Генри Бессемер родился в 1813 году в графстве Хартфордшир, Англия. Он умер в Лондоне в 1898 году. До того как он изменил мир, он зарабатывал деньги, продавая поддельный золотой порошок для краски. Это было только началом.
Будучи сыном инженера и шрифтолитейщика, Бессемер с ранних лет проявлял механические способности. Он усовершенствовал наборные машины. Он изобрел подвижные штампы для датирования юридических документов. Затем появился золотой порошок. Он был основан на латуни. Викторианская эпоха любила пышное украшательство. Его требовались тоннами. Его секретный процесс сделал его богатым.
Но вскоре он обратился к металлургии. Он спроектировал машины для переработки сахарного тростника. Они были передовыми. Однако сталь оставалась недоступной для большинства людей.
Проблема с железом и сталью
В середине XIX века существовало всего два материала на основе железа. Чугун производился в доменных печах с использованием кокса. Он отлично подходил для колонн или опор мостов. Он хорошо выдерживал вес. Но он был хрупким. Его нельзя было использовать для рельсов или балок.
Кованое железо было альтернативой. Оно получалось из чугуна путем «пудлингования». Этот процесс был медленным. Рабочие перемешивали расплавленное железо в примитивных печах. Они удаляли углерод и сгребали шлак. В результате получались «раскавы» (blooms). Это были куски весом от 100 до 200 фунтов. Они были полны примесей. Паровые молоты должны были ковать их вместе. Затем их можно было прокатать в полезные формы.
Настоящая сталь добывалась еще сложнее. Для этого требовалось добавлять углерод в чистое кованое железо. Процесс был медленным и непостоянным. Такая сталь была твердой. Она брала заточку. Она использовалась почти исключительно для режущего инструмента.
Случайное открытие
Сдвиг произошел во время Крымской войны. Бессемер изобрел удлиненный артиллерийский снаряд. Он вращался за счет пороховых газов. Французские власти отклонили его. Их чугунные пушки были недостаточно прочными.
Бессемеру требовалось более прочное железо. Он экспериментировал. Он заметил, что кислород в горячих печных газах удалял углерод из предварительно нагретых чугунных чушек. На поверхности оставалась оболочка из чистого железа. Это было похоже на пудлингование, но происходило быстрее.
Затем он попробовал пропускать воздух через расплавленный чугун. Это очищало металл. Он также дополнительно нагревался. Кислород реагировал с углеродом и кремнием, содержащимися в железе. Тепло позволяло очищенному железу легко выливаться.
Он изобрел конвертер с возможностью наклона. Расплавленная чугунная шихта загружалась внутрь. Воздух подавался снизу. Это было ядром процесса Бессемера. Позже Роберт Форрест Мьюшэт добавил ферромарганцевый сплав. Это удаляло избыток кислорода. В результате получались крупные слитки без шлака. Они были столь же обрабатываемыми, как кованое железо, но гораздо больших размеров.
Фосфорная ловушка
Бессемер объявил о своем процессе в 1856 году. Он выступал перед Британской ассоциацией содействия развитию науки в Челтнеме. Железоплавильщики стекались к нему. Они получали лицензии.
Процесс быстро потерпел неудачу. Два элемента — фосфор и сера — оставались в железе. Огнеупорная футеровка его конвертера не удаляла их. Процесс работал только с железом, не содержащим фосфора. Бессемер неосознанно использовал хорошую руду. Его лицензиаты — нет. Их железо было пригодным для пудлингования, поскольку при более низких температурах фосфор удалялся именно там. Но оно портило их партии по методу Бессемера.
Бессемер отозвал свои лицензии. Он нашел источник железа в северо-западной Англии, не содержащий фосфор. Он сам вышел на рынок стали.
Проблема была решена лишь около 1877 года. Сидни Гилкрист Томас, британский металлург, разработал новую футеровку. Она удаляла фосфор. Это позволило использовать фосфористые руды с континента. Как только это сработало, Бессемер снова начал выдавать лицензии. Последовали огромные прибыли.
Почему это важно сегодня
Процесс Бессемера позволил получить «мягкую сталь». Она отличалась от твердой инструментальной стали. Она могла надежно заменить кованое железо. Корабельная броня, балки, листы, прутки, проволока, заклепки — все это стало дешевле и доступнее.
Он преобразил строительство. Железные дороги расширились. Стало возможным строительство небоскребов. Инфраструктура современного мира опиралась на этот дешевый и прочный материал.
Процесс открытого тигля, также известный как процесс Сименса-Мартина, в конце 1860-х годов в конечном итоге превзошел изобретение Бессемера. Сегодня стандартом является кислородно-конвертерный способ выплавки стали. Это усовершенствование процесса Бессемера. Прямая преемственность очевидна.
Бессемеру было почти 70 лет, прежде чем его процесс стал явным успехом. Он никогда не переставал изобретать. Он построил солнечную печь. Это было больше, чем игрушка. Он спроектировал астрономический телескоп. Он создал машины для полировки алмазов, помогая возродить эту торговлю в Лондоне.
Он пытался построить пассажирский корабль с качающейся каютой для предотвращения морской болезни. Это не удалось.
Он был рыцарем в 1879 году. Он стал членом Королевского общества. Его «Автобиография», опубликованная в 1905 году с главой, написанной его сыном, остается основным источником информации о его жизни.
Мир все еще использует сталь. Она стала прочнее. Методы изменились. Но основная идея — что можно пропускать воздух через расплавленное железо для его очистки и упрочнения — началась с конвертера Бессемера. Остальное — это инженерия.
