Что такое бессемеровская сталь

Обновлено: 22.01.2025

Известно, что при производстве стали важное значение имеет содержание углерода который должен быть на уровне от 0,02 до 2,14 %. Углерод придаёт стали прочность и твёрдость, но с его увеличением снижает пластичность и вязкость.

Массовое производство дешевой стали стало возможным только после внедрения бессемеровского процесса, обеспечивающего необходимое содержание углерода. Бессемерский процесс назван в честь его гениального изобретателя, британского металлурга сэра Генри Бессемера (1813-1898).

Бессемер рассудил, что углерод в расплавленном чугуне легко соединяется с кислородом, поэтому большое содержание воздуха проходящего через расплавленный чугун должен превратить чугун в сталь, уменьшив содержание углерода.

Суть бессемеровского процесса

В 1856 году Бессемер сконструировал то, что он называл конвертером, — большой сосуд грушевидной формы с отверстиями внизу, позволяющими впрыскивать сжатый воздух. Бессемер наполнил его расплавленным чугуном, продул сжатый воздух через расплавленный металл и обнаружил, что чугун действительно был очищен от углерода и кремния всего за несколько минут. Более того, вместо того, чтобы застыть от поданного холодного воздуха, металл стал еще горячее и поэтому оставался расплавленным. Последующие эксперименты другого британского изобретателя, Роберта Мушета, показали, что воздушный поток действительно удалял слишком много углерода и оставлял слишком много кислорода в расплавленном металле. Это сделало необходимым добавление соединения железа, углерода и марганца, называемого шпигелейзен (или Шпигель для краткости): марганец удаляет кислород в виде оксида марганца, который переходит в шлак. Дутье воздуха через расплавленный чугун с последующим добавлением небольшого количества расплавленного Шпигеля превращает всю большую массу расплавленного чугуна в сталь всего за несколько минут, без необходимости какого-либо дополнительного топлива.

Бессемеровский процесс позволил уменьшить время и необходимую энергию для лужения и цементации которые проводились до изобретения этой технологии.

Недостаток процесса

Бессемеровский процесс имел недостаток — не удалял фосфор из металла. Фосфор делает сталь чрезмерно хрупкой. Поэтому первоначально бессемеровский процесс можно было использовать только на чугуне, полученном из бесфосфорных руд. Такие запасы руды относительно редки и дороги, поскольку они встречаются лишь в нескольких местах (например, Уэльс и Швеция, где Бессемер получил свою железную руду, и верхний Мичиган).

В 1876 году валлиец Сидней Гилкрист Томас обнаружил, что добавление в конвертор материала, такого как известняк, вытягивает фосфор из чугуна в шлак, который плавает в верхней части конвертера, где его можно снять, в результате чего получается сталь без фосфора. Это называется базовым процессом Бессемера или базовым процессом Томаса.

Это важнейшее открытие означало, что огромные запасы железной руды из многих регионов мира могут быть использованы для производства чугуна для бессемеровских конвертеров, что в свою очередь привело к стремительному росту производства дешевой стали в Европе и США.

В США, например, в 1867 году было изготовлено и продано 460 000 тонн кованых железных рельсов по цене 83 доллара за тонну. К 1884 году железные рельсы практически перестали изготавливаться вообще. Их заменили стальными рельсами при годовом производстве 1 500 000 тонн, продаваемых по цене 32 доллара за тонну. С 1865 по 1905 год средний срок службы рельса увеличился с двух лет до десяти, а вес вагона, который мог выдержать рельс, увеличился с восьми тонн до семидесяти.

Типы плавильных печей

Процесс Бессемера был запатентован и в течение долгого времени изобретатели искали способы обойти патенты. Однако более 100 патентов принадлежали Генри Бессемеру.

В 1860-х годах на сцене появился конкурент — мартеновский процесс, разработанный главным образом немецким инженером Карлом Вильгельмом Сименсом. Этот процесс превращает железо в сталь в широкой, неглубокой мартеновской печи также называемой газовой печью Сименса, так как она питалась сначала угольным газом, а затем природным газом. В эту печь добавляли кованое железо или оксид железа в расплавленный чугун до тех пор, пока содержание углерода не будет уменьшено путем разбавления и окисления. Используя выхлопные газы для предварительного нагрева воздуха и газа перед сжиганием, печь Сименса может достигать очень высоких температур.

