在三酸两碱、电线、蓄电池以及蒸汽发电机试制成功的振奋消息传开后不久,王宇、王务、王星、斌叔、福叔也相继归来,每个人的脸上都带着完成任务后的自豪与疲惫,他们的归来让团队更加完整,也让王豪心中的科技蓝图更加清晰。
王豪深知,钢铁是工业的脊梁,有了坚实的钢铁基础,才能进一步推动各类科技发明与建设。于是,他闭门数日,凭借着脑海中丰富的知识储备,精心绘制出了炼铁高炉和炼钢电炉的图纸。这些图纸上的每一根线条、每一个标注,都承载着他对未来工业发展的期望与规划。
当他拿着图纸出现在众人面前时,眼中闪烁着坚定而炽热的光芒:“各位兄弟,我们已经在科技之路上迈出了坚实的几步,但要想真正强大起来,钢铁必不可少。接下来,我们要在青衣江玻璃作坊畔建造炼焦厂、炼铁炉和炼钢电炉,从矿石开始,一步步炼出生铁,再用电炉炼出高品质的钢。这将是我们家族强大的关键一步,过程必定艰辛,但我相信,只要我们齐心协力,就没有克服不了的困难!”
众人听闻,先是一阵短暂的沉默,随后,眼神中纷纷燃起斗志,齐声应和道:“豪弟!少爷!先生我们听您的!”
建设的号角就此吹响,青衣江玻璃作坊畔瞬间变成了一片繁忙的工地。
首先动工的是炼焦厂。王宇负责指挥着一群工匠和劳工,搬运着巨大的砖石和耐高温的黏土材料。“大家加把劲!这些砖石是炼焦炉的基础,一定要摆放稳固,不能有丝毫差错!”王宇一边大声呼喊着,一边亲自上手帮忙搬运。在一旁,福叔正对照着王豪给出的设计图,仔细检查着地基的挖掘情况,时不时地用手中的标尺测量着深度和宽度,喊道:“这里还需要再挖深一点,要保证炼焦炉的根基牢固!”
王星则带领着另一队人搭建炼焦炉的主体结构。他们将特制的耐火砖一块块小心翼翼地砌起来,每一块砖的位置都经过精确测量,确保炉壁的密封性和耐高温性能。“大家注意砌砖的角度和缝隙,这关系到炼焦炉的整体质量和使用寿命!”王星一边说着,一边用泥刀将耐火泥均匀地涂抹在砖缝之间。
与此同时,炼铁炉的建设也在紧锣密鼓地进行着。王务负责组织铁匠们打造炼铁炉所需的各种大型部件,如炉门、炉缸等。巨大的铁锤在铁匠们的手中上下挥舞,火星四溅,炽热的铁块在他们的锻造下逐渐成型。“这炉门的尺寸一定要精确,不能有丝毫偏差,否则会影响炼铁的效果!”王务在一旁叮嘱着铁匠们,眼神中透露出对细节的严谨把控。
斌叔则带领着劳工们安装炼铁炉的通风系统和鼓风装置。“这通风管道的连接一定要紧密,不能漏气,不然风力不足会影响炉内的燃烧效果!”斌叔一边检查着管道的连接情况,一边指挥着劳工们进行加固和密封处理。
而王豪则穿梭在各个建设现场,一会儿与王宇讨论炼焦厂的布局优化,一会儿又与王务研究炼铁炉的技术改进。“王宇,炼焦厂的储煤区和炼焦区之间的运输通道要再拓宽一些,这样可以提高生产效率。”“王务,炼铁炉的风口设计可以再调整一下角度,这样能使氧气更充分地与焦炭和矿石接触,提高炼铁的产量和质量。”
在建设过程中,也遇到了不少难题和挑战。有一次,炼焦炉的地基在施工过程中出现了塌陷的迹象,王豪立刻召集众人商议对策。“大家不要慌,我们先看看是哪里出了问题。”王豪冷静地说道。经过一番仔细的检查,发现是地下的土质过于松软。“我们可以采用打桩加固的方法,在地基周围打入一些木桩,增强地基的承载能力。”王星提出了自己的建议。王豪思考片刻后,点头同意:“就按王星说的办,大家抓紧时间行动!”
