San thiếu vất vả bố trí khắp nơi như vậy để làm chi?
Nói thật thì thiếu than cốc vẫn có thể luyện kim bằng than gỗ được, nhưng có thì vẫn tốt hơn.
Ví như nhiệt lượng than cốc trong lò có thể nâng đến 1800 độ C không có vấn đề gì, chịu nén tốt cho nên có thể bố trí lò cao lơn. Lại thêm khả năng có thể cháy triệt để của nó…
Quá nhiều lý do để San thiếu phát triển than cốc trước tiên.
Giống như động cơ xe máy hay xe hơi vậy, động cơ đã tồi còn đổ vào nhiên liệu kém chất lượng thì chạy sao nổi. Công nghệ luyện kim của Đại Nam lúc này cũng tương tự, muốn cải thiện chất lượng đầu ra thì phải đặc biệt chú ý tới nguyên liệu đầu vào.
Vì vậy nếu có thể làm tốt việc cải tạo nguyên liệu thì nên làm sớm. Cái gì giải quyết được trong tầm tay thì phải làm trước tiên.
Đốt than cốc không khó, chỉ cần hiểu nguyên lý thì ai cũng làm được. Than mỡ nung trong nhiệt độ trên 600 độ C, tình trạng yếm khí tất sẽ có than cốc. Làm lạnh nhanh bằng nước mát là được. Công nghệ sơ cấp thì không khó.
Khó là làm thế nào để có được năng suất cao mà thôi.
Còn nếu không quan tâm đến năng suất thì đốt như công nghệ làm than củi là được. Không có gì khó cả, Châu Âu thế kỷ 15 chính là dùng cách này để luyện cốc…
Cách luyện cốc thô sơ này, than được chất thành đống và đốt phía ngoài, phía bên trong có hơi nóng và yếm khí nên sẽ thành cốc. Hiệu suất ước đạt 20%.
Kỳ công hơn một chút đó là xây lò gạch nhiều lỗ như tổ ong, chất than bên ngoài rồi đốt. Hơi nóng sẽ qua các lỗ tổ ong cấp nhiệt cho than mỡ trong lò thành than cốc. Cách này dễ bố trí, nhanh , rẻ. Hiệu suất tầm 35-55%.
Cuối cùng là cách chế cốc hiện đại bằng các lò nung kim loại cỡ lớn với nhiều kiểu đứng , nằm, hình hộp, hình trụ khác nhau. Có lò xoay cố định. Nguyên tắc vẫn là nấu than mỡ trong tình trạng yếm khí, nhưng hiệu suất lên đến 75-80%, công suất thì càng mạnh mẽ.
Tất nhiên Cậu San cho xây lò gạch thôi, không thể chế được lò nung cốc kim loại lúc này. Đúc mấy cái nồi gang be bé mà đi nấu than cốc thì chẳng bõ dính răng, cậu là cần rất nhiều than cốc để nung lò cao đấy.
Lò cao thì dễ rồi, công tượng Đại Nam ai chả biết làm. Lò xây cao tầm 3-4m không hề khó khăn, nguyên liệu than củi không chịu được lò quá cao lớn. Cho nên xây cao quá cũng chẳng ích gì.
Ít nhất Cậu San không phải quá phí công sức trong vấn đề này.
Vấn đề của hắn là làm thế nào để chuyển từ gang lò cao thành thép tốt không tạp chất.
Cái này cũng không làm khó được cậu, ít nhất cậu cũng làm nghề “gõ đầu trẻ” môn Hóa Học tại một trường trung học tới sáu tháng.
Sáu tháng đó cậu San không thiếu những ngày phải lọ mọ thức đêm tra mạng soạn giáo án đâu, cho nên mấy cái kiến thức hoá cơ bản bị cậu còn nhớ đến giờ.
Lò cao cùng lò phản ứng Bessemer , siêu cấp tổ hợp này sẽ khiến cho giá thép ở Châu Âu giảm kinh hoàng từ 80–95 USD/tấn xuống 9–11 USD/tấn.
