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第九十八章 发展战略

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    明军的铁矿山每天的产量大约在五十吨左右,这个产量要是放在现在,那真是不值得一提,但是在眼下的基隆这里,这可是个很了不起的成绩,自从梁军的俘虏加入了矿山的队伍之中后,矿场的人手短缺的问题稍微得到了缓解,产量这才得到了提升。

    矿山的矿石开采出来之后要经过人力的运输达到基隆城外的炼工厂,这其中的艰辛自不必提,在这个没有机械全靠人力畜力的时候,每天运输五十吨的矿石的难度实在是太大,为此明军专门制作了大量的木车,这是一种四轮马车,一次能装两千斤的矿石,车声为了减重所以是硬木结构,下面安装了四个铁制车轮,这种车辆的行驶需要四匹马或者两头牛的拉力,基隆眼下并没有这么多的畜力,因此许多车子其实是用人力拉的,当然这些工作都是由矿上的矿工来进行的,因此在矿上有大量的俘虏因为这个而积劳成疾。

    一个民族一个国家的发展必然是一部血泪史,这其中有这个民族自己的血和泪,也有异族和异己的血泪混合其中,眼下明军的发展便是基于日军和梁军的俘虏的血泪之上。

    炼工厂只能将铁矿石进行初步处理,去除杂质,提取出有用的铁矿,然后熔炼之后打造成各种器具,诸如火枪的枪管,铁剑,盾牌,火炮的铁箍等等。

    但是铁的脆性比较大,虽然硬度比铜大,但是延展性却比铜要差很多,所以这时候的用处虽然有所扩大,但是在很多领域还不能够完全取代铜的作用。

    担守后世的一项冶炼技术却改变了这一局面,那就是炼钢。

    铁水中含有碳、硫、磷等杂质,影响铁的强度和脆性等,需要对铁水进行再冶炼,以去除上述杂质,并加入硅、锰等,调整其成分。

    炼钢的主要原料是含炭较高的铁水或生铁以及废钢铁。为了去除铁水中的杂质,还需要向铁水中加入氧化剂、脱氧剂和造渣材料,以及铁合金等材料,以调整钢的成分。含炭较高的铁水或生铁加入炼钢炉以后,经过供氧吹炼、加矿石、脱炭等工序,将铁水中的杂质氧化除去,最后加入合金,进行合金化,便得到钢水。

    炼钢有三种方法:平炉、转炉和电炉炼钢,但是眼下由于工艺和器械的限制,这三种方法中的任何一点明军眼下都不能实现。

    那么中国古代就没人能够炼钢了吗?答案是否定的,早在春秋时代,中国人已经能够冶炼钢材了,所以《寻秦记》里面项少龙在守城之前派人铸造了一把钢剑并不是脱离现实的,是真的有可能实现的。

    春秋时炼钢主要是采用固体渗碳制钢技术,用含碳量比较低的熟铁放在碳火里面加热,以吸收一部分碳,从而得到钢。

    到了战国时期则改进技术改为脱碳炼钢,以含碳量高的生铁为原材料,通过反复熔炼祛除里面多余的碳从而得到钢材。

    到了西汉时期,工匠们发现对马口铁的脱碳退火之后,通过反复的锻打也能够使得宝剑锋利,其实这跟日本锻刀的道理是一样的,反复锻打实际上上进行碳的渗透,使铁变成了钢,这才变得锋利。

    到了西汉后期工匠们又一次改进技术,产生了百炼钢,实际上就是将生铁熔炼成水,通过搅拌使空气中的碳融入铁水中去,这一措施可以大幅度提高含碳量,然后通过进一步的锻打使之变成钢。

    而之后的灌钢法几乎是古代炼钢技术的顶峰了,通过生铁和熟铁的混和,利用生铁熔点低先于熟铁融化的特点将两种原材料混合在一起,使之含碳量得到平均,从而得到钢材。

    因为两者含碳量的很大区别,所以控制两种原材料的比例,就可以得到含碳量不同的钢材,这种方法明军目前是可以采用的,因此在对铁矿进行初步处理之后,明军就已经开始炼钢了。

    由于技术并不是熟练,所以初期的产量并不高,但是明军目前对于钢材的需求还是比较大的,比如项玉想制作一批蒙钢盾牌,这种盾牌需要在便面上蒙上一层钢,因此这种钢材的硬度一定要硬,在不考虑合金的情况下,这个时候就需要碳含量接近0.6%的钢了,而铸造钢炮的钢又跟这种钢不一样,他需要较好的延展性和硬度。

    由于煤炭的开采,使得明军在炼钢的时候能得到更好的材料,而煤炭又让项玉想到了一个后世具有划时代的发明——蒸汽机!