经过一段时间的艰苦努力,炼焦厂和炼铁炉终于建成。高大的烟囱耸立在厂房上方,滚滚浓烟升腾而起,炼焦厂率先开始试运行。
王豪带着王明远和王江来到炼焦厂,看着熊熊燃烧的炉火,王江好奇地问道:“先生,这炼焦到底是怎么回事?为什么要把煤炭变成焦炭呢?”王豪微笑着解释道:“焦炭是炼铁的重要燃料和还原剂,它的热值高、强度大,可以为炼铁提供足够的热量和化学反应所需的物质。煤炭经过高温干馏,去除其中的杂质和挥发分,就变成了我们需要的焦炭。”
随着炼焦厂的稳定运行,炼铁炉也开始点火投产。通红的炉火照亮了整个厂房,铁矿石、焦炭和石灰石按照一定的比例被装入炼铁炉内。随着温度的升高,铁矿石逐渐被还原成铁水,流淌到炉缸底部。“大家注意观察炉温的变化和铁水的质量,及时调整鼓风的强度和矿石、焦炭的加入量。”王豪对负责炼铁的工匠们叮嘱道。
在炼铁过程中,也出现了一些小插曲。有一次,铁水的流动性不好,导致出铁口堵塞。王豪和王务迅速赶到现场,经过仔细观察和分析,发现是炉渣的成分出现了问题。“我们需要调整石灰石的加入量,降低炉渣的熔点和粘度,让炉渣能够更好地与铁水分离。”王务说道。王豪表示赞同:“好,就这么办,大家密切配合,尽快解决这个问题。”
经过不断地摸索和改进,炼铁炉终于实现了稳定高效的生产。接下来,便是炼钢电炉的建设和调试。
炼钢电炉的建设更加复杂和精细,需要精确安装电极、炉衬、电气控制系统等部件。王明远负责指挥电工们进行电气设备的安装和调试,“大家一定要仔细检查每一个线路连接,确保电流稳定、安全可靠。”王明远一边说着,一边亲自检查着每一个接线端子。
王江则带领着工匠们安装电炉的炉衬,选用高品质的耐火材料,一块块地拼接、固定,确保炉衬的密封性和耐高温性能。“这炉衬是电炉的关键部位,直接关系到电炉的使用寿命和炼钢的质量,大家一定要用心!”王江对工匠们说道。
在炼钢电炉的调试过程中,王豪和众人遇到了不少技术难题。比如,电极的消耗过快,导致炼钢成本增加。王豪查阅了大量的资料,经过反复思考和试验,提出了改进电极材质和优化供电制度的方案。“我们可以尝试使用这种新型的电极材料,它的耐高温性能更好,抗氧化能力更强,可以有效降低电极的消耗速度。同时,调整供电曲线,使电流分布更加均匀,减少电极的局部过热现象。”王豪向众人解释道。
经过多次的调试和改进,炼钢电炉终于成功投入运行。在原料充裕的情况下,每月能生产十吨优质或特种钢材。
工坊中,王豪再接再厉。开始工业母机制作之旅。
车床的制作成为了这场征程的先锋。在挑选制作床身的铸铁材料时,工匠们如同甄别珍宝般仔细。他们轻轻敲击每一块原料,凭借经验倾听其发出的声音,以此判断内部的致密程度。“这块铸铁敲击声略显沉闷,可能内部存在微小气孔,其密度约为 7.0g/cm³,不太符合我们对床身材料的高标准要求。”一位有着多年经验的老工匠,皱着眉头说道。王豪接过材料,仔细端详后微微点头:“我们要确保床身材料的密度均匀性偏差控制在极小范围内,最好能达到 7.2g/cm³ 以上,这样才能保证床身在长期使用中不变形,为后续高精度加工提供稳定基础。”经过反复筛选,他们最终选定了一批优质铸铁投入熔炉。
熔炉生火后,工坊内温度迅速攀升,滚滚热浪扑面而来。工匠们汗流浃背,却始终紧盯着铁水的熔化情况,不断调整着炉火的温度,使其稳定在 1500℃左右,并适时添加适量的助熔剂,以去除铁水中的杂质,确保其纯净度和良好的流动性。当铁水达到理想状态,他们迅速将其倒入精心制作的模具中,铸造床身、床头箱等关键部件。脱模后的铸件表面布满了粗糙的纹理和毛刺,工匠们随即拿起锉刀、砂纸等工具,开启了精细而漫长的打磨工序。“大家注意,床身的导轨部分直线度偏差必须控制在 0.05mm 以内,表面粗糙度要达到 Ra0.8μm 以下,这直接关系到车床的加工精度。”王豪一边亲自示范着打磨技巧,一边大声提醒着众人。他们用自制的精度测量工具,反复检测和修正,一点一点地将铸件打磨至完美状态。
在安装车床的主轴和传动系统时,更是困难重重。齿轮的加工精度要求极高,每一个齿的模数为 3mm,压力角为 20°,齿面的表面粗糙度需达到 Ra0.4μm 以下,且齿距偏差要控制在极小范围内。工匠们小心翼翼地将齿轮安装在轴上,使用塞尺反复调整啮合间隙,使其保持在 0.1 – 0.2mm 之间,稍有不慎就会出现卡顿或噪声过大的问题。“这就如同给车床安装精密的心脏和血管,任何一个微小的失误都可能让整个设备无法正常运转。”王豪眼神专注地看着正在安装的传动系统,语气凝重地说道。比如,有一次在安装过程中,由于一个齿轮的齿距偏差了 0.05mm,导致整个传动系统出现明显的卡顿和异常噪声,经过重新加工和安装该齿轮后,问题才得以解决。经过无数次的调试和改进,他们终于让主轴能够平稳地以 3000r/min 的转速高速转动,传动系统也顺畅地传递着动力,为后续的加工提供了有力保障。
