甲午速射炮九:江南局用进口原料炼钢,初步解决速射炮原料

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甲午速射炮九

虽然由于仿制型号选择上的变化,导致江南局仿制的英式速射炮,和当时北洋、福建使用的德式克虏伯不通用,最终导致其内销受挫。但是江南局这种坚持自制,并仿制世界最先进型号的做法,还是值得被称赞的。

而尤为难得的是,在用进口材料仿制速射炮的同时,江南局从一开始就立足于全炮国产化。他们在准备仿制火炮的同时,就已经开始引进高炉,准备自行生产枪炮用钢材。与此同时,还准备进行了无烟火药的国产化。


一、江南局自产枪炮钢

江南局仿制的速射炮,虽然在一开始依赖进口钢材,但是于此同时,他们已经开始实验国产钢材了。比起信奉“造不如买”,一直没有自家枪炮钢工业的民国,清国技术人员这种自力更生的精神,自然是更为值得敬佩的。

早在光绪十六年(1890),江南局总办刘麒祥就申请设立炼钢厂。他说得清楚:钢料当时必须购自外洋,要采购炼钢平炉试炼自产钢料。而当时的清廷,也以罕见的高效率下拨资金,完成了炼钢电炉的引进,并用一年多的时间就建起了炼钢厂。

到了光绪十七年(1891)年末,自制的国产枪炮钢已经出炉了!比起民国军阀四五年搞不出一个炼钢厂,南京国府甚至七八年只打了一个地基来,江南局真的是甩他们几十条街。

据《江南制造局记》记载,该局光绪十七(1891)年开始试炼“钢料”。这第一炉钢,就是用向克虏伯公司购买的西门子马丁炉制成的(这里的西门子和马丁是两个发明人,可不是西门子公司),这可是中国第一炉真正的现代枪炮钢,是中国冶金史上真正的里程碑。从这一天开始,江南局的自制枪支、小型火炮,就开始使用自炼的枪炮钢。

不过呢,这个时候的钢材,使用的还是进口的生铁,因此江南局下一步的工作重点,就在于使用国产矿石和生铁,以达到完全国产化的程度。1891年的局记里说得很清楚,“唯闻现在炼钢所用之生铁矿石等件尚向外洋购买,而刘道加意精求丞思,将来全用中土物料”。

从1891年开始,江南局自产枪炮钢不仅开始自家使用,而且经过了北洋的天津机器局严格检验。

刘坤一在1891年十一月十六日,就将上海机器局的枪炮钢样品送到天津机器局检验,结果是“查验与洋钢尚无轩轾”。在1892年,更是把“钢条枪筒一箱、钢样一盒,札发天津机器局督令员匠详细实验考核”,最后得出的结论是“其钢极佳、体细密、纹理匀净、毫无砒、硫、磷痕迹,乃是极为上等之钢。”

至此,从1890-1892年,江南局用了两年多的时间,就解决了枪炮钢自产的问题。如此的高效率,不能不说在晚清乃至整个中国冶金史上,都是值得书写一笔的创举了。


二、手工作坊式的产能

但是呢,当时江南局自制枪炮钢的矿石生铁都来自进口,李鸿章在光绪十九年(1893)奏称:“枪炮钢料购自外洋”。这原料受限产能就受限,就导致江南局自产钢铁一直不成规模,始终停留在一年三四炉钢的水平:

光绪17年(1891年)生产21701磅。21701*0.454=9852.254公斤,一年不过10吨钢,也就是其实只是年末试制了一炉。

光绪18年(1892年)137956磅。137956*0.454=62632.024公斤,约四炉62.6吨钢。这一年造出了120速射炮10门炮架10座,305巨炮1门

光绪19年(1893年)80842磅。80842*0.454=36702.268公斤,约两炉钢36.7吨。这一年生产了120速射炮2门炮架2座,305巨炮1门。

光绪20年(1894年)753536磅。753536*0.454=342105.344公斤。这一年才算是正式投入量产,生产了约23炉342吨钢。用这些钢材共制造了152速射炮4门炮架4座,另外还多生产了120速射炮炮架2座(怀疑是舰用炮架)。

