加料完毕,焖炉预热。
随后,鼓风机加大送风量,正式开风熔炼。
强风通过风口鼓入,与底焦发生剧烈燃烧,高温炉气向上流动,加热并熔化炉料。
开风约十分钟后,有经验的老工人从观察孔看到主风口处开始有铁水滴落。
又过了几分钟,通红的铁水顺着过桥,缓缓流入前炉的蓄铁池中。炉前工用长柄铁勺舀出少许铁水,浇入砂型做成三角试片,观察其断口颜色和结晶,初步判断碳硅含量和温度。
“温度够,成分也稳!”老师傅喊道。
伍禅也过去看了看,点头确认。
铁水在前炉中积聚,温度保持在约1450摄氏度,表面浮着一层暗红色的炉渣。
冲天炉操作流畅,因为在等待转炉建设好之前,已经炼制了五炉生铁。
这样做就是为了确保今天转炉用料稳定。
第二步就是转炉吹炼。
与此同时,旁边的碱性空气侧吹转炉已完成最后的烘烤,炉衬散发着余热。
它的炉身微微倾斜,处于“装入角”位置。
炉长紧盯着冲天炉出铁口。
“出铁,兑炉!”蓄满铁水的前炉被摇开出铁口,炽热的铁流沿着溜槽,精准地注入转炉内。
此时需要清除部分料渣。
一吨容量的转炉很快装入了约一吨二三百公斤的铁水(留出吹炼空间)。铁水注入的瞬间,炉口喷出一股热浪。
铁水兑入完毕,炉长指挥:“加第一批渣料!”几名工人迅速将事先称量好的石灰石投入炉内。
接着,“摇正,给风!”转炉被摇动机构缓缓扶正至垂直的“吹炼角”,鼓风机启动,高压空气通过炉体侧面的风眼,猛烈吹入铁水熔池。
“轰!”炉口顿时喷出耀眼的火焰和浓密的褐色烟尘,伴随着巨大的轰鸣声。
吹炼开始了。
空气与铁水中的硅、锰、碳等元素剧烈反应,放出大量热量,熔池沸腾。
工人们通过观察火焰的颜色、长度和喷溅情况来判断吹炼进程。
初期,硅、锰迅速氧化,火焰呈暗红色,喷溅物较多。
炉长适时指挥加入第二批石灰石,以形成碱度合适的炉渣,吸附氧化产生的杂质,特别是脱除磷、硫。
吹炼约十分钟后,碳开始激烈氧化,火焰变得白亮刺眼,炉口喷出的火星如瀑布般流淌。
这是最关键的时刻,需要精准控制吹炼深度和摇炉节奏,以防止“喷溅”或“返干”。
张华清亲自守在炉前,根据火焰和声音判断,不时下达微调角度的指令。
大约二十分钟后,白亮的火焰开始收缩、变短,并呈现出青蓝色。这是碳含量降低的标志。
“准备取样!”炉长喊道。
转炉被摇离垂直位置,暂时停风。
一根长长的取样勺从炉口伸入,取出一勺钢水,倒入样模。
迅速冷却后,将其打断,观察断口结晶,并与其他经验丰富的工人快速讨论。
“碳差不多了,磷硫也下来了!”判断达成了终点。
“出钢!”转炉被摇向出钢侧,钢水裹挟着熔渣,从炉口倾泻而出,流入预先烘烤好的钢水包中。在钢水流入的过程中,工人向包内投入了脱氧剂。
钢水在包内镇静片刻,使脱氧产物上浮。
最后,红亮灼热的钢水被浇注到一排排砂型铸模中,凝固成一块块暗红色的钢锭。
当第一块钢锭在空气中逐渐由红变暗,最终呈现出金属的灰黑色时,整个黄崖洞工地爆发出热烈的欢呼声。
这第一炉钢,或许成分还不够完美,产量也未必稳定,但它标志着八路军在太行山深处,第一次用自己的设备、自己的原料、自己的工人,炼出了可用于制造枪炮的钢材。
这代表着八路军的骨头已经更硬了。
那0.5吨的气锤早已准备就绪,等待着将这些钢锭锻造成需要的形状。