铣床的制作过程同样充满挑战。打造铣床工作台时,需要将一块厚重的钢材锻造至合适的尺寸和形状,其长宽高分别为 1500mm×800mm×300mm。然后进行淬火处理,将钢材加热至 850℃,迅速放入冷却液中冷却,以提高其硬度和耐磨性。淬火过程中,温度的控制精度需在 ±5℃ 以内,冷却速度也要均匀,稍有偏差就会导致钢材开裂或硬度不均。“这次淬火的温度一定要严格控制在 850℃,冷却速度也要均匀,大家务必小心谨慎。”王豪在一旁紧紧盯着炉火,向负责淬火的工匠叮嘱道。曾经在一次淬火试验中,由于温度升高了 8℃,超出了允许范围,致使钢材出现了局部硬度不均的情况,经过重新调整工艺参数后,才成功打造出符合要求的工作台,其硬度达到了 HRC50 – 55,表面硬度均匀性良好,为铣床的高精度加工奠定了坚实基础。
安装铣刀头是另一个关键环节。铣刀头的转速高达 6000r/min,切削力较大,对其安装精度和稳定性要求极高。王豪带领工匠们使用自制的高精度量具,将铣刀头的径向跳动和轴向窜动控制在 0.03mm 以内,确保在高速旋转时不会产生振动和偏移。“铣刀头就像我们的利刃,只有安装得精准无误,才能在加工工件时战无不胜。”王豪形象地比喻道。例如,在加工一个复杂的模具零件时,由于铣刀头安装精度达到了要求,使得加工出的模具表面粗糙度低至 Ra0.4μm,尺寸精度也控制在了 ±0.05mm 以内,完全满足了设计要求,这也充分证明了铣刀头安装精度的重要性。
钳床的制作注重钳口的精度和夹持力。工匠们选用优质的合金钢材料制作钳口,经过锻造、机加工后,用手工研磨的方式对钳口进行最后的精加工。钳口的平面度偏差控制在 0.02mm 以内,表面粗糙度达到 Ra0.2μm 以下,使其能够紧密、稳定地夹持各种形状和尺寸的工件,最大夹持力可达 5000N。“钳口的精度关乎到我们加工的每一个零件的初始精度,绝对不能有丝毫马虎。”负责钳床制作的工匠全神贯注地研磨着钳口,额头布满了汗珠。有一回,在夹持一个薄壁零件进行加工时,由于钳口的平面度偏差了 0.03mm,导致零件在加工过程中出现了变形,经过重新研磨钳口至标准精度后,后续加工才得以顺利进行,再次凸显了钳口精度的关键作用。
磨床的制造难点在于砂轮的选择、安装和调试。砂轮的粒度选用 80# – 120#,硬度为中软,其平衡性至关重要。王豪和工匠们查阅了大量资料,经过多次试验,挑选出了最适合的砂轮。安装砂轮时,他们采用特殊的动平衡检测设备,对砂轮进行精确的动平衡校正,使其不平衡量控制在 5g·mm 以内,确保其在高速旋转(3500r/min)时不会产生剧烈振动。“砂轮一旦失衡,不仅会影响加工精度,还可能引发严重的安全事故,所以这个环节一定要做到万无一失。”王豪严肃地对大家说道。曾经有一次,由于砂轮在安装时没有完全校正平衡,在高速旋转时产生了较大振动,导致加工的工件表面出现了明显的振纹,经过重新平衡砂轮后,问题得以解决,这也让工匠们更加深刻地认识到砂轮平衡的重要性。
钻床的制作关键在于钻头的精度和钻床的稳定性。工匠们精心打造出高精度的麻花钻头,钻头的顶角为 118°,螺旋角为 30°,刃带宽度为 2mm,对其刃口角度、切削刃长度和对称性进行严格控制。在钻床机身的设计和制造上,采用了加强筋和稳定底座的结构,使钻床在钻孔过程中的稳定性大幅提高,有效防止了钻头偏移和折断。“钻孔的精度要求很高,我们要从钻头的制造到钻床的整体性能,每一个环节都要严格把关。”王豪在钻床制作现场,对每一个步骤都进行细致的指导和检查。比如,在钻削一批直径为 10mm、深度为 50mm 的孔时,由于钻床的稳定性良好,钻头的精度也符合要求,使得这批孔的圆柱度偏差控制在了 0.05mm 以内,位置度偏差也在 ±0.1mm 范围内,完全达到了预期的加工精度标准。
在整个制作过程中,工坊内日夜灯火通明,工匠们不知疲倦地忙碌着。他们遭遇了无数次的失败和挫折,但在王豪的鼓励和带领下,从未放弃。每解决一个难题,每完成一个部件的精准制作,都让他们离成功更近一步。经过数月的艰苦努力,一台台工业母机终于诞生。