從廠里出來,風很大。
曹文三跟在陸承宇後面,頂著風走,嘴裡嘟囔:「陸工,這李根生到底行不行啊?他一個軋鋼廠的,能做單晶爐?「
「他行不行,去了就知道,「陸承宇說,「第三軋鋼廠的機加工車間,是石景山一帶最好的。李根生幹了二十年機械,手藝過硬。「
「那他說特種合金鋼國內煉不出來……「
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「他說的是實話,「陸承宇說,「但不一定非要用特種鋼。辦法是人想出來的。「
兩人換了兩趟公交車,又走了二十分鐘,才到第三軋鋼廠門口。廠子很大,圍牆是紅磚砌的,牆頭插著碎玻璃。門口掛著一塊木牌子,油漆都剝落了。
門衛是個五十多歲的老頭,穿著藍工裝,胳膊上戴著紅袖章。
「你們找誰?「
「找李根生李工,我們是首都電子管廠的,之前打過電話。「
「哦,李工啊,在機加工車間呢,進去直走,左拐就是。「
兩人走進廠子。廠區里到處是機器的轟鳴聲,車床的尖叫聲、鍛錘的悶響、鋼板切割的刺耳聲混在一起,震得人耳朵嗡嗡響。空氣里瀰漫著鐵鏽和機油的味道,還混著一股剛軋好的鋼材散發的熱氣,嗆得人嗓子發乾。幾個工人推著小車,車上裝著剛軋好的鋼材,熱氣騰騰的,隔著幾米都能感覺到熱浪。
機加工車間在廠區深處,房子很高,屋頂是鋸齒形的,上面有一排天窗。車間裡擺滿了車床、銑床、磨床,工人穿著工裝,戴著護目鏡,在機器前忙碌。
李根生正在一台車床前,手裡拿著卡尺,量一個剛車好的零件。
他四十多歲,身材魁梧,臉膛黝黑,手上全是老繭和油污。穿著一件洗得發白的藍工裝,袖口挽到胳膊肘,露出粗壯的小臂。
「李工!「曹文三喊了一聲。
李根生抬起頭,看到陸承宇,眼睛一亮,放下卡尺迎了過來。
「陸工?什麼風把你吹來了?「他一把握住陸承宇的手,用力搖了搖,「上次膠木模具的事,我還沒好好謝你呢!那套改良模具,現在膠木廠還在用,良品率穩定在八成以上!「
「李工客氣了,「陸承宇笑了笑,「是您手藝好。我給您介紹一下,這是曹文三,我們廠的技術骨幹。昨天小曹來過,跟您提過單晶爐的事。「
「小曹我有印象,「李根生拍了拍曹文三的肩膀,「小伙子,昨天跑得挺快啊。「
曹文三撓了撓頭,有點不好意思。
「我知道,「李根生說,「但我跟你說實話,那特種合金鋼,國內真煉不出來。耐高溫一千兩百度,高強度,熱膨脹係數還要低,這種鋼,全世界也就美國和蘇聯能煉。咱們國家現在最好的耐熱鋼,也就耐個八百度。「
他說的是實話。一九五七年的中國,鋼鐵工業還很薄弱,特種鋼材幾乎全靠進口。
「李工,「陸承宇說,「我知道難。但我想了個辦法,不用那種特種鋼。「
李根生愣了一下:「不用特種鋼?那提拉機構用什麼?「
「用普通的耐熱鋼,「陸承宇說,「但做表面處理,滲碳滲氮,提高表面硬度和耐高溫性能。另外,結構上做優化,把提拉機構做成水冷夾層,內部通冷卻水,把溫度降下來。這樣,普通鋼也能用。「
李根生的眼睛亮了。他幹了二十年機械,一聽就知道這個思路可行。
「水冷夾層……「他喃喃地說,「我怎麼沒想到呢?這樣一來,鋼的工作溫度就從一千兩百度降到了五六百度,普通耐熱鋼完全夠用。「
「對,「陸承宇說,「而且,提拉機構的精度要求高,普通鋼反而更容易加工。特種鋼太硬,車削和磨削都困難。「
李根生盯著他看了幾秒,然後哈哈大笑。
「行!你這個思路,絕了!「他拍著陸承宇的肩膀,「我幹了二十年機械,還從來沒見過這麼巧妙的設計。你這個朋友,我交了!「
他拉著陸承宇,走到車間角落的一張桌子前,上面鋪著一張巨大的圖紙。
「來,你把設計圖畫出來,我看看。「
陸承宇拿出隨身帶的設計圖,鋪在桌上。圖紙是他昨晚畫的,畫了整整一夜。單晶爐的機械部分,包括加熱爐、提拉機構、真空系統、控制系統,每一個零件都標了尺寸和公差。
李根生蹲在桌前,一張一張地看,越看越驚訝。
