Henry Bessemer se narodil v roce 1813 v Hertfordshire v Anglii. Zemřel v Londýně v roce 1898. Než změnil svět, vydělával peníze prodejem falešného zlatého prášku. Tohle byl jen začátek.
Bessemer, syn inženýra a slévárny typů, vykazoval mechanické schopnosti již od raného věku. Zdokonalil sázecí stroje. Vynalezl pohyblivá razítka pro datování právních dokumentů. Pak se objevil zlatý prášek. Byl založen na mosazi. Viktoriánská doba milovala okázalou výzdobu. Potřebovali toho tuny. Jeho tajný proces ho učinil bohatým.
Brzy se ale obrátil k hutnictví. Navrhl stroje na zpracování cukrové třtiny. Byli pokročilí. Ocel však zůstala pro většinu lidí nedostupná.
Problém se železem a ocelí
V polovině 19. století existovaly pouze dva materiály na bázi železa. Surové železo se vyrábělo ve vysokých pecích za použití koksu. Bylo to skvělé pro sloupy nebo podpěry mostů. Dobře držel váhu. Ale byl křehký. Nemohl být použit pro kolejnice nebo nosníky.
Alternativou bylo tepané železo. Vyráběl se z litiny „pudingem“. Tento proces byl pomalý. Dělníci míchali roztavené železo v primitivních pecích. Odstranili uhlík a shrabali strusku. Výsledkem byly „květy“. Jednalo se o kusy o váze od 100 do 200 liber. Byly plné nečistot. Parní hamry je musely ukovat dohromady. Ty pak mohly být srolovány do užitečných tvarů.
Získat skutečnou ocel bylo ještě obtížnější. To vyžadovalo přidání uhlíku do čistého tepaného železa. Proces byl pomalý a nekonzistentní. Tento druh oceli byl tvrdý. Vzala ořezávátko. Používal se téměř výhradně na řezné nástroje.
Náhodný objev
K posunu došlo během krymské války. Bessemer vynalezl podlouhlý dělostřelecký granát. Otáčel se díky práškovým plynům. Francouzské úřady to odmítly. Jejich litinová děla nebyla dostatečně silná.
Bessemer potřeboval silnější železo. Experimentoval. Všiml si, že kyslík v horkých pecních plynech odstraňuje uhlík z předehřátého surového železa. Na povrchu zůstala skořápka z čistého železa. Bylo to podobné jako v louži, ale stalo se to rychleji.
Poté se pokusil profouknout vzduch roztavenou litinou. Tím se kov vyčistil. Také se extra zahřálo. Kyslík reagoval s uhlíkem a křemíkem obsaženým v železe. Teplo umožnilo vyčištěné železo snadno vylévat.
Vynalezl sklopný konvertor. Uvnitř byla naložena vsázka roztavené litiny. Vzduch byl přiváděn zespodu. To bylo jádro Bessemerova procesu. Později přidal Robert Forrest Mushat slitinu feromanganu. Tím se odstranil přebytečný kyslík. Výsledkem byly velké ingoty bez strusky. Byly zpracovatelné jako kované železo, ale v mnohem větších velikostech.
Lapač fosforu
Bessemer oznámil svůj proces v roce 1856. Mluvil s Britskou asociací pro rozvoj vědy v Cheltenhamu. Nahrnuli se k němu hutě na železo. Dostali licence.
Proces rychle selhal. V železe zůstaly dva prvky – fosfor a síra. Žáruvzdorná vyzdívka jeho konvertoru je neodstranila. Proces fungoval pouze se železem, které neobsahovalo fosfor. Bessemer nevědomky použil dobrou rudu. Její držitelé licence nejsou. Jejich železo bylo vhodné na puddlování, protože se tam při nižších teplotách odstraňoval fosfor. Ale kazilo to jejich hry pomocí Bessemerovy metody.
Bessemer zrušil své licence. V severozápadní Anglii našel zdroj železa, které neobsahovalo fosfor. Sám vstoupil na trh s ocelí.
Problém byl vyřešen až kolem roku 1877. Sidney Gilchrist Thomas, britský metalurg, vyvinul nové obložení. Odstranila fosfor. To umožnilo využít fosforové rudy z kontinentu. Jakmile to fungovalo, Bessemer začal znovu vydávat licence. Následovaly obrovské zisky.
Proč je to dnes důležité?
Bessemerův proces produkoval „měkkou ocel“. Lišil se od tvrdé nástrojové oceli. Mohl by spolehlivě nahradit kujné železo. Lodní brnění, trámy, plechy, tyče, dráty, nýty – to vše zlevnilo a bylo dostupnější.
Proměnil konstrukci. Železnice se rozšířily. Stala se možná stavba mrakodrapů. Infrastruktura moderního světa spoléhala na tento levný a odolný materiál.
Proces otevřeného kelímku, známý také jako Siemens-Martinův proces, nakonec předčil Bessemerův vynález na konci 60. let 19. století. Dnes je standardem metoda tavení oceli s kyslíkovým konvertorem. Toto je vylepšení Bessemerova procesu. Přímá kontinuita je zřejmá.
Bessemerovi bylo téměř 70 let, než se jeho proces stal jasným úspěchem. Nikdy nepřestal vymýšlet. Postavil solární pec. Bylo to víc než hračka. Navrhl astronomický dalekohled. Vytvořil stroje na leštění diamantů, které pomohly oživit obchod v Londýně.
Snažil se postavit osobní loď s houpací kabinou, aby zabránil mořské nemoci. Nepodařilo se to.
V roce 1879 byl pasován na rytíře. Stal se členem Královské společnosti. Jeho autobiografie, vydaná v roce 1905 s kapitolou napsanou jeho synem, zůstává hlavním zdrojem informací o jeho životě.
Svět stále používá ocel. Stala se silnější. Metody se změnily. Ale základní myšlenka – že byste mohli profouknout vzduch roztaveným železem, abyste jej vyčistili a zpevnili – začala u Bessemerova konvertoru. Zbytek je strojírenství.
