届时这条铁路将是根据地的铁路大动脉。
“钢梁的事,我打听过了。太原钢厂新建的轧钢车间,上个月试制成功了一种工字钢,说是能做大跨度桥梁。我打了报告申请,看能不能让他们赶紧浇铸几根。”
“可那车间不是主要轧钢轨的吗?而且……那工艺成熟吗?”小陈有些担心。铁路桥是要跑重载列车的,万一出事就是大事。
“不成熟也得用。”老赵说得很干脆。“咱们没时间等。德国货、美国货倒是成熟,你买得来吗?让技术科的人去太原,盯着他们做,从冶炼到浇铸到加工,全程盯着。材料试验就在他们厂里做,做足了再运过来。”
他指了指河对岸:“先让民工队把基础打起来,桥墩加固。钢梁一到,立刻架。咱们这边不能等。”
类似的选择在很多工段都在做。能用老技术、老材料的,尽量用。但没有的,或者时间来不及的,就用根据地自己新产的东西也许粗糙点,也许没经过十年八年的验证,但能用,够用,而且能快速量产。
铁路像血管一样,在太行山的褶皱里一寸寸延伸。
每修通一段,沿线的煤、铁、石灰、粮食,就能流动起来。
而流动起来的物资,又反过来加速铁路的修复阳泉的煤运到太原,太原钢厂才能开足马力炼钢轧轨;钢厂轧出的钢轨,又马上被运到前线铺路。
太原钢厂的新轧钢车间,八月初正式投产了。
车间是旧厂房改扩建的,屋顶加高了,行车是新的。
最显眼的是车间中央那套庞大的轧机机座是整体铸造的,泛着深灰色的金属光泽,牌坊上还能看到浇铸时留下的合模线痕迹,但关键受力部位都经过仔细打磨。
粗大的轧辊安装在牌坊里,辊身刻着轧制钢轨用的孔型。
这套轧机是能够将大型钢锭开坯并轧制出标准规格重轨的轨梁轧机。
轧机需要具备可逆或连轧能力,以初步满足根据地铁路修复和建设的紧迫需求。
当时设计时,没有盲目追求最先进,而是强调可靠、可制造、易维护,并尽可能利用根据地现有的技术条件和材料。
细化后的技术要求,太原钢铁厂连同在太行厂讨论形成的技术思路,被整理成一份详尽的报告,由伍禅亲自送往军工部,并最终转到了陈远手中。
陈远仔细审阅了这份报告。
报告里体现出的,是太原厂和太行厂技术人员在现有条件下尽可能深入的思考,以及他们对一系列现实技术瓶颈的清醒认知。
这比他预想的要好。
平台很快对报告进行了分析和模拟,在基本认可其技术路径可行性的同时,提出了一系列优化建议和关键部件的补充设计方案。
优化的重点集中在几个核心环节。
动力系统上,根据地短期内难以制造单台足够功率的蒸汽机或蒸汽轮机。
为了快速上马,同时节约平台的能量,平台建议采用多机并轴传动方案,即用数台根据地已能稳定生产的500-800马力卧式蒸汽机,通过一个特制的大型分动齿轮箱并联输出动力,驱动轧机。
平台提供了该齿轮箱的详细设计图,对大型人字齿轮的加工精度、热处理和装配工艺给出了明确指导。
同时,方案中也预留了未来更换更大功率原动机的接口。
平台认可了大型铸钢整体机架的思路,但优化了筋板布局和关键部位的壁厚,在保证刚度的同时减轻了重量。对铸造工艺和铸后热处理规范给出了详细说明。
轧辊与轴承,这是磨损最严重的关键部件。
平台提供了几种适用于轨梁轧制的合金轧辊钢的改良配方,以及从铸造、锻造到热处理的完整工艺曲线。
对于承受巨大载荷的轧辊轴承,平台设计了专用的液体摩擦轴承结构,其核心的巴氏合金轴瓦铸造和精密刮研要求极高,但比滚动轴承更耐冲击、寿命更长,且经过攻关有可能掌握。
其他包括钢锭加热炉的改进方案、热锯、热矫直机、冷床以及必要的吊运设备的初步设计,也都一并提供。
这些设备虽然不如主机复杂,但对于形成连续生产能力至关重要。
拿到优化后的全套技术资料,联合攻关组迅速行动起来。
铸钢车间开始浇铸试验件,解剖分析,调整工艺。
锻热车间和太原厂的炼钢车间合作,试制不同成分的轧辊钢小样,进行各种破坏性试验。
太行厂的机加工车间,开始尝试利用现有的龙门刨、大立车和自制镗床,加工那些前所未有的大型工件,并同步设计制造专用的重型工装夹具。
最大的挑战是那个巨型分动齿轮箱的制造。
每个重达数吨的大型人字齿轮毛坯,在铣齿机上需要加工数十个小时。
热处理后的变形控制是关键,老师们傅们凭借经验,通过预留加工余量、选择合适的热处理工艺曲线、以及热处理后的人工精细刮研和打磨,硬是将齿轮的啮合精度控制在了可用范围。
