全钢蒸汽轮机螺旋桨实验舰下面,是关于冶金与合金方面情况汇报和研究成果。
在刘玉龙看来,格物院的冶金技术,现在可以算是正式步入工业化了。
合金就是多种金属的混合物,通常是往钢材里面加入其他金属,获得各种不同性质的合金钢。
调制合金在古代是非常困难的事情。
但格物院已经自己搞出了转炉,就相当于有了高效率的“合金材料反应釜”。
刘玉龙又提供了冶炼合金的典型省力思路。
比如最终的目的都是混合,那就不用单独分别提纯了,可以一起冶炼出来。
要获得锰钢,不需要去单独冶炼获得锰金属。
可以将锰矿石与铁矿石粘合,一起放进高炉煅烧获得锰铁合金。
再在转炉炼钢的最后阶段,将锰铁合金投入到转炉之中,就能够直接获得锰钢了。
包括镍铬合金钢在内,其他的很多各种合金,都可以用这样的方法冶炼,只不过条件各不相同。
吕宋军部占领吕宋群岛后,格物院就按照刘玉龙的要求,专门组织了勘探队伍去探矿。
探矿队跟吕宋当地华人和土人打听,陆续找到了几处红土镍矿和铬铁矿。
到了汉昌元年夏季的时候,海军协助送回了一批矿物样品。
镍和铬大多都是混合矿,选矿和提炼用了不少时间,一直到汉昌元年年底的时候,终于弄出了一点镍铬锰合金钢。
在现代工业体系中,镍、铬、锰相关的合金钢,是最为基础性的金属材料。
各种常见或者复杂的钢铁材料,包括管道、板簧、轴承、餐厨工具,甚至是枪管和炮管、战列舰和坦克装甲、蒸汽轮机的叶片等等设施。
所需的具有各种性能的钢材,基本都能以这些合金钢为基础,修改材料比例或者更换新材料,调整热处理和加工技术,慢慢调试和摸索出来。
摸索新的合金配合,确定配方与热加工的性能关系,就是冶金司未来最主要的工作。
冶金方面目前的主要问题,是对耐火材料的要求越来越高,对于选矿处理能力的要求越来越高。
但这些问题没有简单取巧的方法,材料只能不断地提纯和加工,合理的配方和更好的性能只能不断地试。
刘玉龙平时就在材料研究反复叮嘱,这次在总结汇报上又简单重复了一次。
现场大学士们也都是习惯性的答应着。
刘玉龙翻过合金相关内容继续往下看,就是无缝钢管和锅炉的改进的相关说明了。
无缝钢管质量和产量在夏天的时候基本稳定下来了,到秋天就已经开始供应各种工厂使用了。
无缝钢管的承压能力比锻造铸铁管道更强,能让所有需要管道的产业都能受益。
其中最关键,最基础的用途,是用于生产新型的烟火管锅炉。
在此之前,大汉与欧洲的锅炉结构都非常类似,都属于典型的火筒锅炉。
整体结构类似于水桶和热得快,一个巨大的圆筒装满水,再插入几个稍小的圆筒。
小圆筒里面加入煤炭持续燃烧,加热小圆筒外面的大锅炉水。
(最典型的双火筒锅炉,兰开夏锅炉。)
现在向大锅炉水中插入大量的钢管,将钢管的一端与烧火的圆筒炉膛相连。
让热气进入钢管,与锅炉水更加广泛的接触,进而大幅度提高燃料利用率,也就形成了烟火管锅炉。
没有无缝钢管技术的时候,也可以做出这样的产品来,只不过熟铁管的生产成本较高,铸铁管则难以承受较高的压力。
格物院早就做过测试过这种结构,在少数要求较高的机器上使用,今年则是正式开始全面启用。
(典型的烟火管锅炉,泰坦尼克号上的苏格兰锅炉。)
理论上烟火管锅炉技术可以用到二十世纪,但到了那个时候性能就已经跟不上时代了。
刘玉龙要在烟火管锅炉正式应用的同时,提前安排好后续的研发路线:
“在烟火管锅炉的基础上,去做一个反过来的设计。
“把火放在外面,原本装水的锅炉本体,变成一个巨大的炉膛。
“里面的火管改成水管,从横向改成倾斜向上竖起。
“水管底部连接水桶,顶端连接蒸汽桶。”
刘玉龙要来纸笔,现场画了一个简单的示意图。
水管锅炉内部的水管和蒸汽桶的样子,与一体式的太阳能热水器非常类似。
顶部是一个横向的大桶,下方延伸出几排倾斜的水管,水管的底部则是供水的水桶。
只不过顶部的大桶用于储存蒸汽,加热不靠晒太阳,而是靠炉火直接烘烤。
将整个结构包入炉膛,在水管下面烧火,就是典型的水管锅炉。
这种锅炉可以不断升级迭代,一直用到二十一世纪。
比如说将水管从单独位于一侧,改成两侧都有的对称结构,形成人字形。
再比如说将两排水管做成弯的,形成一个大致的O型。
用加压管道向中间喷射燃油燃烧。
(典型的水管锅炉,亚罗式锅炉内膛。)
刘玉龙一边画图,一边说明基本的工作原理,以及未来可能用到的典型改进方案。
刘玉龙不要求他们马上做成熟产品。
水管锅炉乃至燃油锅炉,目前都只能算是预研发状态,也就类似蒸汽轮机的状态。
在研发的过程中,锻炼格物院的的机械加工能力,以及蒸汽调控能力。
旁边的大学士和秘书们同时记下刘玉龙说的所有内容。
刘玉龙安排好锅炉进一步升级的事情,继续翻看汇报奏章后续的内容,考虑自己还可以继续说点什么的时候。
刘玉龙专门留在后宫报讯的内侍迈着小碎步走了进来。
刘玉龙抬头看到他,就知道大概发生了什么,直接把手中的奏章合上了。
内侍也快步凑到刘玉龙跟前:
“陛下,戚嫔娘娘胎动,应该是要生了,已经叫了产婆。”