我的科学时代 第二百五十七章 只要锄头挥得好，没有墙脚挖不倒！

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自主冶炼！

无论是生产制造75毫米火炮，还是105毫米榴弹炮，材料问题必须实现自主生产，光靠买永远成不了气候。

别人想什么时候卡你脖子，就什么时候卡你脖子，和平时期卖你一吨三万银元，面对如此高价你没有任何办法，战争时期直接断供，你同样没有办法。

而这，就是目前国内巩县、汉阳、太原三大兵工厂面临的头等问题，太原兵工厂能造105毫米榴弹炮及炮弹，巩县和汉阳能造75毫米山野炮及炮弹，其炮管所用之炮钢，百分百依赖于进口。

随着全面抗战爆发，中华对外连接通道会迅速中断，一旦兵工厂炮钢消耗完毕，就会陷入无钢可用的尴尬状况。

到时候，价格昂贵不说，就算能买到炮钢，又能买到多少？

一千吨，还是一万吨？

要知道，高强度炮钢属于特种钢铁类型，与迫击炮所用钢材有着极大差距，对于任何一个可以生产炮钢的国家而言，这种高端金属是绝对的顶级战略资源，一旦遇到紧急情况会大概率中断炮钢流出。

中华永远不可能靠着买而强盛，自主生产是唯一的选择。

而这，正是余华必须研发氧吹炉和电渣重熔技术的原因。

不能因为暂时能买到便放弃自主研发，更不能因为日本人的潜在威胁而不敢研发。

当然，余华并不准备把氧吹炉和电渣重熔交给南京，当前适合这两项技术的目标，唯有根据地。

根据地能以最快速度将氧吹炉和电渣重熔技术投入使用，并且将其用好。

若是交给南京，最终结果只有一个，泄露给日本人。

“氧气顶吹转炉技术？让我想想，如果我没记错的话，钢铁行业已经淘汰了转炉炼钢工艺，目前全世界主流炼钢法全是平炉炼钢，只有极少数落后国家例如苏联及加盟国采用转炉炼钢工艺，余华，你应该明白转炉炼钢的自身缺陷。”庄前鼎听到自主研发这番话，面容露出短暂的错愕表情，随即反应过来，感受到余华眼中的认真与严肃，随即回应道。

庄前鼎可不是随便用个专业词语就能糊弄的普通老百姓，他是横跨诸多领域的顶级专家，关于冶金工程和炼钢领域，庄前鼎的学术水平虽然达不到欧美顶级冶金学家的程度，但作为资深冶金学家毫无问题。

放在国内，可谓首屈一指。

转炉炼钢，这种已经淘汰的炼钢工艺，他可谓熟悉的不能再熟悉。

世界上最早诞生的现代炼钢法便是转炉炼钢，1856年贝斯麦发明底吹酸性转炉炼钢法，可以生产大量钢铁，令钢铁从高贵的奢侈品转变为廉价消耗品，促进欧洲第二次工业革命。

不过，这种贝斯麦转炉存在巨大缺陷，由于无法去除硫和磷，原料要求极其严格，必须是优质的低磷低硫铁矿石。

问题来了，全欧洲哪儿去找大量的低硫低磷铁矿？

不得已，人们只能继续追求新的炼钢法，不久之后，冶金学家托马斯发明碱性转炉，通过呈碱性的耐火砖炉衬和生石灰，使得整个冶炼过程在碱性环境下进行，铁矿石的磷与石灰石结合融入钢渣，解决铁矿石高磷问题，使得原料要求猛地下降一个程度，最终令第二次工业革命的发展到达**，成为欧洲乃至世界主流的炼钢法。

然而，托马斯碱性转炉仍旧存在致命问题，这种碱性转炉对生铁成分有严格要求，且不能大量使用废钢。

是的，不能大量使用废钢。

由此导致了市面上废钢越来越多，多到人们不得不重视且解决的程度，到了1888年，法国人马丁利用蓄热原理，创造碱性平炉。

平炉炼钢对原料要求低，容量大，生产种类多，无论是生产工艺难度，还是生产成本，远远高于碱性转炉。

平炉炼钢一经问世，迅速取代碱性转炉成为主流炼钢法。

就目前而言，转炉炼钢的缺陷依旧没有解决，不能大量用废钢，转炉必须采用碱性炉，若不然就得使用低硫低磷的铁矿石。

无论是哪种，皆不符合国内情况。

中华铁矿含硫量不算特别高，但绝对不符合贝斯麦转炉的原料要求，用碱性转炉吧，问题在于不能大量用废钢。

余华听到庄前鼎这番话，面色不便，迅速拿起刚才的笔和纸，迅速书写起来，这是整个氧气炼钢内部的变化规律和反应过程，通过数学模拟计算的过程。

还是那句话，能用数学说话，就绝不用嘴多逼逼。

数分钟过后。

“教授，这是学生经过计算的转炉氧气吹炼内部金属成分的变化规律和反应过程，可以作为参考，利用氧气的氧化性，不仅铁水的含碳量和杂质成分会迅速降到标准范围内，且大量氧化反应为放热反应，既可以促进燃料燃烧，亦可加速炼钢效率。”

