。锰钢还可以制造供工业用得刀具，为军工提供优质的武器钢材。
高炉旁矗立着已经完工的大型热风炉――125立方米的高炉需要的鼓风量远远超过了过去的几座小转炉和熔铁炉。大往往意味着更高的效率。热风炉在搞转炉炼钢车间的时候已经建造过，有了相当的建筑和使用经验。这次有了足够的耐火材料，不但体积变大，内部结构方面也进行了优化，新热风炉是中规中矩的考帕式热风炉，高达10米。热风炉利用高炉的高温废气对鼓风机进入高炉的空气进行预加热，设计目标是出风口温度可达620c。在如此高得温度下，铁矿石的还原性就将达到最高，焦炭消耗量可以减少五分之一。
“姜工！”一个归化民实习生急匆匆的跑来，“煤气厂工地刚才打来电话，请您去看一看。那边有些问题。”
“好，我这就过去。”姜野和季无声打了个招呼，从小土丘上下去了，这边早就预备好了一辆农用车。
煤气厂是马袅联合体的一个重要项目。在博铺投入使用的煤焦化联合化工厂也可以提供煤气，不过因为它有了后续处理提炼炼焦中产生的气体和焦油的化工设备。所以煤气一般是作为化工原料直接消耗掉了，少量剩余的也就近共给了博铺工业区作为燃料使用。
煤气厂不用特意从甲子煤矿运来的炼焦褐煤的――高炉焦炭由博铺的煤焦联合厂提供――而是使用专用的煤气发生炉干馏各种劣质煤，它的生产目的不是获取焦炭，而是煤气。
煤气车间建成之后将为了整个厂区提供气体燃料，而最主要的目的是为了平炉炼钢提供燃料－―高炉冶炼中产生的煤气热值偏低，无法作为平炉的燃料使用。
与炼焦厂的专门大型炼焦炉不同，煤气发生炉的结构简单，容易操作。而且机械口也有了很多制造使用的煤气发生炉的经验。制造和使用毫无困难。
煤炭加入发生炉之后点火进行干馏，与从炉底加入的空气发声反应，即产生煤气。但是这时候的煤气热值偏低，作为平炉燃料热值偏低，所以在炼焦的同时将锅炉蒸发器制取的水蒸汽按比例混合空气之后鼓入发生炉中，制取出半水煤气，半水煤气的热值较之于空气煤气要高不少，可以作为平炉使用的燃料。
干馏时产生的焦油经储存专门的焦油槽内，再运往博铺的煤焦联合厂进行进一步提炼。季退思准备以后再在马袅煤气厂配套一个焦油处理厂，就地处理煤焦油生产化工产品。