До середины XIX века сталь производилась трудоемкими кустарными способами (пудлингованием и тигельной переплавкой) в небольших объемах, а ее стоимость была экстремально высокой. Основными конструкционными материалами оставались хрупкий чугун и мягкое железо. Металлургическую революцию совершил английский инженер Генри Бессемер, запатентовавший в 1856 году метод продувки жидкого чугуна воздухом в специальном сосуде — конвертере.
Принцип бессемеровского процесса
Суть изобретения Бессемера заключалась в отказе от внешнего топлива для выжигания углерода. Процесс происходит за счет тепла внутренних химических реакций окисления примесей.
Этапы работы конвертера Бессемера:
- Заливка жидкого чугуна: Грушевидный стальной сосуд (конвертер), футерованный изнутри огнеупорным кирпичом, поворачивается и заполняется расплавленным чугуном.
- Продувка воздухом: Через донные сопла (фурмы) под высоким давлением подается холодный воздух.
- Окисление примесей: Кислород воздуха сжигает кремний, марганец и углерод, выжигая их из металла с выделением огромного количества тепла.
- Получение стали: Температура расплава поднимается до 1600 °C без использования угля, и за 15 минут чугун превращается в жидкую сталь.
Сравнительный анализ методов производства стали
Технология Бессемера снизила стоимость стали в разы и сделала возможным массовое строительство стальных объектов.
| Метод | Пудлингование (XVIII век) | Бессемеровский конвертер (1856) |
|---|---|---|
| Время плавки | 2–3 часа на тонну | 15–20 минут на 15 тонн |
| Использование топлива | Огромный расход каменного угля | Без внешнего топлива (энергия окисления) |
| Себестоимость стали | Высокая (элитный материал) | Низкая (массовый материал) |
| Результат в архитектуре | Хрупкие чугунные мосты | Стальные небоскребы, рельсы и корабли |
Совет от istoknews.com
Изучая историю металлургии, помните, что именно бессемеровская сталь сделала возможным массовое строительство трансконтинентальных железных дорог и первых стальных броненосцев. Читайте материалы из архива истории техники на istoknews.com.