工欲善其事,必先利其器。木质蒸馏器是比较简单的,木匠很容易做出来,我又画了托盘天平的草图,现在这个世界虽然有较精密的尺子圆规,但没有化学实验的玻璃,制作玻璃才能有化学实验,如精密测量酒精度。现在只能先勉强用陶瓷了。
青霉素简直bug,但也不是不可能,青霉素难度在于菌种培育和制备成g盐或类似物品,现在没有头绪。好好想想……
“报,豫州大人,收到士元大人的信。”
哦,是庞统的信,我想起来我来荆州后,就广交荆州七郡名士和官员,庞统和我关系很好了,但还不是我的部下,我很认真的给他回信问候。
历史上刘备是个很爱结交豪杰名士的人,一路上把很多人才收至麾下,现在徐庶已经是我手下,庞统还不是,他还在东吴做官呢。我设置了一个科技小组,叫百工组,我没有让徐庶加进来百工组,因为他最后选择的是曹操,我想到荆州的人才如甘宁和王粲能争取就争取,毕竟我靠的不是他们,最关心还是得到诸葛亮。
突然我想起来徐庶这个家伙去年就给我提过诸葛亮,不过我没有注意,司马徽、庞统也给我说过诸葛亮,历史上刘备是207年才三顾茅庐,因为到这时候他才了解了诸葛亮的人脉,乃荆州豪族,现在穿越的我知道诸葛亮是我非常需要的人才,诸葛亮是天才,对于科技发明创造也非常擅长。而且非常忠诚。
于是马上同时修书于司马徽、庞统徐庶说思卧龙久矣。暗示安排见面…
回到大本营我继续完善我的计划书。
我继续思考制作玻璃必须用碱粉,碱粉又需要碳酸钾,碳酸钾大规模制作需要电解,荆州水力丰富,我打算搞一个简单的水力直流发电机经过电解获得碳酸钾,想一下直流发电机是比较好设计的,就是后世直流电机电刷都用的是石墨,石墨我现在根本制备不了,只能求其次用铜做电刷,嗯,就这样,以水力为动力,搞直流发电机。
目前我人力财力有限,考虑到6年后曹操大军入侵刘表,我没法正面抵挡,计划按照历史从当阳逃跑去东吴,所以现在我把科技的计划和草图写好,保存好。选几个重要基础的实验做做,保存好数据。等赤壁之战后回来荆州再用实验的宝贵数据和工艺流程来铺开我的科技工业计划。
我想到现在要做的就是蒸馏器,火药,青霉素,还有炼铁。
炼铁和青霉素一样复杂,炼铁主要可以大规模制造火炮和火枪,还能制作机械有用。
三国时期的炼铁技术已经挺成熟的了,据我观察,荆州一地的炼铁坊一个高炉一天就可以练出一吨生铁。产量惊人。不过木炭消耗太大了,炼1吨铁需要7吨木炭,而焦炭的话只用350kg,所以我打算研发焦炭炼铁。
先写采煤计划吧,三国时期的人采煤经验已经比较丰富了,但找煤、选择井位、通风、排水、安全的操作我还要再完善一下,就用看过的天工开物那套。如煤层常常与页岩和砂岩等的沉积岩共生关系,着重考察页岩和砂岩分布;选择煤矿井位要考虑地质条件,以“确”、“竖”为原则,设置在不易坍塌,没有流沙、涌水量小的岩层内;瓦斯排引是用巨竹,凿通中节,插入煤层上部,利用瓦斯比重轻于空气,集中于煤层上部的规律,通过竹筒引导宣等。
再制作焦炭,就用后世老被取缔那种土煤窑那种方法可以制作,加以改进一下,用耐火砖砌成可以多次使用的固定窑室,窑室内的燃烧室与炭化室不分开,靠煤料燃烧和煤干馏时生成的煤气的燃烧提供热源。每炉可装煤5t左右,炼焦周期为2-3昼夜。焦炭在炉内熄火,由人工或从炉侧出焦,并将烟气导出用于余热锅炉生产蒸汽。
有了焦炭,还需用热风炉,热风炉就是烧煤炭给炼铁炉送高温热风的炉子,热风炉和蓄热室相连,在燃烧室里燃烧煤气,高温废气通过格子砖并使之蓄热,当格子砖充分加热后,热风炉就可改为送风,此时有关燃烧各阀关闭,送风各阀打开,冷风经格子砖而被加热并送出。高炉装有3-4座热风炉时,两或三座加热,一座送风,轮流更换时,两座加热。
