第三百一十九章:想要设计全自动钢铁冶炼生产流水线的墨家与公输
“水力炼钢(*)?”
“水力铸造法?”
天空下的李将军和墨家门人子弟,以及公输君和公输家族的门人子弟,看到这一幕时,都两眼放光。
前方还在疑惑,天幕上的“工部”为何能在这么短的时间内生产出如此多的农具、纺织工具等各类器具。
因为在通常情况下,一件器具的制造需要耗费大量的时间和人力、精力。
比如,器具制造的第一步:碎料!
找到铁矿石后,需要先由工象力士将铁矿石进行初步加工,也就是碎成细小的石粒。
如果直接将拳头大小,甚至头颅般大的铁矿石扔进高炉中野炼,那么工象恐怕炼到死都不一定能完全熔化。
仅仅是这一步,就已经有些不容易了。
毕竟铁矿石带有“铁”字,自身材料也有些坚硬,不经过多次费大力气的锤击,很难将其碎到可以扔进高炉中野炼的程度。
在将碎好的原料炼制后,第二步:野炼!
将如石粒般大小的铁矿石原料,丢入野炼高炉中进行冶炼。
这个冶炼过程,短则需要几个时辰,长则甚至需要几天才能完成。
而在这个冶炼过程中,给野炼高炉通风的工作是不能停歇的。
否则没有通风加热的话,高炉内部的温度不一定能达到熔化铁矿石的程度,因此就需要多组工象、奴仆轮流不停地进行通风工作。
同时还需要另一组工象、奴仆随时盯着高炉内的木炭消耗情况,在高炉内部木炭消耗差不多的时候,及时添加新的木炭进行燃烧。
直到高炉内的铁矿石原料被彻底炼成铁水为止。
当然,如果不是炼生铁,而是要炼成熟铁的话。
那么在炼成铁水后,第三步:多次搅拌!
对炼出来的铁水继续进行加热、保温,然后不断多次搅拌铁水。
通过多次搅拌的动作,使原本的生铁水逐渐转化为熟铁水。
在生铁水变成熟铁水后,第四步:制造!
将熔化的铁水迅速倒入模具中,待铁水冷却后,就会形成所需的器具形状。
如果是生铁的话,那么到这一步就算是初步完成了。
因为生铁只能铸造,而不能锻造。
直白地说,就是只能一次成型,不能在成型后再进行多次敲打、锻压,否则生铁的硬度和脆性很容易因敲打、锻压而断裂。
当然,如果是淬火钢的话,那么就可以继续进行下一步,也就是第五步:淬入冷水!
将制造好的铁件重新加热至红热状态,然后迅速沉入冷却介质中,如水或油,通过这种方式改变其组织和性能,从而进一步提高其硬度和韧性。
淬入冷水结束后,第六步:打磨!
使用磨石或其他工具对铸铁件进行打磨,以达到所需的表面光滑度和精度。
这样三到五、六个过程下来,一件铁器才算是制造完成。
通过这几个步骤就可以想象,如果想要大规模、大量、快速地生产各种铁质器具,有多么麻烦,以及需要多少工象人力。
而按照天幕上显示的工象人数来说,显然是不足以完成过去四年多千万件大大小小铁器的制造。
但如果不是完全依靠人力,而是依靠水力的话,情况就完全不同了。
因为铁器制造其实有很多重复性的机械运动。
像碎铁矿石原料这一步骤,如果将其中的人力负责锤击、敲打动作简化一下。
那么实际上就是一个大锤子对放在地上的铁矿石原料,不断反复上下锤击、敲打的机械运动而已。
那么是否可以通过某种装置来替代人力,从而驱动这样一个大锤子对放在地上的铁矿石原料,进行反复上下锤击、敲打的机械运动呢?
答案当然是可以!
甚至天幕上的“工部研究人员”已经给出了答案。
那就是建造一个大型水力轮盘,不过这个大轮盘不是为了抽水,而是为了利用水流冲击,拉动大轮盘转动。
然后通过齿轮、风车轮、链条等一系列相关传动装置,使负责碎铁矿石原料的大锤子不断反复进行上下锤击、敲打的机械运动。
这样一来,只要水力不断,这个大锤子就会一直对铁矿石等原料,反复进行上下锤击、敲打的机械运动。
到时候,杂役只需要将那些未被锤击、敲碎的铁矿石原料丢到大锤子下方,然后运走已被大锤子锤击、敲碎的铁矿石原料即可。
可以说大大节省了铁器制造在碎料过程中所需的人工和精力。
接下来,需要不断对野炼高炉进行通风的工作,其实也是一个循环往复的机械运动。
同样也可以通过建造一个大型水力轮盘,然后通过齿轮、风车轮、链条等一系列相关传动装置,使鼓风机不断向野炼高炉内部通风。
这样一来,同样只要水力不断,这个水力传动鼓风机就会一天十二个时辰不停地向野炼高炉内部通风。
还有后面将生铁水不断搅拌、翻滚,炼成熟铁水的过程,也是一个循环往复的机械运动。
同样可以通过建造一个大型水力轮盘,然后通过齿轮、风车轮、链条等一系列相关传动装置,使生铁水上方的铁棍不断进行循环搅拌的动作。
这样一来,只需要让人不断向野炼炉中添加矿石等原料,就可以连续不断地快速获得大量炼好的淬火钢水。
然后只需要再将淬火钢水分成成品进行简单的制造、淬入冷水、打磨加工,就可以迅速得到一件制造完成的铁器。
不对,按照天幕上的说法,这种通过淬火钢水制造出来的器具,应该称为“钢铁器具”。
甚至在看完天幕上的水力炼钢(*)、水力铸造法后,精通机械技术的李将军和公输君等人更是举一反三地思考为什么其他工序不能进一步简化?
