石油化工研究所。
临时实验室里。
苏晚晴站在黑板前。
黑板上密密麻麻写满了化学反应方程式。
c?h??→c?h? c?h? ……
每一个方程式后面，都标注着反应温度、停留时间、产物分布。
她转身，看着团队成员。
“乙烯裂解，本质上是大分子烃类在高温下断裂成小分子的过程。”
“石脑油里的长链烃，在800度以上的温度下，碳碳键会断裂。”
“断成乙烯、丙烯、丁二烯这些小分子。”
她用粉笔在黑板上重重画了个圈。
“但问题在于，温度太高，停留时间太长，这些小分子会继续反应，生成焦炭。”
“焦炭会附着在炉管内壁，堵塞管道，降低传热效率。”
“严重的话，整套装置都得停工清焦。”
助手小王举手。
“苏工程师，那怎么办？”
苏晚晴指向黑板上的另一组数据。
“关键是两个字：快速。”
“裂解要快，升温速度要快，从常温到800度，只能有零点几秒。”
“冷却也要快，裂解完成后，必须在0.01秒内降到400度以下，终止反应。”
她顿了顿。
“这就对裂解炉提出了极其苛刻的要求。”
“炉管材料必须耐高温、抗结焦、导热性能好。”
“炉管布置必须保证每根管子受热均匀，温度偏差不能超过10度。”
“急冷系统必须在瞬间完成热交换，把温度打下来。”
小王咽了口唾沫。
“这……这也太难了吧。”
苏晚晴推了推眼镜。
“难，但必须做。”
“李林已经给出了炉管材料的配方和生产工艺。”
“我们现在要做的，是把理论计算转化成工程设计。”
她拿起一沓厚厚的计算稿纸。
“我已经完成了裂解炉的流体力学计算和传热计算。”
“炉管的直径、长度、弯曲半径，每一个参数都经过优化。”
“燃烧器的布置方式、火焰的形状，也都有详细设计。”
“接下来，我们要进行中试验证。”
“建一个小型裂解炉，实际测试各项参数。”
团队成员们对视一眼。
眼神里都是兴奋。
这是龙国第一套自主设计的乙烯裂解装置。
如果成功了。
龙国的石油化工产业，将迈上一个全新的台阶。
---
奉天特钢厂。
实验车间。
厂长老孙站在电炉前。
手里拿着李林发来的炉管材料配方。
纸上密密麻麻写满了数据。
镍：35%
铬：25%
钨：5%
钼：3%
铌：2%
还有十几种微量元素。
每一种元素的含量，都精确到小数点后两位。
老孙看着这张配方。
额头上的汗都下来了。
“这玩意儿……比之前那个超级不锈钢还要复杂。”
总工程师老张也凑过来看。
“老孙，这个配方，光原材料成本就吓死人。”
“镍35%，现在镍的价格可不便宜。”
“还有钨、钼，这些都是战略物资。”
老孙摆摆手。
“别跟我算成本。”
“李工说了，这炉管要在1000度高温下，持续使用一万小时不失效。”
“这性能要求，国外最先进的合金钢也达不到。”
“咱们要是能搞出来，那就是世界第一。”
他转身，看着车间里的工人们。
“立刻组织攻关小组。”
“所有人停下手头的活，全力攻克这个炉管。”
“我不管你们用什么办法，三个月内，必须拿出合格产品。”
工人们齐声应答。
“是！”
第一炉。
老张按照配方，精确称量了各种原料。
镍板、铬块、钨粉、钼粉……
每一种材料都要用精密天平称重。
误差不能超过0.1%。
原料装进电炉。
升温。
熔化。
炉内温度达到1600度。
所有金属都变成了银白色的液体。
老张盯着温度计。
“保温三十分钟，让各种元素充分混合。”
三十分钟后。
打开炉门。
倾倒。
银白色的钢水流进铸模。
冷却。
凝固。
一根粗大的钢锭成型了。
老张立刻安排化验。
化验员小李取了样品。
光谱分析。
成分检测。
一个小时后。
报告出来了。
镍含量：34.2%
铬含量：24.8%
钨含量：4.7%
老张看着报告。
摇头。
“不行，偏差太大。”
“镍差了0.8%，铬差了0.2%，钨差了0.3%。”
“这样的材料，性能肯定达不到要求。”
老孙走过来。
“怎么会偏差这么大？”
老张解释。
“老孙，这些元素的熔点不一样。”
“镍的熔点是1455度，铬是1907度，钨更高，3422度。”