余华将满是化学符号和汉字的草稿纸，递向面前的庄前鼎：“氧气炼钢可以弥补转炉炼钢法所有的缺陷。”

庄前鼎点了点头，面色肃穆，接过已经写有一系列数据的草稿纸，双眼透出一股前所未有的审视之色，以专业的学术角度去对待这份草稿纸。

严谨，苛刻！

这种新型炼钢法必须通过最严谨的论证与测试。

转炉氧气吹炼内部金属成分的变化规律和反应过程：

设炼钢原料为：铁水、废钢、生铁及铁合金。

铁水温度为：1250摄氏度。

铁水成分含硅、锰、碳、磷、硫。

造渣材料：石灰、白云石、萤石。

氧化剂为氧气、铁矿石。

冷却剂：废钢。

硅的氧化规律：吹炼初期，由于硅与氧的亲和力大，会大量氧化，在氧化反应过程中释放热量，为炉内主热源之一。

在保证供氧的情况下，炉内硅元素会在5分钟内氧化到很低的水准，且直到吹炼结束也不会产生硅的还原。

反应式如下：

2（Cao） （2FeO·SiO2）=（2CaO·SiO2） 2(FeO)

2（FeO）……

“有点意思……”庄前鼎眉头挑了挑，继续看了下去。

锰在吹炼初期会迅速氧化，但氧化速度低于硅，氧化放热属炉内次级热源之一，反应方程式如下。

碳在吹炼初期生成一氧化碳和二氧化碳，铁水碳含量迅速降低，反应方程式如下。

磷的氧化规律表现为吹炼过程中的脱磷速度，在氧化反应过程释放热量，为炉内主热源之一，脱磷反应方程式如下……

时间慢慢流逝，庄前鼎表情由郑重向凝重转变。

余华看着陷入深思的庄教授，没有出声打扰，他知道这篇草稿纸记载的内容，对于这个时代的钢铁行业和冶金学家有着堪比重磅炸弹般的威力。

确切的说，应该是核武器。

利用氧气炼钢的概念早已流传于冶金学界，氧气比空气具有无与伦比的优越性，这是所有冶金学家梦寐以求的炼钢法，事实上，早在1856年贝斯麦创造转炉炼钢的时候，就开创了利用氧气炼钢的设想。

之所以未能实现的缘故，很简单，技术条件不允许。

从氧气炼钢的设想到首次工业化应用，历史上整整花费了150年时间。

到十五分钟过后，庄教授终于放下草稿纸，双眼看向余华，一副见了鬼的表情。

震撼，

惊讶，

不可思议，

还有疑惑。

他无法想象，余华是如何做到的。

“庄教授？”余华适时询问道。

“很早就知道氧气炼钢的好处，没想到利用氧气炼钢的效率竟然会达到这种程度，炉内反应只需要20分钟，这是氧气炼钢工业化应用的一大步，余华，就凭借这张草稿纸，你就能立即成为一名炙手可热的冶金学家。”庄前鼎感慨道：“真不知道你是怎么做到的。”

作为理论资深冶金学家的庄前鼎，当然晓得氧气炼钢的设想，只不过，这个设想已经被冶金学界很多人忽视，在没有解决大规模制取氧气的情况下，谈氧气炼钢都是妄想。

整个冶金学界，仅有极少数人在坚持氧气炼钢的道路。

而余华这份氧气炼钢的变化规律和反应过程，理论层面非常详细和全面，反应方程式极其严谨，每一个数据全部正确，即便连庄前鼎都找不到挑刺的地方。

这张草稿纸，堪称氧气炼钢向工业化应用的突破性进展。

“学生在听了您讲过的炼钢发展和平炉炼钢工艺，又去图书馆寻找冶金工程的书籍，最终基于贝斯麦先生的氧气炼钢构想，用数学模拟了这个过程。”余华解释道。

庄前鼎心中感慨过后，立即回到理性状态，想要实现氧气炼钢还有两个核心问题需要解决：“余华，氧气炼钢好是好，不过，如果利用氧气炼钢的话，你该如何解决氧气的制取与吹送？目前不具备大量制取氧气的基础条件，工程上也没有找到一种行之有效的氧气吹送方法，按照这张纸上的2T级转炉，每吨金属每分钟供氧强度必须达到1.5立方米的要求，对氧气吹送是一个严格考验。”