Nhớ mang máng đâu đó Henry Bessemer xin cấp bằng sáng chế ở Anh năm 1855. Nhưng cậu mặc kệ, ở Đại Nam này liên quan quái gì tới Anh Quốc mà kiện bản quyền, có giỏi thì qua đây kiện cậu…
Đám thợ lành nghề của hắn nói chung vẫn tuyệt. Hai tháng ròng họ phải đập đi xây lại cả chục cái lò mới thành công, sau khi nghe cậu San chỉ dạy “chi tiết” những kiến thức quá mới đối với họ.
Phù phù.. Cậu San đỏ mặt chống nạnh chửi mắng. 300 công tượng đỉnh cấp Đại Nam, chế cái lò cao 2m rộng tầm 1,5 m mà hai tháng làm đi làm lại mới tạm ổn. Khốn kiếp thằng nào xuyên không vù một cái đẻ được sắt mới thép. Cậu nhổ vào…
Cũng may thời này Đại Nam đã có công nghệ chế gang thành thép. Đó là công nghệ khuấy luyện.
Gang lỏng ra lò được cho vào bể, công nhân phía trên dùng muỗng khuấy, tất nhiên đây là kinh nghiệm cha ông mấy ngàn năm đúc kết ra được.
Gang nóng tiếp xúc không khí nhiều lần sẽ biến thành thép. Đây là suy luận từ kỹ thuật rót gang, xào gang thế kỷ 10 đến 15 mà thành hình ở thế kỷ 16.
Phương pháp này được người Hoa Hạ nghĩ ra đầu tiên. Sau đó đến người Việt ở phía Nam áp dụng.
Thời điểm đó, Châu Âu thì vẫn còn đang loay hoay với việc làm sao để sắt ngậm thêm Carbon tạo thành sắt rèn.
Tất nhiên sau khi tiếp nhận công nghệ lò cao nung gang cùng khuấy luyện của Đông Á, thì bọn hắn phát dương quang đại trở thành những công nghệ cao tinh tế hơn, chất lượng hơn , hiệu suất cùng chất lượng cao hơn nhiều. Khốn nạn là bọn nó có trả tiền bản quyền đâu, cứ im im mà ăn cả. Để rồi ai lấy công nghệ nào của bọn nó là chúng là bị kiện, bị đàn áp bằng pháo hạm. Cái này đích thị là “vừa ăn cắp vừa la làng”.
Cho nên San thiếu cứ vi phạm bản quyền đấy, qua Đại Nam đến xứ Hà Tĩnh cắn cậu đi? Cậu bắn bỏ… pằng chíu…
Có điều cách khuấy luyện ở Đại Nam hay Đại Thanh mấy trăm năm rồi nhưng chả khác gì thuở ban đầu. Thật là không biết nói gì hơn…
Gang lỏng được đổ vào bể lộ thiên, công nhân đứng bên miệng bể dùng muỗng thép có đầu là gốm chịu nhiệt mà nguấy. Công việc nguy hiểm tai nạn cháy, bỏng, thậm chí ngã vào bể gang thì khỏi cứu…
Cái công nghệ này đúng là cũng tăng tốc độ sản xuất thép. So với cách xào, rót gang thì tốc độ sản xuất thép tăng tầm 5-7 lần. Vấn đề đó là các vị Đông Á 400 năm không thay đổi tí nào công nghệ, vẫn lộ thiên mà nguấy múc thép. Cho nên chất lượng sản phẩm rất nhiều hạn chế.
Hạn chế đầu tiên, múc khuấy được chất lượng thép với hàm lượng bao nhiêu % Carbon hoàn toàn dựa vào kinh nghiệm thợ khuấy . Chẳng có bảng biểu quy định gì. Mỗi lần khuấy cho một mẻ thép khác nhau tỉ lệ có tốt có xấu không quản lý nổi. Chất lượng không đồng đều.
Hạn chế thứ hai đó là việc khuấy gang lỏng lộ thiên, chẳng khuấy được bao lâu thì gang bị không khí mát bên ngoài làm cứng lại. Vậy là lại còng lưng ra mà nung chảy gang để khuấy. Tốn năng lượng hiệu suất thấp.
Bên Châu Âu bọn hắn khuấy gang bằng máy cơ khí rồi, các lò khuấy có nắp cách nhiệt cùng bảo hiểm. Trong lò luồng không khí nóng luôn được thổi vào để gia nhiệt cho gang không bị lạnh đi. Nói chung là đã tiến rất xa so với Đông Á.
