101.鄂式碎石机

　　昌化冶炼厂建在昌江附近，远远望去，只见2个高大的烟囱竖立在冶炼厂中，另有5架水车矗立在昌江边和厂区内，为了有效利用水力，厂内修建了3条引水渠。

　　为了让冶炼厂尽快开工，姜明先修了一条连接矿区和冶炼厂的大马路，材料用的是三合土。由于烧石灰的工艺简单，革命军的生石灰产量巨大，而泥土和沙子随处都是。因此动用上千劳力，十来天就修好了一条三合土马路。水泥大道则会在三合土的路基上慢慢修筑，反正不会影响矿石的运输。

　　“工人们准备的怎么样了？这几天可以开始炼铅、炼锌吗？”革命军现在正与时间赛跑，迫切需要这两种金属，姜明希望工厂马上运转，因此向蒋七问道。

　　蒋七拍拍胸脯，道：“督军放心，冶炼厂随时可以开工。”

　　姜明恍然大悟，这又不是后世的工厂，需要设备调试和故障排查，正式投产前，还要试生产一段时间。古代的冶炼厂设备简单，人力、材料和设备到位了，立马就能开工。

　　姜明大手一挥，道：“择日不如撞日，今天便正式炼铅、炼锌吧！”

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　　古代冶炼金属单质，最常用的办法是火法，顾名思义，就是利用木炭在高温条件下还原金属氧化物，得到单质。另外一种办法是利用置换反应，如坩埚炼铅，便是利用与硫亲和力更强的金属，如铁，与硫化铅在高温下发生置换反应，得到单质铅。湿法炼铜也是如此，利用铁与硫酸铜反应，置换出铜。

　　铅锌矿的成分复杂，以方铅矿为主，还有闪锌矿、黄铜矿和黄铁矿等伴生矿，另外也有少量的金、银等贵金属。因此火法冶炼之前，需要将矿石变成精矿，分成三步。

　　第一步：分捡。

　　由于铅锌矿往往伴生有脉石、闪锌矿、黄铜矿和黄铁矿，因此首先要对矿石挑捡，将不同种类的矿石分捡出来。姜明已经对工人们培训过，根据矿石的颜色粗选分类，混有多种矿石且无法辨别的矿石，都当作方铅矿处理。

　　第二步：破碎。

　　分捡出来的矿石太大，金属含量太低，方铅矿的含铅量只有3%至5%，闪锌矿的含锌量为4%至6%，需要进一步富集，将矿石中没有用的成分（主要是脉石）丢弃掉。因此需要碎石机将矿石破碎，进一步挑选有效成分。

　　为了有效破碎矿石，姜明特地发明了鄂式碎石机，这种碎石机结构简单，偏心轴和两个轴承就构成了基本的框架，但是破碎能力非常强，由美国人在19世纪中期发明。姜明本科学机械的时候，看过鄂式碎石机的结构，在工厂实习的时候，又见识了实物，所以不难复制出来。

　　鄂式碎石机的核心原理，是利用偏心轴的椭圆旋转曲线，驱动活动鄂板，周期性地挤压矿石，从而达到破碎效果。它的核心部件是偏心轴，其它如固定颚板、活动鄂板、机架等部件都不难铸造。实际上，鄂式碎石机制造很简单，关键是理解它的工作原理，这就是姜明作为穿越者的优势。

　　鄂式碎石机由昌江边的大型水车驱动，水车的直径为3米，工厂位于昌江的入海口，水的流速很快，水轮线速度超过每秒10米，角速度为每秒7弧度，除以2pai，可得每少转动频率为1.12次。虽然没有后世电动机转的那么快，但它的力气更大。

　　鄂式碎石机的工作原理是：水车通过偏心轴使动颚上下运动，当动颚上升时，肘板与动颚的夹角变大，推动活动颚板向固定颚板靠近，同时矿石被破碎；当动颚下行时，肘板与动颚的夹角变小，活动颚板在拉杆和弹簧的作用下，离开固定颚板，碎石便从下口排出。

　　鄂式碎石机优点较多：它的结构简单，性能强大；破碎腔深且无死区，提高了进料能力与产量；其破碎比大，产品粒度均匀；排料口的调节范围大，灵活性强。

　　“那么大的矿石，如果没有几个大力士，根本砸不碎，可碎石机三两下就把石头挤的粉碎，真是太厉害了！”看到碎石机在水车的驱动下，像怪物一样，不断破碎矿石，蒋七由衷赞道：“督军真乃神人也，这么厉害的机器都能制造出来。”

　　“行了，不就是碎石机嘛！以后你还会见到更厉害的机器，没必要大惊小怪的。”

　　碎石机其实不麻烦，像偏心轴、鄂板、拉杆的铸造都不难，直接用生铁铸造就行，只要坚固就行，难点是弹簧和轴承。

　　碎石机中的弹簧是用含碳量0.15%的低碳钢锻造，弹性仍比锰钢弹簧差了一些；碎石机不断冲击矿石，对轴承的抗压要求非常高，姜明暂时还造不出钢铁轴承，纯铜轴承可承受不了碎石机的冲击，姜明只能使用滑动轴际，跟古代车轮类似，定期添加油脂当润滑剂。

　　“这种碎石机倒是可以给咱们水泥厂来几台，现在还用人工将石灰石敲碎，换上碎石机的话，倒是可以省去不少人力。”见识了碎石机的破碎效率后，跟在旁的雷老三对姜明请求道。姜明找到铅锌矿后，便派人通知雷老三率领泥瓦工人，到昌化县建工厂。

　　姜明笑了笑，道：“这碎石机也是刚制造出来，我顺便带到昌化，用来破碎矿石，等回肇新寨，自然给拔几台碎石机给水泥厂。”

　　有了磨床、车床、钻床等机床，以及丝锥、群钻等工具后，螺丝、螺母大量生产，机器的制造容易了不少，精密度也更高，姜明没用几天便造出鄂式碎石机。

　　“我造出的机床无论材料，还是精密度，已经有了西方19世纪中期的水平，搞出鄂式碎石机还不是顺理成章？”对于造出破碎机，姜明倒没有得意，心道：“要说不足，只是动力落后点，仍是水力，西方那时已经用上蒸汽机。”

　　雷老三拱手致谢，说道：“要是能有将矿石进一步磨碎的机器就好啦！不过，雷某相信督军肯定会有办法。”

　　尼玛，这是捧杀啊，姜明心中甚是无语：“鄂式碎石机结构简单，美国人19世纪能造出来，自然难不到我。可是球磨机哪是容易造出来的？单是动力装置便需要超大型水车，机械加工和水力条件，两都缺一不可。”

　　虽然姜明了解球磨机的工作原理，但是以目前的技术水平，想造出大型的球磨机，根本不可能。

　　“大型球磨机，现在无能为力，或许小型球磨机倒时可以先试一试。”想到水力制造的艰难，姜明心道。

　　要想大规模的生产水泥，没有球磨机，单靠人力磨碎石灰石，确实有些勉强，无论前路有多艰难，这条路总是要走下去的。

　　第三步：矿石精选

　　利用鄂式破碎机将矿石破碎之后，矿石变成拳头大小，让工人们进一步捡选，扔掉没用的脉石，留下精选矿石，作为火法冶炼的原材料。


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