用人力或水力的鼓风机把里面的热气(一氧化碳和氧气和二氧化碳)从炼铁炉底吹入炉内,铁矿石、焦炭、和石灰石从炉顶进料口由上而下加入,焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来,得到铁。
这种炼铁炉和这个时代炼铁炉不一样就是加入了热风炉及蓄热室,有了热风炉吹出的温度很高的空气,加上吹煤粉,使得炉内燃烧的燃料超过1500摄氏度,所以我特意画了热风炉和炼铁高炉的草图,和给孙乾和糜竺、简雍还有关羽他们一起商量找工匠做实验。赵云任务繁杂内外军都要负责,张飞多承担军事。
现在炼铁还是用三国老办法吹入木炭粉炼铁,焦炭炼铁只是节省资源,但是注意,一旦有了热风炉,使得炉温达到1500度以上,已经可以炼一些铁合金了,如硅铁,硅铁可以改善铁的性质,使得石墨化,变成球墨铸铁,其综合性能接近钢,有利于制作各种动力机械曲轴、凸轮轴、连接轴、连杆、齿轮、离合器片、液压缸体等零部件。
硅铁还能作为炼钢的脱氧剂,硅铁粉在高温下烯烧能放出大量热,还可以作为钢锭帽发热剂使用以提高钢锭的质量和回收率。
所以炉温很关键,为了炉温更高,炼铁效率更高,我制氧气,吹入氧气会使得炉温更高,我的制氧计划是硝石和浓硫酸加热得到硝酸,硝酸与铁反应生成硝酸亚铁,经冷却结晶、脱水干燥,经研磨后在600~700℃煅烧8~10h,在经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品,用电解60%的硫酸,得到过二硫酸,再经水解可得浓度为95%的双氧水,双氧水在氧化铁的作用下生产氧气。氧气对于炼铁炼钢的产量有提高,时间会缩短。
以后拿下湖南部分,湖南有锰矿,还可以用锰矿和硝酸做成二氧化锰做制造氧气的催化剂。
炼铁的安全还要写一下,主要是煤气容易中毒,还有煤的粉尘可能会爆炸。
我顺便把炼钢的计划也写一下,一旦有了热风机,炉温超过1500度,就可以设置碱性炼钢法。此法冶炼的同时加入少量碱性物质,还可解决脱磷问题,理论上可以一天单炉可以炼钢百吨,当然我的实验都是小规模,这样节省大量人力财力,一旦实验完善了就可以推广,钢的构造对于机械非常有用。
现在我是两条腿走路,炼铁还是用三国时期的流程,这样的产铁量和材料强度都够,然后我一边小规模做实验,等成功了再真正建设。
现在三国的炼铁技术可以练出大量生铁。生铁温度冷却快的就是白口铁,白口铁进行退火处理(温度保持在500度左右)几个小时就可以变成灰口铁。灰口铁是基体中分散有大量片状石墨的铸铁,因为灰口铁的具有良好的切削、耐磨和铸造性能,并具有一定的延展性,非常适合火炮和火枪的制作。
白口铁呢,切削性能差,但硬度高,适合做镗孔的钻头,用白口铁在沙模或泥模造出凹纹的钻头,就可以在灰口铁上削出螺旋线膛,可以制造线膛炮和线膛枪了。
镗床及蒸汽机现在也只能用这两种铁搭配着制作。
至于青霉素,菌种培育要多实验,以前民国在旧衣服和旧皮鞋上培育出帚状霉菌,这种霉菌出来后,加入玉米淀粉形成可大规模繁殖的菌种,可是玉米在美洲,现在怎么也不能到美洲,而且玉米淀粉提取很难,能不能用其他大豆植物,到时候再实验吧,最后变成钾盐才能长期保存,这是青霉素的第二个难点,而由于最后要用到一个醋酸丁酯,这个化合物很难制备,能不能用其他的醋酸钾盐类,到时候都实验说吧。
我的核心成员关羽张飞不了解最近为什么我总是废寝忘食的搞些图案,谈一些工匠的工作,我开会讲了工匠的重要,说我未丢去志气,我讲了工匠制作的枪炮超远距离攻和守对于敌人阵营里穿插斩首敌将的强大作用。又给讲了百工的经济作用,大家因此信服。毕竟大家玩游戏知道,我的心腹关羽张飞赵云都是忠诚度很高,很听话的。