Как и в случае с конвертерами Бессемера, использование других материалов, таких как известняк, в мартеновских печах помогает удалить фосфор из расплавленного металла (модификация, называемая основным мартеновским процессом).

В отличие от конвертера Бессемера, который производит сталь мартеновский процесс занимает несколько часов и позволяет проводить периодические лабораторные испытания расплавленной стали. Это позволяло изготавливать сталь в точном соответствии с требованиями заказчика по химическому составу и механическим свойствам. Мартеновский процесс позволял производить более крупные партии стали, чем процесс Бессемера, и перерабатывать металлолом. Благодаря этим преимуществам к 1900 году мартеновский процесс в значительной степени вытеснил бессемеровский процесс.

После 1960 года мартеновский процесс, в свою очередь, был заменен основным кислородным процессом, модификацией процесса Бессемера, при производстве стали из железной руды и электродуговой печью при производстве стали из лома.

Массовое производство дешевой стали, ставшее возможным благодаря описанным выше открытиям (и многим другим, не упомянутым выше), произвело революцию в нашем мире.

Рассмотрим краткий и неполный перечень продуктов, ставших возможными (а лучше или более доступными) благодаря истории производства железа и дешевой стали:

железные дороги, нефте-и газопроводы, нефтеперерабатывающие заводы, электростанции, линии электропередач, сборочные линии, небоскребы, лифты, метро, мосты, железобетон, автомобили, грузовики, автобусы, тележки, холодильники, стиральные машины, сушилки для белья, посудомоечные машины, гвозди, винты, болты, гайки, иглы, проволока, часы, консервы, линкоры, авианосцы, нефтяные танкеры, океанские грузовые суда, транспортные контейнеры, краны, бульдозеры, тракторы, сельскохозяйственные орудия, заборы, ножи, вилки, ложки, ножницы, бритвы, хирургические инструменты, шарикоподшипники, турбины, сверла, пилы и всевозможные инструменты.

Бессемеровский стальной процесс

Бессемеровский процесс производства стали — это метод производства высококачественной стали путем вдувания воздуха в расплавленную сталь для выжигания углерода и других примесей. Он был назван в честь британского изобретателя сэра Генри Бессемера, который работал над разработкой этого процесса в 1850-х годах.

Пока Бессемер работал над своим процессом в Англии, Американец Уильям Келли разработал процесс, используя тот же принцип, который он запатентовал в 1857 году.

И Бессемер, и Келли отвечали на насущную потребность усовершенствовать технологию методы производства стали, чтобы она была полностью надежной.

За десятилетия до Гражданской войны сталь производилась в больших количествах. Но качество его часто сильно различается. А поскольку планировались и строились большие машины, такие как паровозы, и большие конструкции, такие как подвесные мосты, необходимо было производить сталь, которая будет работать так, как ожидалось.

Новый метод производства надежной стали произвел революцию в сталелитейной промышленности и сделал возможными широкие успехи в железных дорогах, строительстве мостов, строительстве и судостроении.

Генри Бессемер

Британским изобретателем значительно усовершенствованного процесса обработки стали был Генри Бессемер, который родился в Чарльтоне, Англия, 19 января 1813 года. Отец Бессемера управлял литейным заводом, который производил механические печатные машины. в печатных станках. Он разработал метод упрочнения используемого металла, благодаря которому его шрифт прослужил дольше, чем шрифт, сделанный его конкурентами.

Выросший на литейной фабрике, молодой Бессемер заинтересовался конструированием изделий из металла и придумывал собственные изобретения. Когда ему был 21 год, он изобрел штамповочную машину, которая пригодится британскому правительству, которое обычно штампует важные юридические документы. Правительство похвалило его новаторство, но в горьком эпизоде отказалось заплатить ему за его идею.

