第九章 奇妙的新工艺
第九章 奇妙的新工艺 (第1/3页)
在评价托·阿·爱迪生的创造发明时，经常有人流露这样的想法，认为他的主要发明都与电有关系，而且旨在广泛地以各种方式把电能用于工业、运输业、通讯和日常生活。然而爱迪生对与电毫无关系的工艺问题并不陌生。他说，他最喜欢化学，并认为自己是化学家；由此可以得出结论，工艺的改进也会使他感到兴趣。
爱迪生在工艺方面的研究工作，没有明确的方向。当他的某一发明需要改进的时候，他就不仅着手解决力学和电工技术问题，而且着手制定新的工艺方法。例如，为了改进白炽灯，特别是为了改进灯丝的质量和性能，就需要找到特别复杂的工艺方法。爱迪生承担了这一工作，而且获得了良好的结果。在研究碱性蓄电池过程中，他遇到了完全是另一个方面的困难，这种困难也只有通过改进工艺才能克服，他经过长期寻求才获得成果。可以这样说，爱迪生在工艺改进方面的重要的研究工作，都具有独立性，与他的其他发明没有关联。
一
范围很大和十分重要的工作之一，就是深入研究磁选铁矿的方法。在上个世纪后25年中，美国出现了大的工业，对黑色金属的需求不断在增长。然而美国的黑色冶金的矿源有限。到上一世纪80年代，美国东部的铁矿大部分已经采空，而从美国其他地区运输矿石是不合算的。当时，爱迪生在用高价购买钢材生产电机的同时就预见到，这一情况将成为发展电照明和建设电站的障碍。以后热电力机械（蒸汽锅炉和发动机）和电机的大量制造，将会造成钢材不足和钢材价格大涨的局面。
爱迪生在他一次到长岛海岸旅行时注意到，沿岸的白沙土中有许多黑粒子，因此许多地方的地貌都黑黝黝的。这种黑黝黝的沙子沿着海岸蜿蜒许多英里。爱迪生用小磁铁查明，沙子中的黑色驳杂成分是磁铁矿晶粒，即最常见的铁矿晶粒。这些微粒的出现是由于水成岩受海水的侵蚀。对黑沙标本的研究表明，黑沙中有将近20%的金属。这就有根据认为这些沙子是有利于提炼精矿的原料。磁选矿的思想已不新颖，但实际上是磁选矿方法只是在瑞典极小范围内使用。爱迪生决定详细研究这一方法，并使这一方法达到工业使用程度。他把这看成是有利可图的。爱迪生对贫矿问题所进行的研究表明，这种矿在全国星罗棋布。因此，他在某一地区所开始的工作，将在美国的许多州得到扩展。
爱迪生在这方面的最初一些试验，使许多人警觉地期待着采矿业中的这种革命。报纸（当然十分含糊地）报导说，爱迪生想出了一种十分重要的办法，从贫而劣的矿石中提取包括金子在内的贵重金属。但这种报导为时过早。为了深入研究工业磁选矿方法，爱迪生应当拥有贫矿矿床。精炼矿石的数量特别大，这就产生了错综复杂的矿石运输等问题。采掘矿石是用功率强大的机器来进行的。爱迪生知道，自己所面临的工作是多么浩繁，多么困难。为了从黑砂中提取出铁来，必须彻底把山从地球上搬走，把巨大的顽石变成粉末，然而这些都没有难倒他。这一宏伟的技术任务吸引住他，他开始对这一任务进行认真而详细的研究。爱迪生从一位对这一研究工作感兴趣的新闻记者那里打听到，在新泽西州的奥格登斯堡村，即在距纽瓦克有60英里远的地方，在深山老林中间有一个许多年以前被废弃的铁矿场。爱迪生在这里买了一块面积为1.6万英亩的土地。这一区域的贫矿储藏量是很大的，根据最保守的计算，够美国用70年。爱迪生建设了一个叫“爱迪生”的矿山工人新村，这个新村有供全体人员用的厂房和住房，他还购置了各种设备，专门制造了某些特别大而功率强的机器。爱迪生在芝加哥灌溉渠竣工后，就从那里把最大的蒸汽挖土机调来一台。巨大的移动式蒸汽起重机，伸出部分达70米。还运来了其他一些功率强大的机械。工艺操作过程由下面主要工序组成：预先爆破岩石或干脆不爆破，就用挖土机掘进；把大块的岩石挖出并运去粉碎；粉碎分三次进行，把细沙状的岩石运去烘干，然后再运到磁分离器内；把铁矿石与岩石分开；把矿石运去压成块状，而把碎岩石运往岩石堆以便以后作为建筑材料加以利用。操作过程是复杂的，而且也以多种多样的形式，广泛地采用了各种机械。应当对操作过程的各个阶段进行各种改进，消除在工作过程中暴露出来的缺点。发明家的思想，在这广阔天地可以无限地自由驰骋。爱迪生一个星期在矿山工人新村住5天，只是在星期六和星期天才回家。叫做“矿山分离工厂”的这一企业的建设工程进行了两年，爱迪生花费了200万美元。蒸汽挖土机一年掘进了1.5公里多，挖出的矿石不少于60万吨。粉碎机是用功率一百马力的科尔利斯蒸汽机带动的。粉碎机有两个大直径的辊子，而两辊子的相对旋转速度为每分钟700转。矿石烘焙后，就用磁分离机进行分离。粉末状的岩石经过大电磁铁系统，把矿石与岩石分离开来。然后，矿石与胶合料混在一起，在强大的压力下形成块状。最后一个阶段是烧结成块状体。爱迪生设计了粉碎机、磁分离机、压块机、焙烧炉。顺便说一下，在这一企业里第一次使用了橡胶传送带。这个企业生产的精矿的价格，每公吨为6.5美元左右。爱迪生与最大的工业公司“伯利恒钢铁公司”签订了供应精矿的合同。经过几年的准备工作，爱迪生在商业方面取得了有利的进展。但这时发生了新的情况，导致了这一企业事务的衰落，以至于倒闭（1892年）。在明尼苏达州的地质勘探，发现了巨大的富铁矿。而且有优越的开采和运输矿石的条件，矿石价格要比爱迪生工厂生产的精矿低一半。冶金厂使用富铁矿的矿石冶炼，比使用爱迪生生产的精矿，当然更为有利。情况发生了急剧变化。爱迪生冷静地对付这一挫折，他把助手们召集起来并对他们说：“我认为，同我们新的竞争者较量没有意义。但我们至少要证明，我们国家永远都不会缺铁。我认为，现在我们的企业应当停办。但我们在这方面所取得的经验，可以用于我所已经想出来的新事务中。”爱迪生及其助手们在磁选方面创造出的先进工艺，后来在其他方面不止一次地得到了应用。爱迪生制造的磁分离机就是一种例证。磁分离机的效用与已经使用的选矿机不同，用前者较用后者有利。这是一台单极电机，它不直接与粉碎成细末的岩石的磁成份接触。磁分离机是一个下面装有很多磁铁的漏斗车。磁铁下面装有漏斗，把精矿和岩石分开。爱迪生所使用的传送带，是一个有许多支线并能相互精确配合的传送装置系统。在19世纪90年代任何工业中，都还没有这种系统。
二
磁
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