光绪21年(1895年)706861磅。706861*0.454=320914.894公斤,约22炉320吨钢。这一年制造了152速射炮3门炮架3座。

很明显,江南局这自产枪炮钢的产能,头三年一直都在试制阶段,别说是比几十万吨的正式钢厂,就是连个小作坊也不如。直到甲午战争开始的1894年,江南局的自制枪炮钢产量才开始形成了小规模量产,年产量终于过三百吨了。而一门305巨炮是47-52吨,一门152速射炮14吨(炮身炮架各重7吨),加上制造过程中的钢材损耗,可以说自产这点枪炮钢是绝对不够的。

而看到这悲催的几十几百的产量数字,再看看现在世界第一钢铁大国那10.65亿吨,占全球粗钢总产量比重为56.7%的年产量,那真的是让人感慨万千啊。如果真的有穿越这种事,江南局诸君如果能看到今天中国的强大,估计会震撼的无以复加,继而泪流满面吧!

致敬先贤、伏飨再拜!


三、受限于钢铁产能的速射炮

而新式速射炮所需要的钢材数量,是非常巨大的。《江南制造局记》里记录了15生快炮的生产工艺和工序,其中加工炮管钢坯要用15吨钢块、再用2000吨水压机进行加工(这台宝贵的制炮水压机和前文的15吨炼钢马丁炉,在民国时期都被国府在1932年一二八事变后搬家时,因为太重没有搬迁,最后白白损失掉了)。而152钢快炮还有炮架7吨,炮罩约2吨,全炮14吨。整个152速射炮仅钢胚物料成本,就是11070两银子,再加上薪工费用4930两,仅炮钢及加工费用,就是16000两之巨!

而120钢快炮也很费材料,其炮管钢坯材料成本4556.65两,薪工1953.35两,合计6500两,这还不算采购的配套设施的使用折旧费。这整个都加起来,小规模生产的江南局速射炮,价格比进口的速射炮加运费回扣还要贵,那就是可以理解的了。从这个角度来说,当时的自制火炮确实是出力不讨好。

而整个算下来,在1894年甲午战争前,整个江南局的枪炮钢产量,不过是10+62.6+36.7+342=451.3吨。而这其中至少有170吨,还是1894年下半年生产的,实际战前产量还不到300吨。所以受钢材产量的限制,江南局在1894年前的速射炮产量,仅有12门120、4门152,一共16门而已。

而这一切的症结,就是原料的矿石生铁全靠进口。要知道枪炮钢的生产,依赖的是一系列的上游生产体系,一般来说,你得先有煤矿,然后用煤炭炼出焦炭。同时再有铁矿,开采出铁矿石,建立起铁厂,用高炉炼出铁水。然后有了生铁熟铁,再建成钢厂,用炼钢平炉搞出钢材。在此基础上,才能搞造枪炮钢的电炉……

而江南局的这个,是去掉了前面的所有工序,直接拿进口的铁块甚至钢块,拿电炉搞出枪炮钢来,这怎么行啊?所以虽然早在光绪十九年,总办刘麒祥就以自炼“钢料”为己任、出言要争取早日炼就“钢料”。但是说话容易做起来难,这一无订单二无原料,生产出来的12门速射炮还在仓库里吃灰,这扩大产能也就无从说起。


四、中日两国钢铁工业的不同结局

而其实单纯从普通钢铁来说,其实中国并不缺。当时的中日两国冶炼钢铁的历史,都长达上千年之多。而中日两国的现代钢铁工业,都是比较早的。按理说作为枪炮钢原料的钢铁,其实是不缺的。

但是阴差阳错的,在甲午战争以前,两国其实都没有建成正儿八经的现代钢铁厂。这其中比较知名的几个领跑者,有日本的釜石铁厂、八幡制铁所,中国的贵州青溪铁厂、汉阳铁厂等。

1.日本釜石铁厂

日本在近代早有数座小型炼铁厂,他们还于1874年动工了第一家国营钢铁厂,并且引进了英国技术最终于1880年在釜石建成。该厂拥有两座57英尺的高炉,并于当年9月13日正式出铁。值得注意的是,日本的这个炼铁高炉居然是烧木炭的!而且不久之后,该厂的木炭供应设备就因为火灾焚毁。1882年恢复生产后不久,又因为沥青堵塞炉口而在运行196天后停工。明治政府投入了238万日元巨资的官办铁厂,就此宣告结束。

不过该厂的历史并未终结,其后日本人并没有放弃,该厂先是在1885年被商人田中长兵卫用57000日元买下,然后于1893年对两座高炉进行了改造,由木炭改为烧焦炭,到了1895年终于试制成功,日本炼铁也从此进入了焦炭炼铁的新阶段。