齿轮箱体的剖分面刮研,更是要求两个巨大平面达到极高的贴合度,老师傅们靠着精湛的手艺和耐心,用标准平台和刮刀,一点点地将斑点刮匀。
陈远关注着进程,对一些关键工艺参数和检测方法给予指导。
遇到实在无法解决的加工难题,平台会提供核心部件或专用刀具。整个过程,是平台知识与根据地工业实践能力的深度结合。
到1943年5月,经过近十个月的联合攻关、反复试验和修改,第一套用于38公斤/米重轨的轨梁轧机,终于在太原钢铁厂新建的轨梁车间里安装就位。
车间的厂房依据新设备要求进行了扩建和加固。
现在数台经过改造强化的卧式蒸汽机通过粗大的天轴和那个庞杂但运行起来却异常沉稳的分动齿轮箱,将动力传递到轧机主机。
试轧那天,车间里挤满了人。
烧红的钢锭从加热炉推出,经过辊道送入轧机。
在蒸汽机的轰鸣和齿轮的啮合声中,粗大的轧辊缓缓转动,将炽热的钢锭一次次碾压、延伸,孔型逐渐变化,最终,一段暗红色、带着轧制余温的、截面呈工字形的标准钢轨,从轧机末端吐出,落在冷床上。
经过检测,第一批试轧的重轨在尺寸公差、平直度和基本力学性能上,达到了设计要求。虽然距离最优质的产品还有差距,但它是根据地完全依靠自身力量(在关键技术支持下)设计、制造并成功轧出的第一根标准重轨。消息传出,不仅太原厂、太行厂一片欢腾,整个根据地的工业和交通部门都为之振奋。
现在四台并车的卧式蒸汽机产生的动力,通过天轴、皮带轮和一套复杂的齿轮箱传递过来。
开车时,整个车间的地面都在微微震动,蒸汽的咆哮声、齿轮的咬合声、轧辊碾压红钢时沉闷的轰鸣混在一起,说话得贴着耳朵喊。
车间主任老孙戴着深色护目镜,站在操纵台前。操纵台很简单,几个手柄,几个仪表,一个脚踏的紧急制动阀。他看着加热炉那头的辊道送过来一根烧得白亮的钢锭,用对讲机喊:“进钢!”
轧辊转动,钢锭被咬入第一道孔型。出来,翻转,再进入下一道。红钢在孔型间反复变形、延伸,截面逐渐变窄、变高,最终呈现出工字形的轮廓。经过最后一道精轧,一根约十二米长的暗红色钢轨从轧机末端吐出,落在冷床上。
冷却,矫直,检测。
技术员拿着卡尺、样板和放大镜,检查轨高、轨头宽度、轨腰厚度、平直度,还有表面有无裂纹、结疤。第一批轧出的十根,有七根完全合格,两根尺寸略有超差但可降级使用,只有一根因轧制温度没控制好出现了细微裂纹,报废回炉。
“合格率七成。”老孙对这个数字还算满意。这是新设备、新工艺、新工人,头一个月能有这个水平,说明前期的准备是扎实的。
钢厂厂长伍禅也来了车间。他拿起一块从合格钢轨上切下的试样,用手指摸了摸断口。晶粒比较均匀,没有明显的气孔夹渣。“能用了。”他对老孙说,“抓紧时间熟悉工艺,下个月把合格率提到八成以上。产量也要上去,铁路局那边天天催,阳泉矿上也等着要工字钢修桥。”
“设备刚磨合,工人操作还要练。”老孙实话实说,“不过按现在进度,月底日产达到一百根问题不大。要是三班倒,还能再加三成。”
“那就三班倒。”伍禅说得很干脆,“人不够从老车间调,从技工学校招。伙食、夜班补贴都跟上。现在全根据地的眼睛都盯着咱们这根钢轨呢。它从这儿出去,铺到铁路上,运出去的是煤、粮、弹药,运回来的是机器、原料、硬通货。这根轨,是咱们的动脉。”
车间的行车吊着又一根冷却好的钢轨,稳稳地放在成品堆上。轨腰上打着凸起的标记:“TY 1943.08”太原,一九四三年八月。
钢轨一根接一根地轧出来,在成品场越堆越高。
等待它们的,是西到黄河、东到海边、北出塞外、南抵中原的无数条等待重建的铁路。
而每一根钢轨下面,都将奔流着这个国家复苏所需要的、黑色的血液。
第三百五十四章胜利机车
铁路在恢复,自然是少不了铁路机车的增加。
从42年6月,太原铁路工厂的修复工作,是在一张清晰的资产清单和一套刚制定的《战时铁路机车车辆检修暂行规程》下开始的。
厂区里停放的日军遗弃机车,从斯洛5型到C12型,共有二十七台,其中完全报废、只能拆件的占三分之一,有修复价值的约十八台。
边区交通局给工厂的任务明确:三个月内,让至少八台机车恢复运行,优先保证北同蒲线太原至大同的军需物资运输。