“在1600度的炉温下，镍和铬都完全熔化了，但钨只是部分熔化。”
“搅拌不充分，就会导致成分不均匀。”
老孙皱眉。
“那怎么办？”
老张想了想。
“提高炉温，延长保温时间，增加搅拌。”
“再试一炉。”
---
第二炉。
炉温提高到1700度。
保温时间延长到一小时。
还在炉内加装了机械搅拌装置。
钢水在炉内翻滚。
银白色的液体泛着金属光泽。
一小时后。
倾倒。
冷却。
化验。
报告出来。
镍含量：35.1%
铬含量：25.3%
钨含量：5.2%
老张又摇头。
“还是不行。”
“这次是超标了。”
老孙急了。
“老张，到底怎么回事？”
“为什么控制不住成分？”
老张擦了擦额头的汗。
“老孙，这个配方太复杂了。”
“十几种元素混在一起，每一种的化学性质都不一样。”
“有的容易氧化，有的容易挥发，有的容易偏析。”
“想要精确控制每一种元素的含量，难度太大了。”
老孙沉默了几秒。
“继续试。”
“一炉不行就两炉，两炉不行就十炉。”
“我就不信了，咱们奉天特钢厂，还搞不定一个合金钢？”
---
第三炉。
第四炉。
第五炉。
……
一炉接一炉。
每一炉都在调整参数。
炉温、保温时间、搅拌速度、冷却速率。
每一个参数都在不断优化。
化验报告堆满了老张的办公桌。
他把每一炉的数据都记录下来。
画成曲线图。
寻找规律。
第十炉。
老张盯着曲线图。
突然眼睛一亮。
“我明白了！”
“问题不在炉温，也不在保温时间。”
“问题在冷却速率！”
他指着曲线图上的一个拐点。
“你们看，冷却速率快的时候，成分偏差就小。”
“冷却速率慢的时候，成分偏差就大。”
“这说明，在冷却过程中，某些元素会发生偏析。”
“熔点高的元素先凝固，熔点低的元素后凝固。”
“如果冷却太慢，就会导致成分分布不均匀。”
老孙一拍大腿。
“对啊！”
“那就加快冷却速度！”
老张点头。
“我们用水冷铸模，强制快速冷却。”
“一定能成！”
临时实验室里。
苏晚晴站在黑板前。
黑板上密密麻麻写满了化学反应方程式。
c?h??→c?h? c?h? ……
每一个方程式后面，都标注着反应温度、停留时间、产物分布。
她转身，看着团队成员。
“乙烯裂解，本质上是大分子烃类在高温下断裂成小分子的过程。”
“石脑油里的长链烃，在800度以上的温度下，碳碳键会断裂。”
“断成乙烯、丙烯、丁二烯这些小分子。”
她用粉笔在黑板上重重画了个圈。
“但问题在于，温度太高，停留时间太长，这些小分子会继续反应，生成焦炭。”
“焦炭会附着在炉管内壁，堵塞管道，降低传热效率。”
“严重的话，整套装置都得停工清焦。”
助手小王举手。
“苏工程师，那怎么办？”
苏晚晴指向黑板上的另一组数据。
“关键是两个字：快速。”
“裂解要快，升温速度要快，从常温到800度，只能有零点几秒。”
“冷却也要快，裂解完成后，必须在0.01秒内降到400度以下，终止反应。”
她顿了顿。
“这就对裂解炉提出了极其苛刻的要求。”
“炉管材料必须耐高温、抗结焦、导热性能好。”
“炉管布置必须保证每根管子受热均匀，温度偏差不能超过10度。”
“急冷系统必须在瞬间完成热交换，把温度打下来。”
小王咽了口唾沫。
“这……这也太难了吧。”
苏晚晴推了推眼镜。
“难，但必须做。”
“李林已经给出了炉管材料的配方和生产工艺。”
“我们现在要做的，是把理论计算转化成工程设计。”
她拿起一沓厚厚的计算稿纸。
“我已经完成了裂解炉的流体力学计算和传热计算。”
“炉管的直径、长度、弯曲半径，每一个参数都经过优化。”
“燃烧器的布置方式、火焰的形状，也都有详细设计。”
“接下来，我们要进行中试验证。”
“建一个小型裂解炉，实际测试各项参数。”
团队成员们对视一眼。
眼神里都是兴奋。
这是龙国第一套自主设计的乙烯裂解装置。
如果成功了。
龙国的石油化工产业，将迈上一个全新的台阶。
---
奉天特钢厂。