2.中国贵州青溪铁厂

而中国创建于1885年的贵州青溪铁厂,虽然建造时间比日本晚,却是第一家新式钢铁联合企业。建成后该厂拥有50英尺的高炉一座、一吨的炼钢炉两座、搅炼炉八座,并且有轧条机,轧板机等辅助设备,累计耗资57万6千多两,整体设施比日本的釜石铁厂要全面一些。

不过该厂投产后因为焦炭质量不好,并且当地工人经常使用木炭,导致炼铁炉炉窍堵塞,并且经常发生事故。最终随着主办人潘露在1890年因为心力交瘁去世,该厂也随之人亡政息而停产。其后虽然经过补救,但还是没能重新恢复生产,最终于1893年彻底废弃。

3.中国汉阳铁厂

而其后的汉阳铁厂,则是1890由湖广总督张之洞投资兴建,并于1893年9月建成的大型煤铁钢综合企业。全厂包括生铁厂、贝色麻钢厂、西门士钢厂、钢轨厂、铁货厂、熟铁厂等6个大厂,另有机器厂、铸铁厂、打铁厂、造鱼片钩钉厂等4个配套小厂。创办经费最初定为246万余两,到建成时则是大大超支,实际支出高达500万两之巨。但是虽然花了这么多钱,却因为计划不周,选址大有问题,所购设备也不适于炼制大冶铁矿的高磷铁矿石等原因,导致生产一直并不正常。最后该厂迫于无奈,甚至落到了靠着向敌国日本出售铁矿石,来苟延残喘生存的境地。

而因为炼钢原料一直无法解决,也造成了江南局的枪炮钢电炉一直大部分产能闲置。直到光绪二十三年(1897年),江南局才解决了自产矿石生铁的问题,并且开始申请添加炼钢设备、以期增加产能了。1897年江南局枪炮钢产量,也就此达到了顶峰的4538240磅,也就是大约2058吨。据当时两江总督刘坤一在1899年奏折上说,这时候的原料也并不是出自大冶铁厂,而是从湘乡县购买的:

“…现经购办炼钢机炉一分,并在湖南湘乡县购取矿石生铁…现只炼炉一分,年需生铁矿石各八百吨,并向外洋添购大炉一具以图扩充…”

可惜的是,中国大规模量产枪炮钢的曙光刚刚露出,就在第二年迎来了庚子国变,八国联军侵华,中国的钢铁工业就此被打断。当然了,这都是后话,此处不提。

4.日本八幡制铁所

中日两国的早期钢铁工业中,最成功的是日本的八幡制铁所。该厂原先是1891年(明治24年)政府计划建立海军炼钢厂,甲午战争(日本称日清战争)以后,日本政府利用中国赔款1920万日元,引进德国技术将其建立起来。该厂是于1897年在福冈县八幡村(今北九州市八幡区)开工建设,1901年建成,并于1904年正式投产的。

值得一提的是,八幡制铁所用的铁矿石原料,其实主要是来自于中国。据统计,仅1908-1915年间,日本每年就从湖北大冶铁矿运走6-7万吨铁砂。九一八事变以后,日军还从辽宁抚顺掠夺了大量优质煤炭。从1905-1945年这40年中,日军从抚顺共计掠走了近2亿吨的优质煤炭,攫取了高达26.28亿日元的高额利润。另外日军在1938年占领大冶后,也对大冶铁矿进行了疯狂开采,为八幡制铁所掠走了优质铁矿420万吨。

日本国当时的国策就是以邻为壑,用掠夺来的别国资源,来养活自己的侵略军,进而侵略更多的国家,掠夺更多的资源。此消彼长之下,自然是如滚雪球一样越来越大。而一切的根源,都起源于中日甲午战争!正是这次战争壮大了侵略者的野心,丰厚的回报也进一步刺激了侵略者的贪婪。其后的日本,就在军国主义的道路上,一去不回头了。

勿忘历史,展望未来!


参考文献:

《江南制造局记》

《试析近代西式钢铁技术向东亚转移的开端》

《克鹿卜快炮图说》

《沿江沿海各省炮台图说》

《李鸿章全集》

《盛宣怀传》

《日清战争》

《明治二十七、八年海战》

《晚清北洋海军威海卫基地要塞设防考略》

《龙旗飘扬的舰队》

《北洋海军舰船志》

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