    由于资本的发展,人力和畜力越来越跟不上发展的节奏了,因此在十六世纪末和十七世纪的时候,欧洲人进行了蒸汽动力方面的研究,后十余年的发展和完善,终于在1708年由纽可门发明了大气式蒸汽机,用以驱动独立的提水泵,被称为纽科门大气式蒸汽机。这种蒸汽机先在英国,后来在欧洲大陆得到迅速推广,它的改型产品直到19世纪初还在制造。

    但是这种蒸汽机的效率十分低下,大量的蒸汽在工作的时候被浪费掉了,因此被后来更加先进的瓦特发动机所取代。

    瓦特于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机,并于1769年取得了英国的专利。初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵,为了从凝汽器中抽除凝结水和空气,瓦特装设了抽气泵。他还在汽缸外壁加装夹层,用蒸汽加热汽缸壁,以减少冷凝损失。

    应该说蒸汽机虽不是瓦特发明的,但是经过他的改进之后蒸汽机的发展得到了极大的提高和推广,人类这才开始步入了蒸汽时代,完成了第一次工业革命。

    蒸汽机的原理自然难不倒项玉,加上考虑到日后由于各行业的发展,人力和畜力必然会跟不上来,因此将这个东西捣鼓出来是十分有必要的。

    项玉此时虽然能够独立完成蒸汽机的设计与制造,毕竟瓦特的蒸汽机的设计图和原理他都烂熟于心,但是为了培养自己的人才和今后的发展,项玉将蒸汽机的理论向设计院中的诸多学院公示,让他们考虑怎么样才能将这小小的蒸汽转化为动力。

    设计院新开不久,整合了之前的军械所的研究院和海军的研究所,可以说是基隆市里面最聪明的人才汇聚一堂了,当然了随着学校的开办,之后的人才数量肯定会逐渐涌现出来。

    这些设计院的人对蒸汽机进行一番研究之后,试着制作出了一个模型,由于项玉已经将蒸汽机的工作原理跟他们讲过了,所以他们制作出来的模型从可行性上来说是能用的,但是却显得有点复杂,项玉在模型的基础上加以改进,使之简化并且增加了气密性,以减少热量和蒸汽的损失,之后再将设计图和模型交还给他们。

    这件事情便彻底的交给他们处理了,包括后面的制造、实验、改装等等工作,这都是比较消耗时间的事情,项玉自然不可能全身心的扑到这件事情上面来,因为基隆城里面的两所学校已经要开学了。

    学校的建设进度要比他原先预估的时间要提前不少,只用了四个月的时间,便完成了建造,可能是没有像后世那样的征地拆迁和钉子户的缘故吧,自己的土地用起来就是方便的多。

    学校已经基本完工了,同时生源的统计也已经完成,差不多有将近两千名适龄儿童的家长愿意送孩子到学校来读书,差不多也有一千多人的家长不愿送孩子来,每个人都有每个人的考虑,项玉也不打算强制推行义务教育,但是愿意来上学的孩子中间出现了他预想中的男多女少的局面,近两千人中有一千六百多名男孩,只有不到四百的女孩子,看来中国传统的重男轻女的思想字这个时代还是比较严重的,不是有什么女子不出府院的规矩么?

    不过这四百名女生的出现也让项玉看到了希望,至少还有接近四百个家庭是开放的,比他的预期要好一点。

    学生们根据家庭的远近分别送进南北两处学校中去,结果南边的学生很明显就比北边的学生多出一大截,这其中南校有超过一千二百名学生,北校只有刚刚满八百人,几乎只是南校的三分之二,虽然南边的适龄儿童人数确实是比北边的多,但是也没有多到这个程度,这也反映了穷人家或者说农民和工人家庭,更愿意将家中的小孩子送到学校来读书,看来知识改变命运,读书才是唯一的出路早在明朝就已经深入人心了。

    学校的建立需要相应的教师和后勤管理人员,之前特地成立的教育部这个时候已经有了超过两百名的公职人员了,这个人数不算多,但是如果放在只有三万人口的基隆城中一比,就能看出规模了,差不多1.5%的比例,远比后世的天朝要高得多。

    南校按照学生的年纪层面一共分为了三十个班,北校分为二十个班,其中南校里面有八个女子班,北校有六个女子班。

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