第十八章 鋼鐵聯合工業區(上)
南境墻完工后,俞新馬不停蹄指示建設部工程隊前往太啟城西北十公里處,這里是煤礦、鐵礦的中間點,還有石灰石和耐火礦資源,地勢廣闊而平坦,同時也是天堂盆地唯一河流天堂河的流經地,所以被俞新選定在這里建設一座小型鋼鐵聯合工業區的地址。
在原料基地附近建立一座聯合工業區,可以將選煤、碎礦、選礦、焦化、煉鐵、煉鋼和軋鋼等一系列生產過程連接起來,不僅使生產操作成為流水作業,減少半成品的擱置,同時還可以利用共同的動力系統,發揮共同的輔助車間以及公用設施的效能。
前期,經過了大量開采,廠房建設工地不遠處已經堆滿了大量煤礦石和鐵礦石,只要廠房建設完畢,俞新可以預想到,源源不斷的各類鋼鐵會從這里生產出來,太啟帝國的工業也會在這里誕生和騰飛。
鋼鐵工業區建設之前,俞新專門召集了首相和工業部、礦業部、建設部和交通部等多個部門在辦公室進行討論。
各部門的官員們起初并不適應皇子這種“辯論”的會議方式,不過沒有人敢提出不同意見。
直到多次會議后,在俞新的再三要求下,工業部長首先參與了討論過程,提出了疑問和一些看法。
在得到了皇子的大力表揚后,其余部門才興致勃勃的參與了進來,討論會場面一度變得火熱且激烈,讓一旁的首相方鴻儒等人看得心驚肉跳。
不過,激烈討論的效果非常好,對于籌備建設的鋼鐵聯合生產工業區的建設問題最終集中到了以下幾個問題上:煉鐵、煉鋼、軋鋼和相關輔助車間的建設規模;各個生產廠的生產設備如何選擇;生產廠之間的位置如何安排;各廠房車間內部怎樣布置;公用設施怎樣合理布置;廠外協作關系如何進行;工人的生活區以及相關保障;防守部隊的規模等。
帶著這些問題,俞新和一眾官員前往實地進行多次查看,根據實際條件制定最終的規劃方案。
廠內運輸和廠外運輸同樣是俞新一直考慮的問題,因為運輸效率可以直接作用于生產效率。
如今他規劃的小型聯合生產工業區雖然沒有原時空中那些規模龐大的工業區復雜,但生產開動后,原料和成品的運輸量一樣是相當巨大的。
因此,經過反復論證,實地規劃,俞新對各廠房位置進行了合理布置,廠房之間使用了平行串聯式的布局,這種布局主要是使得選煤廠、煉焦廠、煉鐵廠、煉鋼廠、軋鋼廠形成平行布置,而煉鋼與軋鋼廠形成串聯布置。目的是運輸過程暢通,廠內和廠外不致發生阻塞現象。
廠房的建設,俞新決定首先從最簡單的選煤廠開始,至于為什么要建設選煤廠,原始空中工科出身的俞新很清楚選煤對于煉鋼的重要意義,可以說沒有選煤這道工序,煉焦和煉鋼生產根本無法正常開展的。
煤礦石中通常含有兩類成分,一類是有用成分,另一類則是雜質。雜質通常包括水分、灰分、硫和磷。
太啟城西北方向的這座露天小煤礦雖然優勢是露天,但他仔細檢查過,礦石中所含雜質很多,如果不經選煤工序,煉焦后根本就沒法用來煉鋼。
選煤過程并不復雜,大致有篩分、破碎、精選、脫水、煤泥水處理等流程,選煤廠的建設自然也按照這幾大流程進行規劃。
篩分就是按照大小把煤分開來,因為現有資源有限,俞新很快設計了一種可以全部用木頭制成的人力腳踏搖動篩。
這種篩子的篩面用沖孔篩板和鐵絲編織篩網都可以,在用作脫水篩時,只要把竹條編成長縫篩面放到鐵絲篩網上,固定起來就行。可以做到一篩兩用。
破碎也是選煤中的重要環節,簡而言之就是把大塊煤碎成小塊,選煤工業中破碎的目的很重要,首先煉焦對顆粒大小有一定的要求,另外夾雜著石頭的煤塊要破碎到煤和石塊截然分開,以便洗煤時去掉矸石,回收煤。
俞新也是絞盡腦汁,但在動力設備缺乏的條件下,只能依靠人力,利用杠桿原理設計了木制打夯機。
每臺打夯機都使用50公斤的石錘,人力把壓桿按下后,石錘抬起,再利用自重打下去。