Озлобленный опытом с штамповочной машиной, Бессемер стал очень скрытным о своих дальнейших изобретениях. Он придумал метод изготовления золотой краски, которая будет использоваться для декоративных элементов, таких как рамы для картин. Он держал свои методы в таком секрете, что посторонним никогда не разрешалось видеть машины, используемые для добавления металлической стружки в краску.

Вклад Бессемера в сталелитейную промышленность

В 1850-х годах, во время Крымской войны, Бессемер заинтересовался решением главной проблемы британской армии. Было возможно производить более точные пушки, нарезав стволы, что означало прорезание канавок в стволе пушки, чтобы снаряды вращались при выходе.

Проблема при нарезке обычно использовались пушки из-за того, что они были сделаны из железа или из стали низкого качества, и стволы могли взорваться, если нарезание создавало слабые места. Решение, рассуждал Бессемер, позволит создать сталь такого высокого качества, что ее можно будет надежно использовать для изготовления нарезных пушек.

Эксперименты Бессемера показали, что введение кислорода в В процессе производства стали сталь будет нагрета до такого уровня, что примеси выгорят. Он изобрел печь, которая впрыскивала бы кислород в сталь.

Влияние нововведения Бессемера было огромным. Внезапно стало возможным производить сталь высокого качества и в больших количествах, которую можно было производить в десять раз быстрее. То, что усовершенствовал Бессемер, превратило производство стали в отрасль с ограничениями в очень прибыльное предприятие.

Влияние на бизнес

производство надежной стали произвело революцию в бизнесе. Американский бизнесмен Эндрю Карнеги во время своих деловых поездок в Англию в годы после Гражданской войны особо отметил бессемеровский процесс.

В 1872 году Карнеги посетил завод в Англии, который использовал метод Бессемера, и он осознал потенциал производства стали такого же качества в Америке. Карнеги узнал о производстве стали все, что мог, и начал использовать бессемеровский процесс на принадлежащих ему заводах в Америке. К середине 1870-х годов Карнеги активно участвовал в производстве стали.

Со временем Карнеги станет доминировать в сталелитейной промышленности, а высококачественная сталь сделает возможным строительство здания. заводов, которые определили индустриализацию Америки в конце 1800-х годов.

Надежная сталь, произведенная по бессемеровскому процессу, будет использоваться в бесчисленных милях железнодорожных путей, огромных номера кораблей и в кадрах небоскребов. Бессемеровская сталь также будет использоваться в швейных машинах, станках, сельскохозяйственном оборудовании и другом жизненно важном оборудовании.

Произведенная революция в стали также создала экономическую влияние, поскольку горнодобывающая промышленность была создана для добычи железной руды и угля, необходимых для производства стали.

Прорыв, в результате которого была создана надежная сталь, имел каскадный эффект, и не будет преувеличением сказать, что Бессемеровский процесс помог преобразовать все человеческое общество.

Генри Бессемер и радикальные перемены в металлургии

Сказать, что с техническим образованием в Европе в начале XIX века было плохо – ничего не сказать. Даже в Англии, стране, находившейся на острие уже явно обозначившейся даже для современников технической революции, учиться механике или химии было негде.
Собственно, поэтому Энтони Бессемер, заслуживший славу изобретателя и инженера, решил, что его сын Генри, с детства проявлявший большой интерес ко всякого рода механизмам, учиться будет в его собственной мастерской (для чего одиннадцатилетнему Генри был даже куплен, среди всего прочего, токарный станок).

Сам Энтони, в свое время, ездил учиться механике в Нидерланды, и учился он точно так же, как после учил своего сына, и точно так же, как учили ремеслу уже много столетий: он осваивал навыки работы с материалами на практике. Судя по всему, руки у Энтони росли, откуда надо, а к рукам прилагалась еще и очень хорошая голова, и в какой-то момент для талантливого двадцатилетнего паренька нашлось место в мастерских Парижа, где Энтони уже почтительно именуют инженером: его работы оптике и механике так хороши, что привлекают внимание Парижской Академии наук, да и вообще, дела основанной им в столице Франции мастерской идут в гору.

Чугуноплавильная печь. Так, до Бессемера, плавят чугун со времен средневековья.