修复工作进行得还算顺利,工厂保留了相当一部分原中日籍技术人员和老师傅,他们对这些日制机车的结构、常见故障和维修工艺有直接经验。
边区工业部门从梁沟等机械厂调来了一批焊工、钳工、铸工,补充技术力量。
更重要的是,工厂的技术资料室基本完好,里面不仅有各种机车的部分图纸、维修手册,还有日军留下的配件目录和检修记录。
这为系统化修复提供了基础。
到1942年9月,工厂如期修复了九台机车,其中六台C12,三台斯洛5。
这些机车经过严格的试运行和载荷测试后,投入北同蒲线运输,立刻缓解了军需北运的紧张状况。
修复工作并未停止,而是转入了常态化。
工厂建立了配件加工车间,开始利用现有机床,小批量生产一些易损的通用件,如弹簧、销子、套筒、垫片等。
到1943年3月,工厂的月检修能力稳定在3-4台,累计修复可用的机车达到了十五台,基本满足了同蒲线北段和正太线西段初步恢复运行的需求。
随着修复工作的深入,一个问题愈发突出。
可修复的旧机车终究有限,且车况会越来越差。
随着根据地铁路线路逐步修复,这些机车根本就不够使用。
所以根据地要发展铁路运输,必须具备自主生产机车的能力。
1943年春,边区交通局和工业厅正式将仿制蒸汽机车的任务提上日程,并将初步型号定为相对熟悉、结构也较为经典的C12型。
太原铁路工厂成立了机车仿制技术准备组,金贺廷是核心成员。
他们的首要任务不是立刻画图,而是完成对C12型机车的终极解体测绘。工厂挑选了一台车况中等、但结构完整的C12,将其彻底拆解,直到最后一个螺丝。
每一个拆下的部件,都被清洗、编号,然后由测绘员用游标卡尺、千分尺、螺纹规等工具进行精确测量,绘制出零件草图,标注尺寸、公差、材料和热处理要求。
对于锅炉、车架、汽缸等复杂大件,还采用了拓印、制模等辅助手段。
这个过程持续了两个月,产生了上千张零件草图和技术记录。
它不仅是为了获得一套可以加工的图纸,更是为了彻底吃透C12的设计思想、工艺要求和性能边界。
测绘中也暴露出C12的一些缺点,比如锅炉蒸发量偏小,在山区牵引力不足;部分结构过于复杂,不利于战时条件下的制造和维护。
这个问题,本来就是日本国铁C12型蒸汽机车从根子上带来的问题。
随着1930年代日本铁路主要干线建设完成,开始兴建大量低运量的地方支线。
当时受经济大萧条影响,这些线路标准较低,需要一种轴重轻、操作和维护成本低廉的小型机车,C12型应运而生。
它的轴式是2-6-2。
同时其轨距为1000mm,需要放大后使用。
测绘获得的基础数据和评估报告,被汇总后送到了军工部,并最终呈送到陈远面前。
陈远启动燧火平台,将这份详尽的测绘报告、北同蒲铁路的线路条件、以及根据地当前及近期可能的钢铁、铸造、加工能力等参数一并输入。
他下达的指令是:“基于输入数据,评估仿制C12型机车用于北同蒲等标准轨铁路的适用性、所需修改工作量及技术风险,并提供优化或替代方案建议。”
平台的模拟分析很快得出了清晰的结论:
首先是核心不匹配,也就是轨距问题。
C12型原始设计轨距为1067毫米或1000毫米,而北同蒲铁路是标准轨。
这意味着如果直接仿制,必须重新设计轮对、车轴、转向架乃至整个走行部的基础尺寸,几乎等于重新设计一套走行机构,工作量和技术风险不亚于设计一款新车,且放大后的结构强度需要重新核算。
即使解决了轨距问题,放大到标准轨,C12固有的设计定位也使其难以满足根据地需求。
其2-6-2轴式、较小的锅炉蒸发量、有限的牵引力和微小的煤水储量,煤1.5吨,水5.5立方米,是专门为低运量、短途的支线设计的。
而根据地需要的是能在主要干线上牵引重载煤炭、矿石、军需列车,应对山西境内较大坡道的货运机车。
C12即使放大,其先天不足的动力和续航能力也将成为瓶颈。
报告指出C12部分结构复杂。
平台分析认为,若要将其修改适配到标准轨并试图提升性能,需要改动的地方非常多,且很多改动涉及核心部件的重新设计。
对于根据地刚刚起步的机车制造能力来说,进行如此大量且基础的修改,其难度、周期和资源投入,与最终能得到的一型性能仍有局限的机车相比,性价比不高。