這種碎煤機的優點在于設計建造簡單便捷,但缺點是效率低下,且耗費人力,因為破碎過程中,需要注意不斷把破碎好的煤取走,添加大塊煤,防止過度破碎。
接下來便是選煤廠的另一個重要工序,洗煤環節了。
這也是俞新將選煤廠定在了天堂河邊上的原因之一,因為他決定使用槽選法進行洗煤。
槽選法分選過程很類似河流中砂石的沖擊現象,江河中水流湍急時,大塊、小塊卵石和泥沙全被沖走。當河床變寬,水流變慢時,大塊首先沉積,隨著水流逐漸減慢,小塊沙石和泥土就順序的沉積下來了。
槽選法就是要把原煤分成矸石和精煤,同樣也是利用類似的原理進行,這樣就需要挖掘洗煤槽,同時需要將天堂河引流進入洗煤槽。
當經過前面幾道工序后,煤便分成了精煤和其余雜質,但精煤因為洗煤含有大量水分,所以便有了脫水這道工序。
這個工序俞新還是采用篩選時經過改裝的人力腳踏搖動篩,只是在篩子下加上了漏斗,這種辦法可以脫出百分之七十五的水量,脫水過程中篩面的傾斜角一般是五至八度。
在建設選煤廠的過程中,很大一部分空間都是留給洗煤這道工序的,洗煤槽只是占了一小部分,而更大的則被洗水處理和泥煤回收的沉淀池。
煤泥沉淀池池被俞新設計成了一座長方形,煤泥水從池子一端進入,經過一段距離,煤泥沉淀至池底,而水則從另一端排出,重新進入到洗煤過程中。沉淀池子越長,沉淀的煤泥就越細膩。
選煤廠規劃敲定并開始建設施工之后,俞新立刻投入到了煉焦廠的規劃上。
焦炭是鋼鐵工業中不可缺的燃料,是煤經過高溫干餾的產品。煤在干餾的過程中還會生成煤氣和氨、苯、焦油等化學產品,產出的煤氣也可以作為氣體燃料被重復利用,不過在初期工業水平條件下,俞新并沒有進行這些后續化學副產品的利用回收,而是留了充足的空地,待生產設備水平滿足條件再進行重復利用。
煉焦廠的主要設施是煉焦爐,俞新設計的煉焦爐由碳化室、燃燒室、蓄熱室、煙道和煙囪等主要部分構成。
燃燒室是煤氣燃燒流動的通道,俞新設計出很多條火道在其中。
蓄熱室的作用是利用廢棄的熱量預熱煤氣和燃燒需要的空氣,他被設計在碳化室底部。
為了達到蓄熱室的要求,俞新專門指導燒制了格子耐火磚,用來建設蓄熱室用。
碳化室則夾在兩個燃燒室中間,由兩個燃燒室的墻壁和爐門構成,俞新還在碳化室頂部設計了裝煤孔和上升管。
按照俞新的設計構想,經過選煤廠處理后符合煉焦標準的煤經裝煤孔加入碳化室,在加煤操作的后期,同時開始平煤,將碳化室內的煤壓實。
這時,煤被兩側的燃燒室墻傳來的熱量間接加熱,在隔絕空氣的情況下進行干餾。
當焦炭中心溫度達到800至850度時,先將碳化室的上升管與集氣管的通路關閉,然后打開爐門,用鐵制推柄將焦炭推出碳化室。
熄火后的焦炭經過冷卻和除去多余水分后,用震動篩把焦炭分成大于40毫米和大于25毫米的冶金焦,如此便可分別運往煉鐵廠和煉鋼廠了。
規劃好了選煤廠和煉焦廠,接下來才是整個鋼鐵聯合工業區的核心,煉鐵廠和煉鋼廠了。
俞新思考了許久,最終決定將煉鐵與煉鋼廠和軋鋼廠合并起來。
因為單獨的轉爐煉鋼廠都需要先將生鐵融化,變成了鐵水后,再加入轉爐冶煉。這樣一來,每融化一噸生鐵,大約需要消耗一百五十公斤焦炭,損失二十至三十公斤生鐵。
就算不用轉爐,改用反射平爐煉鋼,也需要消耗大量燃料,都比不上直接將煉鐵廠高爐出來的鐵水直接加入煉鋼爐來的高效、經濟。
同時還能大大簡化生產流程,節約了設備、人力,也降低了成本和資源損耗。
這些是俞新考慮的一個方面,另一方面就是三廠合并在一起后,可以聯合利用共同需要的原材料,例如焦炭、鐵礦石和石灰石等,可以建設一個共同的原料存放地,不需要分別單獨建設場地,所以總的儲備量可以減少。
另外還有一些原料,還可以從廠內其它車間取得,例如,煉鋼需要的廢鋼,可以直接從軋鋼車間取得,不需要廠外轉運。
敲定了建廠的核心思路后,俞新立刻投入了詳細的規劃工作中。