Как нам сегодня известно, для Энтони Бессемера не стояло вопроса, принимать или не принимать французскую революцию: у него хорошая реакция и верное чутье, он вовремя бежит с семьей из Парижа, оставив победившему революционному классу свою мастерскую со всем добром, и на родине, в Англии, ему приходится всё начинать с нуля. Но хорошая голова в сочетании с руками не дают талантам Энтони пропасть: он основывает собственную словолитню (шрифтолитейное производство). В этом деле Бессемер-старший – признанный всей Европой мастер, у него множество клиентов не только среди английских типографов, но и среди их коллег на континенте.

В 1813 году родился Генри Бессемер, который в полной мере унаследовал от отца руки, голову и тягу к изобретательству. Его многочисленные юношеские эксперименты направлены на то, чтобы найти свой «самородок», сделать изобретение, которое обеспечило бы его на всю жизнь. А обеспеченная жизнь, в свою очередь, нужна была не только для семейного благополучия, но и для того, чтобы спокойно заниматься творчеством, не впадая в зависимость от толщины собственного кошелька.

Он успешно занимается художественным литьём, что дает деньги на существование. Параллельно он открывает способ получения тисненого изображения на картоне, но эта идея, позже широко распространившаяся в полиграфии, не находит в то время своего покупателя. Махнув рукой на эту неудачу, он обращает свое внимание на почтовые марки, полиграфический продукт без средств защиты, и он придумывает игольчатый штемпель, который пробивает бумагу: это позволяет избегать повторного использования марок, экономя Королевской Почте огромные деньги.

Почтамт, Лондон, XIX век.

Кажется, это успех: почтовое ведомство предлагает ему контракт на огромные для него тогда годовые 800 фунтов стерлингов. Отличные деньги, перспектива получения которых позволяет Генри сделать решительный шаг, которого он так долго ждал: он предлагает руку и сердце Анне Аллен. Умная девушка (говорят, что её советы, советы человека одаренного, пусть и технически необразованного, будут постоянно поражать великого изобретателя своей гениальной простотой) говорит, что на марках можно просто ставить дату их использования.
Генри в восторге от этой идеи и делится ей со своими коллегами в Почте. Они разделяют восторг Генри и… отказывают ему в контракте: ведь эта идея хороша еще и тем, что упраздняет должность смотрителя, которая первоначально предназначалась Бессемеру.

Собственно, Генри получает отличный урок, который он, на некоторое время (но не на всю жизнь), выучивает, потому что следующее свое изобретение, которое, собственно, и обеспечит ему финансовое благополучие, он готовит в сугубой тайне: даже технология разрабатывается им таким образом, чтобы производством могли бы управлять только три человека, не больше – братья его жены.

Странная случайность привела его к «закладке финансового фундамента», о котором он так мечтал: ему нужна была золотая краска, чтобы сделать запись в альбом его сестры (ведение альбомов — модное тогда увлечение среди дам). Он покупает пару пакетиков такой краски и – цена золотой краски его изумляет, она кажется ему неправдоподобно высокой. Золотая (и бронзовая, и серебряная) краски производятся чуть ли не единственным производителем в мире, в Нюрнберге, и Бессемер понимает, что высокая цена на такие краски – следствие ручного труда. Он целый год занимается изучением состава порошка (часто это событие приводят, как пример «обратной инженерии», когда уже существующее анализируется, а потом воссоздается), механизацией этого процесса и, в конце концов, его ждет успех – он открывает небольшой заводик, который много лет будет исправно снабжать красками весь мир. Как мы говорили выше, все производство будет рассчитано таким образом, чтобы шестью паровыми машинами, занятыми в этом производстве, управляли всего три человека, ближайшие родственники, которым сам бог велел хранить тайну изготовления дефицитных красок.

Завод по производству красок, XIX век.

Стоимость изготовления красок падает многократно, и почти на 20 лет маленькое семейное предприятие становится для Бессемера его личной финансовой подушкой, защитой от неудач, которые, конечно же, случаются, даже при разработке идей, которые кажутся, не только ему одному, но и всем окружающим – блестящими.
Например, судно с пассажирской кабиной на карданных шарнирах, позволяющих при любой качке оставаться в горизонтальном положении, кажется отличным решением не только самому Бессемеру, страдающему морской болезнью, но и буквально всем окружающим, однако эта идея так и не нашла инвестора.