黄崖洞的炉火,终于真正为前线的刀锋,注入了自产的钢铁洪流。
第一百八十八章加工和通电
黄崖洞炼出的第一炉钢水,在简陋的铸模中凝固成暗红色的钢锭,温度尚未完全褪去,便迎来了它生命中的第一次锤炼。
那台0.5吨的气锤,这时也在钢铁厂里被启动。
烧钢工用长钳将一块重约三十公斤的暗红色钢锭夹起,送入以焦炭为燃料的反射加热炉中。
炉门关闭,鼓风机嗡鸣,炽热的火焰舔舐着钢锭,将其逐渐加热至约1200摄氏度的橘白炽热状态。
老师傅透过观察孔,凭借火焰颜色和加热时间判断着温度。
“出炉!”一声吆喝,烧得通体透亮、仿佛一块巨大火炭的钢锭被迅速夹出,放置于气锤下方的铁砧上。
“哐!”操作工踩下踏板,蒸汽驱动着沉重的锤头猛然落下,巨响在山谷中回荡,灼热的氧化皮如火星瀑布般溅射。
锻工快速翻动钢锭,气锤按照既定的节奏和力量反复锻打。
这个过程被称为“开坯”或“延伸”,目的是破碎铸造形成的粗大晶粒结构,细化钢材内部组织,消除铸造缺陷,并初步形成后续加工所需的大致形状。
对于70毫米步兵炮弹的弹体,钢锭被锻造成直径略大于弹体、长度合适的圆柱形坯料。
而对于八一式马步枪的枪管毛坯,锻造则更为精细,需要将钢锭逐步锻打成一根更长、更匀称的实心圆棒,其直径需略大于枪管成品的外径,并为后续的钻孔留出足够的加工余量。
每一次锻打,都伴随着材料的致密化和纤维流向的优化,这直接关系到未来枪管在承受高压火药燃气时的强度和寿命。
锻打成形的坯料被重新投入炉中进行“退火”处理,以消除锻造应力、降低硬度、改善切削性能。
冷却后,这些表面覆盖着一层深色氧化皮的粗糙钢坯,便由托马队的骡马驮载,或由工人肩挑手抬,沿着崎岖的山路,运往三十多里外的梁沟修械所。
在梁沟,这些不起眼的钢坯,将经过一系列机床的精雕细琢,蜕变成致命的武器。
对于从黄崖洞钢铁厂来的这批钢坯,梁沟修械所非常重视。
他们要试着进行生产,并观察产品跟公义铁匠铺的产品差别。
他们还需要调整加工操作规范。
实际上钢料被送来时,大家就已经看出来,从外形到光泽质感,钢铁厂生产的钢坯质量就差很多。
大家也不知道那公义铁匠铺生产出来的产品为什么那么好。
但不管怎么说,现在钢铁厂能自己生产作对大家来说就是一个好消息,而且公义铁匠铺就可以腾出更多的生产,用于制造大家的操作所用的机床。
70毫米步兵炮弹弹体加工上,首先是粗车外圆与端面。
炮弹钢坯被固定在C620-1普通车床的卡盘上。
车刀启动,切下第一刀,黑色的氧化皮剥落,露出金属光泽。
这道工序将坯料车削至接近成品弹体的直径和长度,并保证两端面平整、与轴线垂直。
第二步钻孔与镗内腔。
粗车后的坯料被转移到一台加装了深孔钻/镗装置的C620-1车床上。
一根细长的钻头从一端缓缓钻入,在坯料中心开出初步的深孔。
随后更换镗刀,对内孔进行多次精镗,逐步扩大孔径并精确控制弹体内腔的尺寸、圆柱度和光洁度。
这是制造炮弹的关键步骤,内腔的精度直接决定装药量和弹道一致性。
第三步精车外形与弹带槽。
内孔加工完毕后,坯料再次被装夹,进行外形的精车。
车刀沿着预设的抛物线轮廓移动,精确车削出弹体的弧形部和圆柱部。
最后,用成形车刀在弹体特定位置车出弹带槽这是一个浅而精准的环形凹槽,未来将嵌入柔性的铜弹带,在炮膛内起到密闭火药燃气和嵌入膛线的作用。