Hây da…
Cái này cậu biết.. Nhưng cậu không định phát triển công nghệ khuấy luyện. Cái này chỉ đơn thuần mượn tạm công nghệ sơ cấp để đóng vỏ thép cho lò Bessemer “hàng nhái” ở Đại Nam thôi. Mà có chết cậu không nhận đây là lò Bessemer. Đây là “lò luyện thép Trần gia” nhớ kỹ tên đấy . Cậu không đùa đâu, thằng nào lằng nhằng gọi nhăng là cậu bắn bỏ… pằng chíu.
Cậu Cả thổi gang lỏng thành thép hẳn là cười tươi lắm nhỉ?
Chắc lại ngây ngô há ngoác mồm ra để rồi con ruồi nó bay vào tận cổ họng ấy.
Dạ thưa cậu luyện thép nó mà dễ thế thì bây giờ cha đẻ của lò Bessemer là Henry Bessemer đã giàu to rồi. Cậu mà qua Anh lúc này là gặp Henry đang sắp phá sản đấy.
Còn lâu thì Henry Bessemer mới kiếm được tiền từ cái lò này ví nó quá nhiều nhược điểm.
Thứ nhất là lò Bessemer thời kỳ sơ khởi không hề khử được Phốt-pho cho nên chất thép ra cực tệ. Thứ hai, là lò này khử cả Mangan trong thép, thậm chí khử sạch sẽ Carbon khiến gang biến thành sắt non và thừa luôn cả oxy trong sản phẩm làm chúng trở nên không chắc chắn.
Số là khi thử nghiệm thì Henry Bessemer dùng loại quặng không có Phốt pho cho nên ra sản phẩm tốt lắm, hắn ta mới quảng cáo khắp nơi để bán hàng. Khốn là trên thế giới này có đến 90% các mỏ quặng sắt sẽ có kèm phốt pho. Cho nên Henry mới bị trả hàng, bị kiện lừa đảo, đòi bồi thường tiền. Lúc này lão Henry đang rất túng quẫn đấy.
“ Thầy giáo” hóa học San thiếu, chuyên gia lý thuyết gõ đầu trẻ lúc này mới hiểu, sách giáo khoa trung học chỉ là nói chung chung cơ sở lý thuyết, còn lâu mới có thể dễ dàng ứng dụng thực tế như vậy.
Cậu ôm đầu lục tìm mọi kiến thức có thể có liên quan gang thép. Cuối cùng cậu nhớ ra đã đọc ở đâu đó về nhà luyện kim Robert Mushet từng đề xuất một giải pháp, đó là đốt cháy tất cả Carbon, và bổ sung thêm một lượng chính xác Spiegeleisen, hợp kim của sắt-carbon-mangan. Từ đó có thể tạo ra thép-mangan chính xác ít tạp chất.
Nhưng cậu đi đâu mà tìm Spiegeleisen?
Cho nên sự nghiệp luyện kim của cậu đi vào bế tắc.
Dù sao cũng được an ủi phần nào khi cậu đã tạo được sắt non không tạp chất, Muốn khử Phốt-pho thì đơn giản, chỉ cần bổ sung vôi vào lớp lót đất sét của lò nung là xong. Thuần túy kiến thức phổ thông, chẳng có gì quá cao siêu hết... Cậu thành công “loại bỏ” hoàn toàn Carbon, mangan, photpho trong gang và có mấy chục tấn sắt non trong tay mà chẳng biết làm gì.
Cuối cùng các công tượng nhìn Cậu thương quá cho nên lấy thép non ra gấp rèn để chúng ngậm thêm carbon. Thế là cậu lại quay về giống Phương Tây lúc này đang từ sắt non luyện chế sắt rèn (Wrought iron).
Nói chung là cậu cáu lắm rồi....
Kế hoạch luyện kim chế súng , pháo của cậu bị dừng hình ngay từ bước đầu tiên.
Không luyện được, không rèn được, cậu đi mua đồ...
Doanh nhân James Smith Bush ở nơi mô, ra đây Cậu biểu cái coi nào.