Пароход Бессемера.

Метод листового литья стекла был всем хорош, Бессемер даже продал патент на него за огромные 6 тысяч фунтов, вот только в дело эта идея пошла через много десятилетий, уже после смерти изобретателя.
Соединение вагонов гофрированным рукавом для безопасности пассажиров тоже будет реализовано только через много лет.
А вот система тормозного гидравлического устройства для железнодорожных вагонов будет принята, хотя позже гидравлику заменит пневматика, вместо воды в тормозные устройства станут подавать воздух.

Всего в «копилке» Бессемера 129 патентов в самых разнообразных областях, но чаще всего и больше всего он работает с металлами.
Главное изобретение в его жизни, принесшее ему всемирную славу – в определенном смысле, дело случая. Правда, наверное, так можно сказать о совершенно любом изобретении.

Пуля Минье произвела революцию в деле убийства человека человеком и постоянно совершенствовалась.

Виной (а может, творческим толчком) для изобретения послужила Крымская война, ставшая большим полигоном для использования новинок.
В частности, выяснилось, что конические снаряды имеют значительные преимущества в сравнении с ядрами, вот только выстрел из гладкоствольной артиллерии делает их полет неустойчивым.

Бессемер предлагает «ввинчивающийся в воздух» снаряд, правда, английское военное ведомство его изобретению не слишком радо, так как это означает смену всего артиллерийского парка вооружений.

Зато идеи Бессемера готовы обсуждать французы: изготовленную Бессемером своими руками мортиру (в единственном экземпляре, как промышленный образец) хвалит и император Наполеон III и, что может быть важнее Бессемеру, сам изобретатель конической пули, капитан Минье. Вот только Минье высказывает вполне справедливые опасения в том, что чугунные пушки не способны будут выдержать такой заряд, и Бессемер, считая это замечание справедливым, задумывается о модернизации орудийного ствола.

Нужно принципиально иное качество орудийной стали и изобретатель в своей лондонской мастерской пускается в бесконечные эксперименты по поиску новых решений в этой области.
Опять же, дело случая – он обращает внимание на то, как чугун ведет себя в тот момент, когда…

Выплавка чугуна.

И – самое время сделать крохотное отступление, чтобы сказать о том, что случай ищет своего счастливого наблюдателя, потому что такое «странное» поведение чугуна видели и до Бессемера, и видели его, наверное, сотни тысяч человек, но только Бессемеру, человеку, находящемуся в поиске решения, это показалось чем-то важным и достойным внимания: он обратил внимание на «странное» поведение чугуна под воздействием продувки его воздухом.

Вспоминая об этой работе, Бессемер позже напишет: «Я был способен воспринять всякое новое наблюдение, так как мне не приходилось бороться с предвзятыми мнениями, которым неизбежно подвержен в большей или меньшей степени каждый, кто в своей жизни долгое время провёл в рутине служебной работы».

Видимо, свежесть наблюдений и помогла ему заметить то, о чем знали многие поколения металлургов, но все они не смогли увидеть то, что заметил Бессемер: при увеличении продувки чугуна воздухом от чугунных чушек оставались лишь их оболочки (легко разрушаемые ломом), а происходило это потому, что чугун под воздействием воздуха терял углерод, превращаясь в железо, температура плавления которого намного выше температуры плавления чугуна.

Это было всего лишь наблюдение, он просто отметил факт, известный каждому металлургу (да и американский металлург Уильям Келли заметил и описал этот процесс за 7 лет до описываемого события). Но изобретатель не был бы изобретателем, если бы ограничился бы только фиксацией наблюдения: будучи истинным инженером, Бессемер довел идею до промышленной реализации. Желание увеличить площадь соприкосновения металла с воздухом привело его к изобретению нового тигеля для плавки (к тому времени у Бессемера были уже отличные и реализованные идеи в области усовершенствования пудлинговой печи) и, в конце концов, новой технологии, получившей название «бессемеровского процесса», то есть процесса превращения чугуна в сталь с использованием придуманной Генри Бессемером специальной печи – конвертора.