「這加熱爐的設計……你用的是石墨加熱棒?「
「對,石墨耐高溫,而且電阻穩定,容易控制溫度。國內石墨材料不難搞。「
「真空系統呢?「
「用兩級真空泵,機械泵加擴散泵,真空度能到十的負五次方托,足夠拉矽單晶了。「
「提拉機構的精度呢?「
「每小時零點五到五毫米,可調,用伺服電機加精密減速箱,精度能到零點零一毫米。「
李根生抬起頭,看著陸承宇,眼神里滿是敬佩。
「陸工,你這個設計,比我見過的任何一台單晶爐都巧妙。不瞞你說,我之前以為你是個白面書生,搞理論的,不懂機械。現在看來,你比我還懂。「
「李工過獎了,「陸承宇笑了笑,「我只是懂點原理,具體製造,還得靠您。「
「沒問題!「李根生一拍桌子,「這台爐子,我給你做!一個月,一個月之內,我把機械部分給你做出來。「
他朝車間那頭喊了一聲:「老趙!過來一下!「
一個五十多歲的老鉗工走了過來,手上全是油污。
「李工,什麼事?「
「這台單晶爐的關鍵零件,你親自做,「李根生說,「精度要求很高,差一微米都不行。「
陸承宇拍了拍老趙的肩膀:「趙師傅,拜託了。「
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從第三軋鋼廠回來,已經是下午了。
陸承宇沒有回辦公室,直接去了實驗室。卓邵文已經在等他了,手裡抱著一摞資料。
「陸工,我從物理所借了一些矽單晶的理論資料,你看看。「
陸承宇接過來,翻了翻。資料很全,從矽的晶體結構,到直拉法的原理,到區熔提純的技術,都有詳細的論述。但都是理論,沒有工程化的細節。
「這些資料很有用,「陸承宇說,「但都是理論,實際操作起來,還差得遠。「
「我知道,「卓邵文點點頭,「物理所搞了三年,也只是停留在理論階段。連一根矽單晶都沒拉出來。「
「正常,理論和工程,差著十萬八千里。「
他把資料放在桌上,拿起筆,在一張白紙上畫了起來。
「現在最大的問題,是矽原料。國內的多晶矽,純度只有三個九。要拉矽單晶,至少需要六個九。從三個九到六個九,需要區熔提純。「
「區熔提純?「卓邵文愣了一下,「那設備國內沒有啊。「
「沒有,就自己做,「陸承宇說,「我設計了一台簡易的區熔爐,用高頻感應加熱,超純石英管,氬氣保護。雖然精度不如進口的,但做六個九的矽,應該夠用。「
他把設計圖畫出來,遞給卓邵文。卓邵文接過來,看了半天,越看越驚訝。
「陸工,你這個設計……用普通的高頻感應爐改造,加一個石英管,再通氬氣,就能做區熔提純?「
「原理不複雜,難的是控制。溫度、移動速度、氬氣流量,每一個參數都要精確控制。你先把這個設計圖整理一下,我去找人做高頻感應線圈。「
「好!「卓邵文抱著圖紙,手指攥得發白。他搞了三年理論,終於有機會動手了。
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接下來的一個月,陸承宇忙得腳不沾地。
白天,他在第三軋鋼廠和實驗室之間來回跑,盯著單晶爐的製造進度。晚上,他在沙盤裡反覆推演,優化參數。沙盤用多了,頭隱隱作痛,但他不敢停——伊萬諾夫的三年賭約,已經過去了一個多月。
單晶爐的製造,比想像中難。
第一個問題出在真空系統。擴散泵裝上去之後,真空度怎麼也抽不到十的負五次方托,最多到十的負三次方就上不去了。李根生帶著人查了三天,最後發現是一個法蘭盤的密封墊老化了,有細微的漏氣。換了密封墊,真空度終於達標了。
第二個問題出在加熱爐。石墨加熱棒裝上去之後,溫度不均勻,中間熱兩邊涼,溫差有五十多度。這樣拉出來的單晶,晶向肯定偏。陸承宇在沙盤裡模擬了半夜,最後在加熱爐兩端加了兩個隔熱屏,又調整了石墨棒的排列間距,溫差才降到了五度以內。
第三個問題出在提拉機構的水冷夾層。夾層只有一毫米厚,焊接的時候容易變形,李根生試了三次都失敗了。