怎么实现氧气的制取和吹送？

制取和吹送是一个动态过程，一旦开始炼钢，那就意味着24小时运转，氧气的制取总量必须满足炼钢需求总量，氧气的吹送则需要确保安全且时刻流动。

工作原理谁都会，技术上则是一个超级大难题。

“教授，氧气的制取与吹送，学生采用空分设备和氧枪予以解决。”余华面容严肃，对于庄前鼎教授给出的两个关键问题，给出答案：“目前，这两项技术的研制进度非常可观，学生已经研发出满足要求的氧枪，能将氧气以超音速喷射出去，进入炉内实现氧气吹炼，这是氧枪和转炉的简图。”

话落，右手执笔，在草稿纸上勾勒出三孔喷头氧枪和转炉的简图，氧枪包含内部结构。

庄前鼎接过氧枪简图，看了一下内部结构，多年的机械工程经验告诉他，这个氧枪能够满足氧气吹送的要求。

结构巧妙，顶吹方式简单方便，整个设计堪称完美。

“机械工程角度没有问题，这是一套非常优秀的设计，空分设备呢？每小时制氧量能到多少？”庄前鼎予以高度的评价和赞肯，目光看向余华，连忙问道。

言语透出一丝急切，想要知道余华在空分设备上有没有突破性进展。

纯氧制取来自于空分设备和实验室电解，这是常识。

不过，庄前鼎很清楚世界范围内的空分设备，全都达不到氧气炼钢的标准，当然，如果钱多的话，倒是能用笨办法，一台不够上十台，只要能凑够转炉炼钢的氧气需求总量。

假设工业级氧气转炉30吨级，每吨金属每分钟耗氧量3立方米，每小时氧气需求总量为5400立方米，按照目前最先进的空分设备每小时制氧15立方米计算，只需要360台空分设备就够了。

尽管从投资成本上来说这是一个灾难，但至少能勉强运转不是？

“这就是学生面临的难题，我采用涡轮增压进气结构，令压缩机进气量达到每小时1014立方米，但活塞式压缩结构无法处理如此大量的空气，必须采用一种全新的压缩结构，学生的知识储备不够，暂时没想到哪种压缩结构符合要求，只能过来求助您。”余华透露自己面临的难题，而后作揖行礼。

“记不记得我第四节机械工程选修课的内容？”

听到这个问题，庄前鼎愣了一下，脸上浮现一抹淡淡的微笑，朝着余华说道。

“第四节机械工程选修课……”

余华陷入思索，脑海迅速给出这节课的相关知识点，猛地反应过来：“教授，您的意思是，汽轮机？”

“对，汽轮机本质上属于透平机，以工质区分类型，以水为工质叫水轮透平机，以蒸汽为工质叫汽轮透平机，以燃气为工质叫燃气轮透平机。”

庄前鼎点头说道：“既然你已经采用了涡轮增压作为进气结构，为什么不采用类似结构的透平机作为压缩结构。”

“学生受教了，我犯了一个思维僵化的错误，没有灵活运用知识。”余华闻言，顿时怔住，瞬间反应过来自己的问题。

不是没有适合的压缩结构，而是他脑子没反应过来，依旧停留于借助参考资料的层面，在失去参考资料，甚至没有参考资料的情况下，他忽然有些不知所措。

这个思维僵化的反应，对于一名普通穿越者而言极为正常，但对于从事基础科学和应用科学研究的余华而言，则是彻彻底底的低级错误。

“哈哈，这是正常的，因为你还处于学习阶段，不过，也只有现在才让我感觉你是学生，我是教授，要不然我都以为你小子是一个从事多年机械研究的资深学者。”

看着致以学生礼仪的余华，三十五岁的庄前鼎发出爽朗笑声，说道：“接下来你准备怎么做？”

“学生想请您加入新型空分设备研究项目，尽快搞定空分设备为氧气顶吹转炉技术奠定物质基础，氧气转炉相对于目前平炉炼钢，有着全方位的碾压，一座2T级氧气转炉钢铁年产量理论可达3万—3.5万吨，这项技术对中华极其重要。”余华面色尊敬且认真，弯腰，向庄前鼎教授再次行礼，说出自己的想法。

邀请庄前鼎加入空分设备项目，以及后续的氧吹炉项目。

这是余华的想法。

但，整个想法并不完全。

事实上，余华最终想法是……

挖墙脚！

挖自己母校的墙脚！

庄前鼎教授的学业水平和综合实力堪称恐怖，横跨机械、化工、冶金、航空动力等重要领域，拥有双硕士学位，国立清华机械工程系系主任等资历，这种尖端级科研人才的重要性不言而喻，如果挖到根据地，将对根据地的工业建立和发展有着极大帮助。

余华之所以向庄前鼎教授透露氧气转炉的秘密，就是打着这个算盘。

古语云：只要锄头挥得好，没有墙脚挖不倒。

氧气转炉，就是余华的金锄头。

至于挖墙脚目的失败，是否存在氧气转炉泄密的问题，余华并不担心，他相信自己的判断，更相信庄教授。

不好意思了，我的母校，根据地更需要庄教授。

“加入空分设备项目？”庄前鼎怔了一下，看了一眼余华，陷入思索。