Общая схема конвертора Бессемера.

Так началась история листовой стали и металлопроката. Это был невероятный качественный рывок, повлиявший буквально на любую отрасль человеческой деятельности и изменивший не только артиллерию, послужившую толчком для поиска подобного решения, но и строительства, и кораблестроения, и даже консервирования – существовавшая к тому времени консервная банка отныне и навсегда изменится радикально.

24 августа 1856 года Генри Бессемер выступает с сенсационным докладом «Производство ковкого чугуна и стали без топлива» на собрании Британской научной ассоциации.
Кстати, на выступлении присутствует и чрезвычайно уважаемый среди инженеров Джеймс Несмит (изобретатель парового молота и фрезерного станка, да и еще свершивший десятки великих дел), который тоже проводил опыты с воздействием воздуха на чугун.

Конвертор Бессемера в работе.

Бессемер узнает об этом и (вот она, эпоха благородных людей) предлагает Несмиту треть своего патента. Несмит, представитель той же эпохи, от такого царского подарка столь же благородно отказывается.
Говорят, что Бессемер или скрыл некоторые несовершенства своего процесса, или, к моменту выступления, не предполагал о них – и бессемеровский процесс будет совершенствоваться им всю его жизнь.
Но его выступление мгновенно делает и без того известного инженера мировой знаменитостью: на следующий день текст его речи полностью перепечатывает The Times, в течение всего нескольких дней статью переводят на огромное количество языков мира (в том числе – и на русский).

Но всё это вовсе не означает, что метод Бессемера так же мгновенно завоевывает мир. Изобретатель продает свой патент пяти металлургам (выбраны крупнейшие из крупнейших) за 10 тысяч фунтов стерлингов каждому, кроме того, он получал роялти (по 10 шиллингов с каждой тонны стали), сделав покупателям шикарную скидку: он сократил срок получения роялти с положенных по английскому закону 14 лет до 10. Уже первые две недели использования бессемеровского процесса принесли ему 27 тысяч фунтов.

Паровой молот Несмита, одно из величайших изобретений эпохи (1842 год).

Его юношеская мечта придумать что-то, что бы кормило его и его семью и позволяло бы ему заниматься изобретением, как творчеством, была воплощена в том виде, о котором он даже не мог и мечтать, о чем он сам напишет потом в своих воспоминаниях.
Однако проблемы с использованием метода Бессемера возникают постоянно, сказывается несовершенство самого метода и разнородность используемых материалов (отчасти это стало следствием использования Бессемером в своих экспериментах очень чистого, по содержанию примесей, чугуна). Через несколько лет после начала применения технологии шведский промышленник Йоран Фредрик Йорансон, наконец-то разобравшись в качестве подходящего чугуна и применении топлива, начинает выпускать первоклассную сталь. Роберт Мушель, английский металлург, догадался добавлять в процесс углерод и марганец, дозировка которых позволяла контролировать качество конечного продукта.

Но всё это не устраивало Бессемера, и он решает довести до совершенства этот процесс самостоятельно. При участии компаньонов, он строит металлургический завод в Шеффилде, где не только оттачивает собственную технологию, привлекая для анализа процесса и продукта лучших ученых Англии и доведя её до идеала, но и зарабатывает отличные деньги, даже продавая сталь по демпинговым ценам, 10-15 фунтов стерлингов за тонну (против 32 фунтов за тонну на заводах, где служил Мушель). И первым покупателем, очень крупным, становятся заводы артиллерийского Арсенала.

Бессемеровский цех на заводах Круппа. Метод Бессемера позволял получить материал нового качества, но общедоступным и востребованным он стал в силу того, что обеспечивал невиданную раньше производительность, поэтому распространялся довольно быстро.

Спрос на производимую им сталь, благодаря столь низким ценам, в довольно короткий период времени вырос так значительно, что это вынуждало и другие металлургические компании переходить на выпуск стали, а значит, всё новые производители стали покупать у Бессемера патенты.

