就在青州工坊向着更高精度的武器迈进时,位于莱芜小北冶村的钢铁基地,另一项意义深远的基础材料研发,也在几名年轻士子的主导下,悄然展开。
负责此事的,是去年秋闱中被格物科录取的佼佼者,陈子龙和顾炎武。
他们并非传统意义上的工匠,却有着扎实的算学基础和强烈的探索精神,深受刘体纯“格物致用”思想的影响。
此时,在村外河边新建的一处简易工棚内,炉火正红。陈子龙挽着袖子,脸上沾着煤灰,正指挥着几个铁匠学徒,操作着一台看起来颇为奇特的装置。
这台装置的核心,是一个用厚钢板铆接而成的、两端有轴的卧式圆筒,约莫半人高。
圆筒内部,隐约传来“哗啦哗啦”的金属碰撞声。圆筒的外壁上,套着一个巨大的铁制齿轮,通过皮带与旁边一台小型蒸汽机的飞轮相连。
在蒸汽机的驱动下,这个巨大的钢筒正在缓慢而有力地旋转着。
“顾兄,你看这转速如何?”陈子龙抹了把汗,问向正在记录数据的顾炎武。
顾炎武放下笔,仔细观察着,竖起耳朵听了听说:“转速尚可,只是这声响……似乎内部的研磨体碰撞还不够剧烈。”
他们正在试验的,正是刘体纯提出的“球磨机”概念。刘体纯深知,要想大规模生产水泥,首先必须将锻烧后的石灰石、粘土、铁矿粉等原料研磨成极其细腻的粉末。
如果靠人力或水力石磨,效率低下,且细度难以保证。
而球磨机,正是解决这一难题的关键。其原理简单而巧妙。
利用旋转的筒体,带动内部的研磨介质(如钢球)升高到一定高度后抛落,通过冲击和研磨作用,将物料粉碎。
难点在于研磨介质——耐磨超硬的钢球。
“刘将军说过,这钢球必须极硬、极耐磨,否则磨不了多少料,自己就先变成粉了。”
陈子龙对几位老铁匠说道:“我们试过了高碳钢,淬火后硬度是够了,但太脆,一撞就碎。还得调整配方和工艺。”
一位经验丰富的老铁匠沉吟道:“陈先生,或许可以试试在钢水里加入少量的铬铁?以前听老师傅提过,加了那东西的钢,又硬又韧,不易磨损,就是难得,价格也贵。”
“铬?”
陈子龙眼睛一亮,想起刘体纯提供的矿物图谱中,似乎有一种叫“铬铁矿”的矿物。
他立刻兴奋的说道:“好!我立刻向将军申请,调拨一些铬铁矿粉来试试!”
功夫不负有心人,经过数次失败的冶炼和热处理试验,他们终于成功浇铸出了一批加入了微量铬元素的合金钢球。这些钢球表面泛着一种特殊的暗沉光泽。
“装进去试试!”顾炎武也有些迫不及待。
几十颗新炼制的钢球被放入球磨机中,同时加入的还有已经初步破碎的石灰石小块。蒸汽机再次启动,圆筒隆隆转动。这一次,内部传来的不再是松散的“哗啦”声,而是沉重、密集、富有力量的“轰隆”撞击声!
连续运转了几个时辰后,停机打开入料口。一股灼热的气流涌出,众人迫不及待地取样查看。只见原本指甲盖大小的石灰石,已经变成了比面粉还要细腻的灰白色粉末!
“成功了!”陈子龙激动地抓起一把粉末,细腻的触感让他欣喜若狂。
“如此细度,远超任何石磨!”
顾炎武仔细检查着那些钢球,除了表面有些许磨损光亮外,并无碎裂或严重变形,耐磨性果然远超普通钢材。
“妙哉!此物真乃化刚为柔,粉石成灰之神器!”
有了合格的球磨机,水泥的试制工作立刻提上日程。
按照刘体纯给出的“立窑水泥”大致配方和流程,他们开始将研磨好的石灰石粉、粘土粉、以及少量铁矿粉和石膏粉,按比例混合,加水制成生料浆,然后送入特意建造的小型立窑中进行高温煅烧。
窑火日夜不息,负责看火的工匠们根据火焰颜色和经验调整着风量。
当第一批灰绿色的、块状的“熟料”从窑中取出时,所有人都围了上来。
熟料被迅速送入球磨机进行最终研磨。当那灰色的、细腻的粉末被装袋取出时,陈子龙和顾炎武亲自进行了验证试验。
他们将水泥粉末与沙、水按比例混合,搅拌均匀,制成砂浆,涂抹在两块砖石之间垒砌起来。
“刘将军说,此物需用水养护,数日后便坚如磐石。”
顾炎武每日都去观察那小小的砖石墩子。
几天后,当陈子龙用力推搡,甚至用锤子轻敲那砖石连接处,发现它们已然牢固地结合成了一个整体,难以撼动时,他忍不住仰天大笑:
“成了!将军所言不虚!此‘人工胶泥’,确有点石成金之效!”
消息传回青州,刘体纯大为欣慰。球磨机的成功和水泥的诞生,意味着建设更高大的厂房、更坚固的堡垒、更平整的道路,都将成为可能。这是工业社会真正的基石之一。
刘体纯坚信,再有两年,山东将慢慢变得不一样了!
正憧憬着,门外的亲兵队长张敬东前来报告:
“主公!有一伙阿拉伯人从登州过来了,希望能够拜见主公!”
“阿拉伯人?”刘体纯一愣,随即想起前一段时间泉州方面的密报,说是和阿拉伯人联系上了,对方愿意协助山东方面打开海洋贸易之路。
“好!前面花厅等候,我马上过去!”
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