陆延回来之后,反而更忙了。
一天到晚上门想要攀关系的,都快将后乐园的门槛踏破了。
陆延只能到躲到崇明岛上陆家的庄园。
这里不但有水泥厂、火器厂、纺织厂、玻璃工坊还有育种实验室,负责选育优秀的玉米、番薯、土豆植株,以及鸡鸭杂交育种。
虽然叫做庄园,但其面积已经不比崇明县城小多少了。
而且实现严格的封闭制度,外人根本进不来。
陪着徐佛玩了几天,陆延开始研究坩埚炼钢。
如今,陆家战船装备的是二十磅炮,枪械用的是线膛枪。
但想要更进一步造出更重的火炮,以及后膛枪,却是始终无法做到。
这并非受限于技术,而是材料的限制。
如今崇明炼铁厂只能出产低碳钢,虽然质量不错,但想要达到后世钢材的普通标准都差上一些,主要是其中仍然含有相当的硫。
而且,这种钢材用来制造线膛枪的主弹簧之时,有七成几率报废,就连用来钻孔枪管之时,也有可能报废。
这导致崇明造枪厂效率一直上不去。
陆延迫切需要更好更便宜的优质钢材,而指望别人是没有希望的,只能自己炼钢。
目前的问题主要是钢材之中的杂质太多,只要提高锅炉温度,便能再次减少杂质。
而坩埚炼钢法十分符合他的需求。这种炼钢法使用石墨黏土坩埚熔炼熟铁,在坩埚外面加热,铁料继续吸收石墨中的碳而熔化成为高碳钢水,钢在坩埚中熔化时,石墨碳还能起还原剂作用。
历史上,坩埚炼钢法在1742年由英国人洪兹曼发明,并使用了一个世纪,直到电弧炉炼钢发明后才被取代。
那么首先便要造出石墨黏土坩埚。
石墨这东西,在古代叫做石螺、石黛或者画眉石,一般做成笔,或者墨盒、魔瓶等。
陆延为了弄到足够的石墨就花了两天时间。
又花了三日时间做出来石墨黏土坩埚,同时,开始修建适合的炼钢炉。
炼钢炉依然由耐火砖建造,下面是空的,空腔旁边有个鼓风口,有工人不断地鼓风,保证炉子的温度。炉子中间有钢管做成的炉桥,用来安置石墨坩埚。炉子上面可以打开,用来观察铁水和搅拌铁水。
但陆延很快就遇到了问题,石墨黏土坩埚虽然能承受住高温,却是无法将温度升上去,总是无法去除杂质。
陆延突然一拍脑袋,炉温那么就用助熔剂啊!
常见的助熔剂有氧化钙、氧化镁、二氧化硅、氧化铝等。
他这里别的没有,氧化钙和二氧化硅可多的是,陆延立即让人去弄来了生石灰和碎玻璃。
陆延让人炉子里堆满了焦炭。
焦炭本就是炼钢常备的材料,使用土法炼焦得到。都是从通州烧制好运来崇明岛的。
工人们往炉子里堆满了焦炭,下面放置木材。
几个匠人在上面的高台上将铁矿石,焦炭,石灰石依次倒入高炉之中,而后投入生石灰和碎玻璃。
场地内的温度陡然升高了几度。
四个工人轮流使用鼓风机给高炉鼓风,一股热浪扑面而来。
空腔旁边有个鼓风口,熊熊火焰带着高温被鼓风机吹入。
随着温度不断升高,陆延似乎都能听到坩埚内铁水如同沸腾一般的声音,还有褐色烟雾升腾从后方的空洞冒出。
此时,高炉之中铁水中的锰和硅氧化,形成褐色烟雾逸出,在这期间,铁水中的碳也被氧化成了二氧化碳。
此时,坩埚内的温度已经超过了1600度!
约莫过了两炷香的时间,高炉内的反应逐渐平缓。
陆延让工人打开炉子,一股热浪扑面而来。
几口坩埚内是明晃晃的钢水,上面还飘着一些炉渣,陆延令工人勺出浮在钢水上面的炉渣,然后倒出钢水。
钢水倒在模具上,发出剧烈的声响,白烟升腾而起。
众多工人都围着,等着看看少爷这种奇怪的炼钢法,到底能不能炼出高碳钢。
等到钢水稍微冷却,陆延便让他们试验来打造弹簧和枪管。
用来做枪管是不容易因为钻孔而变形了,但弹簧容易形变,导致弹性减弱了。
陆延猜测应该是钢材之中磷含量过高了。磷与铁形成极脆的化合物磷化三铁,让钢材的韧性急剧下降。
陆延令人继续炼下一炉,这次再往坩埚里加入更多石灰石又加上萤石,同时让工人在炼制过程之中不断搅拌铁水。
这一坩埚炼出来的钢材质量明显提高,不过陆延还不满意。
又让人试验着添加白云石、石英砂等,观察这些矿石的助熔效果。
以及,对这些助熔剂进行不同时长的预热,再投入坩埚去观察效果,还研究不同助熔剂的配比。
一些配方十分糟糕,一些配方却是效果极好!
同时,陆延命学生负责记录每次对比试验数据,不断微调着材料配比。
最终制成的助熔剂,甚至具有一定的脱硫、脱磷效果!
等看到最终的成品钢材的时候几个学生几乎热泪盈眶。
这些人都是当地的贫寒子弟,陆延开办社学,不但免费让贫寒子弟读书,还包吃包住。
当然,陆家社学的目的不是为了培养科学人才,教的除了蒙学之外,还有数学、几何等科目。
优秀者,可以到崇明学院进修,陆延有空之时会亲自讲课。
对此,那些世家子弟,自然是嗤之以鼻的,他们的目标是科举进入仕途,光耀门楣。
但那些贫寒之家,往往愿意将孩子送到陆家社学之中学习。
除了免费之外,最重要的是包吃包住,这就给家庭节省了一大笔开支了。
而且,只要合格的毕业生,便能进入陆家下面的工厂或是商行当一个小主事,那待遇可比外面好多了!
若是有希望从崇明学院毕业,那简直可以算是飞黄腾达了!
这些学生之中,薄珏是陆延最看重的学生。
薄珏,字子珏,苏州人,家境贫寒,因为屡试不第,又目睹官场腐败,决心改学天文、数学。
一次跑来向徐光启请教,与陆延相识,而后便进入崇明学院学习。
这位是未来的机械制造家,天文学家。
开普勒式望远镜的原理,最早在1611年由开普勒在其《折光学》中提出,但第一架由两个会聚透镜构成的望远镜是1630年由沙伊纳制成的。他还遵照开普勒的建议,制造了一架由三个会聚透镜构成的望远镜,把倒像变成了正像。
但令陆延吃惊的是,薄珏拜访徐光启之时,便已经独自造出了开普勒式望远镜。
历史上,1635年,在张献忠攻取江北数城,农民军在蕲、黄、汝宁、归德之间展开大规模的流动作战。应天巡抚张国维东西奔击,忙于应付。
令薄珏铜炮,铜炮、水车、水铳、地雷、地弩等器械。
用望远镜看“敌军”所在远近,指挥发炮,结果敌人伤亡惨重,依靠铜炮和望远镜的威力,张国维取得了这次战斗的胜利。
可惜,张国维向朝廷举荐薄珏,却根本没有得到起用。
薄珏只能回乡,继续研究天文,著有《浑天仪图说》、《格物测地论》等著作。