Итогами этого погружения Бессемера в промышленное производство и смены синей блузы инженера на белую – капиталиста, стала не только точная технологическая карта, но и более миллиона фунтов стерлингов, полученные им за продажу патентов.
Надо сказать, что решающую роль в совершенстве процесса сыграло использование в нем марганца, на что, в свое время, был получен патент уже упомянутым Мушелем, вот только срок его патента истек. Мушель, к тому моменту больной и нищий, пытался продлить его или получить новые патенты (его сын получил сразу четыре таких патента на его имя), и Бессемер, не желая вести патентные войны и «кормить» желтую прессу, предпочитает выплачивать Мушелю пожизненную пенсию, фактически – роялти, за его вклад в технологию.

Сам Бессемер продолжает совершенствовать процесс: появляется известный грушеобразный конвертор, тележка для разлива стали, нижний люк в конверторе, меняется горловина печи и сам процесс становится все больше и больше похожим на тот, описание которого можно найти в школьных учебниках. Хотя путь к совершенству долог, и прокладывается этот путь, конечно же, за счет умения Бессемера видеть необычное в обычных явлениях.
В его процесс отлично добавился изобретенный им в 1857 году метод непрерывного литья стали, ставший, как считают биографы изобретателя, продолжением его технологии производства листового стекла.

Конвертор Бессемера, сейчас – объект паломничества туристов.

На свете не так уж много изобретений, которые поменяли бы мир столь радикально, как поменял его бессемеровский процесс. И сам его изобретатель отлично понимал это, принимая многочисленные награды (в том числе рыцарское звание и признание его почетным академиком множества академий мира) и финансовое благополучие как должное, но до самой своей смерти, заставшей его в его мастерской, не переставал заниматься изобретательством как творчеством.
А лучшей наградой себе Генри Бессемер считал то, что целых 10 городов в США, где были построены металлургические заводы, носят его имя.

Автор: Александр Иванов

The Bessemer Saloon Steam-Ship Archived 27 December 2007 at the Wayback Machine, Chapter XX, Sir Henry Bessemer, F.R.S. An Autobiography, online at University of Rochester Archived 3 October 2005 at the Wayback Machine
Лесников М. П. Бессемер. — М., 1934.
Misa, Thomas J. A Nation of Steel: The Making of Modern America: 1865-1925 Hopkins UP, 1995.

VPS серверы от Маклауд быстрые и безопасные.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

БЕССЕМЕРОВСКАЯ СТАЛЬ

литая сталь, вырабатываемая по способу Бессемера в так наз. конвертере с кислой футеровкой, богатой кремнекислотой. Шихтой для Б. с. служит бесфосфористый чугун, подаваемый в конвертер в расплавленном виде непосредственно из домны или вагранки. Налитый в конвертер чугун продувается воздухом, вследствие чего выжигаются кремний и углерод. Отличительная особенность Б. с.—некоторая жесткость и непостоянство состава. На жел.-дор. тр-те Б. с. имеет значительное распространение в виде фасонного и специального проката—рельсов и т. п. На нек-рых з-дах НКПС Б. с. вырабатывается в малых конвертерах для местного литья.

Технический железнодорожный словарь. - М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство . Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941 .

Смотреть что такое "БЕССЕМЕРОВСКАЯ СТАЛЬ" в других словарях:

Бессемеровская сталь — сталь, выплавленная бессемеровским процессом. При выплавке этим процессом с применением в качестве дутья воздуха, бессемеровская сталь отличается от мартеновской стали (при одинаковом содержании углерода) большей твёрдостью, упругостью,… … Википедия

бессемеровская сталь — Besemerio plienas statusas T sritis chemija apibrėžtis Besemerio konverteryje su rūgštine iškloja pagamintas plienas. atitikmenys: angl. acid Bessemer steel; Bessemer steel; converter steel rus. бессемеровская сталь … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

БЕССЕМЕРОВСКАЯ СТАЛЬ — сталь, получаемая бессемеровским процессом … Металлургический словарь

