大明暴君,我为大明续运三百年:第2827章 水泥烧制,两磨一烧
“这东西若是建造城墙,那岂不是固若金汤?”
“那必须的,估计炮弹砸上去,就是一个小坑洞而已。”
“浪费呀,倒是觉得可以修路,一条五米宽的混凝土路,马车速度得多快?下雨天照样赶路,速度也不会慢多少。”
“的确是,但我觉得吧可以用在工业研究院的蒸汽机车上,他们最难的不就是因为太重,路基承受不了吗?”
“盖房子,这玩意弄成宽半米、长三五米的长方体,一块块的拼接成楼顶,加上墙壁的青砖用这个粘连,只要地基打的好,那五六十米高的楼房不是轻而易举吗?”
“这些虽然重要,但可以先放放,我觉得可以用来修水渠,水渠好挖,但中途渗下去才是最大难,水车弄上来一方水,到地头得少三四成。
用这个将水渠铺一层,农业灌溉能省太多的事儿了。”
“我说诸位,是不是跑偏了,咱们现在是在商讨水库的事儿,其他的先放一放吧!”
“对呀,用这个做堤坝,至少三五十年没问题的。”
“就是,用混凝土做出的堤坝若是被冲毁了,我们也认了!”
……
“诸位!”
听着群臣的议论,方以智苦笑了两声后,不得不出声打断了他们的畅想。
“诸位的想象非常好,也非常的实用,我相信未来有一天一定会达成的。
但我不得不遗憾的告诉诸位,至少十年内是不可能的。”
看着错愕的群臣,方以智点了点头:“没错,如诸位所想的一样,首先是制造问题,其次才是成本问题。
水泥的生产可以概括为两磨一烧,即生料制备、熟料烧成、水泥粉磨这三大环节,
它的基本原料是石灰石、粘土和铁矿石,在超高温的条件下炼制而成。
听着是不是很简单,实际上很难。
首先是生料制备,大块的石灰石得破碎,然后与其他生料按照配比后进行研磨,得跟面粉一样细才能用。
第二步是熟料烧成,生料从预热器顶部吹入后在超高温下炼制,烧完的熟料离开后要急速降温。
第三步,水泥粉磨,将冷却后的熟料与一定比例的石膏混合,最后才能得到可使用的水泥。”
……
方以智慢慢的介绍着水泥的制作过程。
崇祯眼中闪烁着激动之色,方以智说着简单,其实很难的。
原料倒是不难寻找,关键的是一座能稳定生产、规模化一千四百五十度的高温窑炉,这才是核心。
没有反应炉,其他都是白扯。
这一步中有两点,一是燃料,二是炉壁的耐高温材料。
燃料上倒也好解决,除了普通煤炭外,还有专门为冶铁制造出来的有焦炭、钢炭,
优质无烟煤在高效鼓风下可达极高的温度,蒸汽机带动鼓风机,完全不是问题。
耐高温材料也有,诸如正德年间南风灶,利用山体自然坡度,形成了极强的抽力,使得窑内能快速升温并保持高温。
同时,景德镇采用瓷石和高岭土配制下制成了内炉壁,中间将冶铁炉的铁条环形骨架用在中间层,外敷厚度达一尺的黏土保护层,能够让反应炉彻底的稳定下来。
最难的是研磨环节,没有其他的办法,只能一遍又遍的研磨。
这个过程就导致了不是烧不出来,而是磨不出来,以至于产量极少。
整个过程他只是和方以智描述了一遍,是真没有想到短短两年时间就做出了一条基本合格的流水线。
不愧是被称之为近代物理第一人,聪明不止在物理上,化学上也是牛人。
看着群臣的神色,方以智再次出声了:“诸位,因为技术问题,我们所建的单座立式反应炉空间大约在五个立方左右,一方的混合物原料大约一吨半左右。
蒸汽机强制鼓风加焦炭,从装料、烧结、冷却出料,整个过程大概得两到三个时辰,一天顶多两炉,单炉七吨左右,一天十五吨。
然后就是多遍的研磨,为了最大程度的利用,我们要研磨二十四遍才能达到刚刚殿外测试的那种强度。
最终的成品大概在十二吨到十三吨之间。
听着是很多,两万多斤呢,但你们要知道从采矿、运输、破碎、磨碎、煅烧、研磨等一系列流程下来,共计一千两百人左右,平均每人二十斤左右。
诸位可能觉得只是人力的问题,增加人手就行了。
道理是这样,但实际上不行,至少目前来说不行。
因为这里面最难是煅烧,温度达不到,会生成大量生烧料,水泥强度低、安定性差,
温度过高熟料结大块,甚至呈饼状下落,窑衬被严重侵蚀,严重时会危及整个炼炉。
温度波动太大,熟料颗粒忽大忽小,质量不稳定。
如何判断温度达标,这是极难的事儿。
现在我们采用的是摸索出来的三套土方法相互验证。
第一步是看火色,这一点大家应该不陌生,窑工把看火称为看色业,从业者被称为看色先生,在宋代就已形成专业行当。
目前火焰颜色从低到高是六色,分别是浅红色、橙色、橘黄、黄白色、白色、炽白,对于水泥烧成所需的温度对应火色是呈炽白,甚至是白得刺眼。
第二步则是看熟料,合适的温度烧出来的熟料颗粒均匀,尺寸在五到十五毫米之间,致密光滑,有光泽,用手掂起来有分量,
温度过低,颗粒细小甚至呈粉状,表面粗糙疏松,颜色发黄,
温度过高,颗粒粗大,结大块,甚至呈饼状;
第三步是火照,火照本质上是一个陪烧试样,是用同批次原料做成的小片,与产品一同入窑,通过取样观察其状态来判断窑内温度。
每窑通常设置多个火照,分阶段取样三到五次,以掌握烧成进度。
这一项技术最早可追溯至唐代中晚期,宋代已广泛应用于各大窑场。
总结起来就是看火色判断升温进度、看熟料判断烧成质量、看火照判断是否达标,三者相互印证,构成了一个完整的技术体系。
即便如此完善了,我们也时不时的会出来一炉废品。
听着简单,但实际上是最难的,因为需要经验,煅烧过程中要一直盯着,目前我们只能开一座反应炉,八位师傅分两班各看一炉。
或许再过半年一年的能培养出一些徒弟,到时候就能多开一些反应炉了。”