实验车间。
厂长老孙站在电炉前。
手里拿着李林发来的炉管材料配方。
纸上密密麻麻写满了数据。
镍：35%
铬：25%
钨：5%
钼：3%
铌：2%
还有十几种微量元素。
每一种元素的含量，都精确到小数点后两位。
老孙看着这张配方。
额头上的汗都下来了。
“这玩意儿……比之前那个超级不锈钢还要复杂。”
总工程师老张也凑过来看。
“老孙，这个配方，光原材料成本就吓死人。”
“镍35%，现在镍的价格可不便宜。”
“还有钨、钼，这些都是战略物资。”
老孙摆摆手。
“别跟我算成本。”
“李工说了，这炉管要在1000度高温下，持续使用一万小时不失效。”
“这性能要求，国外最先进的合金钢也达不到。”
“咱们要是能搞出来，那就是世界第一。”
他转身，看着车间里的工人们。
“立刻组织攻关小组。”
“所有人停下手头的活，全力攻克这个炉管。”
“我不管你们用什么办法，三个月内，必须拿出合格产品。”
工人们齐声应答。
“是！”
第一炉。
老张按照配方，精确称量了各种原料。
镍板、铬块、钨粉、钼粉……
每一种材料都要用精密天平称重。
误差不能超过0.1%。
原料装进电炉。
升温。
熔化。
炉内温度达到1600度。
所有金属都变成了银白色的液体。
老张盯着温度计。
“保温三十分钟，让各种元素充分混合。”
三十分钟后。
打开炉门。
倾倒。
银白色的钢水流进铸模。
冷却。
凝固。
一根粗大的钢锭成型了。
老张立刻安排化验。
化验员小李取了样品。
光谱分析。
成分检测。
一个小时后。
报告出来了。
镍含量：34.2%
铬含量：24.8%
钨含量：4.7%
老张看着报告。
摇头。
“不行，偏差太大。”
“镍差了0.8%，铬差了0.2%，钨差了0.3%。”
“这样的材料，性能肯定达不到要求。”
老孙走过来。
“怎么会偏差这么大？”
老张解释。
“老孙，这些元素的熔点不一样。”
“镍的熔点是1455度，铬是1907度，钨更高，3422度。”
“在1600度的炉温下，镍和铬都完全熔化了，但钨只是部分熔化。”
“搅拌不充分，就会导致成分不均匀。”
老孙皱眉。
“那怎么办？”
老张想了想。
“提高炉温，延长保温时间，增加搅拌。”
“再试一炉。”
---
第二炉。
炉温提高到1700度。
保温时间延长到一小时。
还在炉内加装了机械搅拌装置。
钢水在炉内翻滚。
银白色的液体泛着金属光泽。
一小时后。
倾倒。
冷却。
化验。
报告出来。
镍含量：35.1%
铬含量：25.3%
钨含量：5.2%
老张又摇头。
“还是不行。”
“这次是超标了。”
老孙急了。
“老张，到底怎么回事？”
“为什么控制不住成分？”
老张擦了擦额头的汗。
“老孙，这个配方太复杂了。”
“十几种元素混在一起，每一种的化学性质都不一样。”
“有的容易氧化，有的容易挥发，有的容易偏析。”
“想要精确控制每一种元素的含量，难度太大了。”
老孙沉默了几秒。
“继续试。”
“一炉不行就两炉，两炉不行就十炉。”
“我就不信了，咱们奉天特钢厂，还搞不定一个合金钢？”
---
第三炉。
第四炉。
第五炉。
……
一炉接一炉。
每一炉都在调整参数。
炉温、保温时间、搅拌速度、冷却速率。
每一个参数都在不断优化。
化验报告堆满了老张的办公桌。
他把每一炉的数据都记录下来。
画成曲线图。
寻找规律。
第十炉。
老张盯着曲线图。
突然眼睛一亮。
“我明白了！”
“问题不在炉温，也不在保温时间。”
“问题在冷却速率！”
他指着曲线图上的一个拐点。
“你们看，冷却速率快的时候，成分偏差就小。”
“冷却速率慢的时候，成分偏差就大。”
“这说明，在冷却过程中，某些元素会发生偏析。”
“熔点高的元素先凝固，熔点低的元素后凝固。”
“如果冷却太慢，就会导致成分分布不均匀。”
老孙一拍大腿。
“对啊！”
“那就加快冷却速度！”
老张点头。
“我们用水冷铸模，强制快速冷却。”
“一定能成！”