因为从另一个角度来看,其实整个钢铁冶炼过程都只不过是重复性的机械运动而已。
而如果是重复性的机械运动,那就说明,只要设计得当。
同样也可以利用水力作为原动力,使某种机械设备自动完成其他重复性的机械运动。
举个例子,如果能够精确计算出一组铁矿石原料被高炉炼成铁水所需的时间。
那么就不需要再派人时刻盯着高炉中的铁矿石等原料,只需要设置一种水力计时装置,以及铁矿石等原料的输送、投放机械设备即可。
比如说,如果一个炉子炼完铁矿石所需的时间是一个小时。
那么可以设置一个缓慢转动的水力轮盘装置,这个水力轮盘装置在微弱的水力推动下转过一圈后,就代表过去了一个小时(看爽小说,就上飞卢小说网!)。
然后这个水力轮盘装置会通过转动启动另一个水力装置,接着这个水力装置又会启动另一个水力传送带装置。
这个水力传送带装置可以参考龙骨水车。
龙骨水车的叶片用作链条,位于长方形槽内,车身倾斜放置在河边或湖边,下部连轮与车身一部分浸入水中,驱动连轮,叶片便顺着槽板将水提升,从长槽头上将水送出。
同样的原理,可以使水力传送带装置一面钻入铁矿石粉末堆中,然后驱动连轮,叶片便顺着槽板将铁矿石等原料颗粒提升到传送带另一端。
最后,运输到传送带另一端的铁矿石等原料颗粒失去支撑,从空中落入下方的野炼高炉中。
当然,除了铁矿石等原料可以这样自动输送外,还有像将木炭送入高炉中进行燃烧这样的动作,也可以实现自动化输送。
同样,只需要事先精确计算出一组木炭在野炼高炉中燃烧、消耗的时间即可。
在计算出一组木炭在野炼高炉中燃烧、消耗的时间后,只需要根据这个时间,同样设计这样一个水力计时装置,以及木炭的输送、投放机械设备即可。
然后,也不需要人力再去时刻盯着准备送入的木炭。
接下来野炼高炉继续进行铁矿石的冶炼,多次搅拌生铁水,制造等各种操作。
可以说,最终如果能够成功。
那么就不需要有工象去冶炼、制造铁器,全部都可以通过这个由水力驱动的自动化冶炼生产线完成相关冶炼、制造工作。
想到这里,无论是李将军还是公输君等人都全身颤抖。
更重要的是,在仔细思考一番后,他们再次确认这种事情真的有可能做到。[]
至少在原理上是可以的!
因为不论是铁矿石的破碎,还是生铁的冶炼,或者是铁水的搅拌,又或者是淬火钢的敲打、锻压等,这些都不是要求精细操作的机械运动。
像铁矿石的破碎,强度可以大一些,也可以小一些。
只要最终能够将铁矿石等原料破碎即可,其间破碎的强度大小不会影响后续铁矿石的冶炼质量。
同样,生铁水的搅拌可以稍快一些,也可以稍慢一些,可以前后搅拌,也可以循环搅拌。
只要搅拌时间达到一定要求,就不会对后续生铁水变成熟铁水的质量产生任何影响。
还有淬火钢的锻压、敲打也是如此,敲打、锻压的力量大一点,或者小一点都无妨,只要最终敲打、锻压出来的铁器形状、质量符合要求即可。
所以只要能够设计出合适的水力传动机械装置,通过水力驱动来实现钢铁的全自动化冶炼生产是非常有可能的!
而这种完全不需要依赖人力,仅仅依靠水力就能实现全自动化钢铁冶炼生产的机械设备,是多么不可思议的事情!
甚至如果放在过去,说是传说中的神仙手段也不为过。
如果他们真的能够做出这样一套全自动化钢铁冶炼生产设备,那么不就意味着他们在某种程度上达到了太子扶苏所说的以人智媲美仙神之力?
换言之,墨家或公输家族的门人子弟岂不是在某种程度上相当于神仙?
当然,如果墨家或公输家族的门人子弟真的能够在当前这个时代,仅仅依靠水力就手工制作出这样一套全自动化钢铁冶炼生产设备。
那么他们确实可以被称为“神仙”!
至少在数年后的世人眼中,一定会将他们视为神仙。
因为这样不可思议的操作,即使放在数年后,如果不是非常精通机械工程学方面的大家亲自出手,也是无法手工制作出来的。
不过现在李将军等待的墨家门人子弟和公输君等待的公输家族门人子弟,并没有想得这么远。
他们只是隐约感到,如果真的能够手工制作出这样一套全自动化钢铁冶炼生产设备。
那么墨家或公输家族的工艺,必将进入一个前所未有的全新境界!
想到这里,李将军等待的墨家博士们互相看了一眼,都决定等这次天幕发布结束后就回去研究试试。
当然,公输君等待的公输家族博士们也互相看了一眼,心中也闪过与墨家等人类似的想法。
然后李将军等待的墨家博士们和公输君等待的公输家族博士们不自觉地对视了一眼,都在对方的眼神中看到了对方也有与自己相同的想法。
李将军等待的墨家博士们和公输君等待的公输家族博士们心中都闪过类似的念头:
“一定要赶在墨家/公输家族这些人前面,把这套全自动化钢铁冶炼生产设备研究出来,决不能输给他们!”