我然后给给大家讲了我的计划,要保密和数字化记录,随着实验和生产我的计划书也会一直完善。等历史发生了赤壁之战后,我就拿着我的计划书来展开全面生产。
我知道历史上刘表还是防刘备一手的,不给刘备太多事情干,所以这段时间我还是闲职,空闲时间也比较多,战争基本没有,所以只要有时间就去指导科研生产的活动,甚至亲自考察。有空我自己去完善军政,继续荆州各部搞搞关系,与荆州人才司马微,徐庶,伊籍通信。毕竟以后赤壁之战回头荆州这片地我是要管理的,这里的人才趁现在收罗收罗忠诚度……
过了几日,我的火药最先出来,按戚继光《纪效新书》“硝一两,磺一钱四分,柳碳一钱八分”的比例制作,毕竟这些材料都是现成的,没有前面炼铁炼钢那么复杂,从此收集硝的法规也开始制定了,南方硝资源还是很多的。接着制作了一个直流电机模型,蒸馏器,顺便让铜匠打造了注射器,我发现这个时期的工匠技术是挺高的,可以打磨出接近后世工业的注射针,但是就是花时间,以后还得用工业标准方法好好培养一下这些工匠。青霉素菌种和高炉,玻璃按我的放向正在做实验。
同时拿到司马徽徐庶的回信,说卧龙不可安排见面,让我自己去会见,于是我就开始三顾茅庐,这诸葛亮就在新野城外尧村北20里路,我马上按好朋友提供的地方赶了过去,前两次拜见果然不在,第三次终于见到诸葛亮,诸葛亮果然身长八尺,逸仙之风貌,又经过三次会谈就拿下诸葛亮。203年的春天2月中旬就拿到诸葛亮。
诸葛亮很快就同意加入我阵营的原因是我和盘推出了隆中对的思想,诸葛亮这个时候隆中对思想有了雏形,但并不完善,而我不仅知道隆中对,而且对于以后面对其他两国(隆中对里的曹魏和孙吴)两线作战难题的解决,人口增殖,甚至解决王朝覆灭问题都提出了见解,诸葛亮不仅感到我观点里的仁义,与曹操不同,与他自己道谋相同,才略又超过他,于是深感折服,很快随我下山去。
之后又在司马徽与诸葛亮的建议下收了庞统,根据实践数据完善了焦炭炼铁、高炉设计和青霉素的流程。制造了一些玻璃及玻璃模具。玻璃中需要的纯碱成功使用了老式的布兰制碱法,可以规模批量生产。
由于历史上荆州近期也什么战事,比较安逸,我成立了“文组”和“武组”,文组就是诸葛亮,糜竺,孙乾,简雍,庞统等人这些文官(除徐庶,因为他和诸葛亮好友石韬心向曹魏),我一边给他们讲讲近代英国科学实验思想及一般方法,力学电磁学,热力学和仪器科学的思路和公式,一边和他们组织人力去做实验取数据,完善工艺流程。诸葛亮,庞统等人学习很快。
武组主要就是关羽张飞赵云他们,讲火炮和火枪的运用并进行小规模的演习,当然他们也会辅助我改进战法,他们是上过战场的将领。
自从有了诸葛亮他们以后,我的实验和工业流程探索速度加快了很多,诸葛亮和庞统加入还有一个好处,这些实验要花钱的,而我本人财力有限,诸葛亮和庞统都是荆州六大豪族里的,六大豪族互为联姻,控制着荆州,当我实验的财力不足时,诸葛亮和庞统总是可以拉到豪族的赞助,让实验得以为继。尤其是庞山民与黄承彦。
来到三国时代我发现了以前很多没想到的仪器,像测位车,测距(步)车,而且三国果然如书上所说是我国数学史上的一个高峰,九章算术等著作为君子六艺已经在士人中有了广泛的学习,已经有一些微积分思想,另外三国有一批识字不多但工艺精湛的工匠,虽然很多半文盲的工匠,数十年的反复工艺操作,操作技术很高,只需要用工业标准对其进行训练,一定可以实现近代1860年的工业水平。
这些都是我进行工业流路线的有利条件啊!
青霉素菌种也初步培育出来了。不过就是没找到替代玉米淀粉的东西。理论上玉米淀粉加入可以让菌种快1000倍以上,高炉也很快出来了,高浓度(75度)酒精和高浓度酒饮料出来了,并设计了计算酒精浓度的数学测量方法。