第四步车削底螺螺纹与钻孔。
弹体尾部需要拧上引信,因此需要在C616小车床或另一台C620上车出精确的螺纹。同时,在弹体底部,还需用Z525立式钻床钻出传火孔,以便发射时底火火焰能引燃弹体内部的发射药。
八一式马步枪枪管的加工。
第一步深孔钻与拉镗。
枪管锻坯首先被固定在专用的深孔钻床上。
使用接长的麻花钻或扁钻,从一端小心翼翼地钻出贯穿整个坯料的细长孔这就是枪管的雏形孔。
钻孔后,内孔通常不规则且粗糙。接着使用一系列直径逐次增大的拉刀,在孔内往复拉削,逐步扩大孔径、校正直线度、并显著提高内壁光洁度。
此过程极为关键,是形成合格枪管的基础。
第二步外圆车削与初步成型。
获得初步内孔的毛坯被装夹在C620-1车床上,分多次走刀,车削外圆,去除锻造氧化皮和余量,形成大致符合图纸的阶梯轴形状(枪管后部较粗以容纳枪机,前部较细)。
第三步铣削导气箍安装面与准星座接口。
枪管中部需要安装导气箍,前端需要安装准星。这些部位需要铣削出精确的平面或接口。工件被装夹在X62W万能铣床的工作台上,通过分度头精确分度,用立铣刀或端铣刀铣出相应的安装平面和定位槽。
第四步拉削膛线。
这是枪管制造中最核心、最精密的步骤之一。在专门的拉线机上,一根带有多个硬质合金刀齿、刀齿直径逐次微量增大的拉刀,在巨大的拉力下,缓慢而稳定地通过枪管内孔。
每一个刀齿都在内壁上刮削下极细的金属丝,经过数十次甚至上百次拉刀的通过,最终在枪管内壁形成数量固定、深度一致、旋转稳定的膛线。
正是这些螺旋凹槽,赋予子弹旋转的能力,保证其飞行的稳定和精度。
第五步最终精加工与热处理。
拉出膛线的枪管,需要再次精车外圆至最终尺寸,并在M131W万能外圆磨床上对外圆进行精密磨削,确保尺寸精度和表面光洁度。然后,枪管会进行关键的热处理放入盐浴炉或箱式炉中进行淬火和回火。
最后,还需要进行镀铬或发蓝等表面处理,以提高耐腐蚀性。
枪机、机匣、表尺等关键部件,则在C616、X62W、Z525、B665等机床上,经历着类似但各不相同的车、铣、钻、刨、磨的旅程。
一枚枚引信的精密零件,在C112单轴纵切自动车床上以惊人的效率被批量车制出来。
当所有零件加工完毕,经过检验员的严格检查,它们便被送往装配车间。在熟练的装配工手中,经过打磨、调试、组装,一根根乌黑发亮的枪管与复杂的机匣结合,装上木托;
一个个锃亮的弹体拧上引信,装填炸药。
粗糙的钢坯,历经炉火、锻打、切削、磨砺,最终成为一支支可靠的八一式马步枪,一枚枚等待怒吼的70毫米炮弹。
这个过程,不再仅仅依赖于老师傅的“手艺”,而更多地依赖于图纸的精度、量具的权威和机床的稳定。
当然,首批黄崖洞钢铁厂生产的钢材,还需要经过一些测试调整,但基本过程就是如此。
车床旋转的轰鸣、铣刀切削的嘶鸣、钻头深入的嗡响,共同奏响了一曲依托初步机械化、迈向标准化生产的兵工进行曲。
每一次托马队从黄崖洞运来新的钢坯,梁沟的机床便更加繁忙地歌唱。
梁沟的反馈让黄崖洞钢铁厂的生产不断调整,到了5月末,钢铁厂生产的产品就已经稳定下来。
而且生产量还在不断提升,已经稳定到日产7-8吨的数量。
这还是为了减少被敌人飞机发现,采取晴天和白天少生产,利用阴天和黑夜生产的成果。