Бессемеровская сталь — см. Сталь … Большая советская энциклопедия

Бессемеровская сталь — см. Литая сталь … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Сталь — (Steel) Определение стали, производство и обработка стали, свойства сталей Информация об определении стали, производство и обработка стали, классификация и свойства сталей Содержание Содержание Классификация Характеристики стали Разновидности… … Энциклопедия инвестора

Сталь химический анализ* — Способы химического анализа для С., чугуна и железа почти совершенно одинаковы; поэтому здесь укажем приемы анализа вообще различных сортов железа, а не специально одной С. Анализы железа принадлежат к наиболее трудным, вследствие большего… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Сталь, химический анализ — Способы химического анализа для С., чугуна и железа почти совершенно одинаковы; поэтому здесь укажем приемы анализа вообще различных сортов железа, а не специально одной С. Анализы железа принадлежат к наиболее трудным, вследствие большего… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Литая сталь — (L acier fondu, Flussstahl, cast steel) Всякий ковкий железный продукт, получаемый путем отливки, принято на заводах назыв. вообще Л. сталью. Такого определения мы будем здесь придерживаться, хотя многие делят Л. металл по способности его… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

БСТ — бессемеровская сталь большая стереотруба Бюллетень строительной техники (журнал) … Словарь сокращений русского языка

Бессемеровский процесс

Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 21 декабря 2009.

Схема бессемеровского конвертера. Через расплавленный чугун продувают воздух, вызывающий окисление примесей и превращение чугуна в сталь.

Бессемеровский процесс, бессемерование чугуна, производство бессемеровской стали — процесс передела жидкого чугуна в литую сталь путём продувки сквозь него сжатого воздуха, обычного атмосферного или обогащённого кислородом. Операция продувки производится в бессемеровском конвертере. Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению примесей, содержащихся в чугуне — кремния, марганца и углерода (отчасти также железа) кислородом воздуха дутья. Несмотря на возрастание (с окислением примесей) температуры плавления металла, он остаётся в жидком состоянии благодаря выделению тепла при реакциях окисления. Термин «бессемеровский процесс» обычно присваивают так называемому кислому конвертерному процессу, который ведут в агрегате с кислой футеровкой (кремнистый материал, динас). Процесс был предложен в Англии Г. Бессемером (1856 г.).

Содержание

Технология

Течение бессемеровского процесса определяется химическим составом и температурой жидкого чугуна (так называемый «бессемеровский чугун»).

Получившиеся при продувке чугуна нелетучие окислы входящих в его состав элементов (SiO₂, MnO, FeO) совместно с компонентами разъедаемой футеровки образуют кислый шлак, содержащий при выплавке низкоуглеродистой стали до 65 % SiO₂. Наличие кислого шлака не даёт возможность удалить из металла присутствующие в нём вредные примеси — фосфор и серу, чем бессемеровский процесс отличается от томасовского процесса. Поэтому чистота в отношении серы и фосфора является непременным требованием к бессемеровским чугунам, а следовательно, и к «бессемеровским» рудам (содержание фосфора в руде не более 0,025—0,030 %).

На нагрев балластного азота, являющегося при бессемеровском процессе основным компонентом дымовых газов, при средней их температуре 1450 °C расходуется около 110 ккал на 1 кг продуваемого чугуна. При полной замене воздуха кислородом кремний перестаёт играть ведущую роль в тепловом балансе бессемеровского процесса. Оказывается возможной продувка химически холодных чугунов, поскольку количество тепла дымовых газов снижается в этом случае примерно с 28 % до 8,5 %. При чисто кислородном дутье содержание в шихте лома, как показывают тепловые расчёты, может быть очень значительным (до 25 %).

Условия прекращения процесса

Вследствие кратковременности бессемеровского процесса (около 15 мин.) весьма трудно определить момент прекращения продувки на заданном содержании углерода в стали. Примерно до 40-х годов XX века бессемеровский процесс обычно заканчивался на пониженном (против заданного) содержании в стали углерода; сталь затем дополнительно науглероживали в ковше. Продувка приводила к повышению содержания в металле остаточного кислорода, а следовательно, к увеличению расхода ферросплавов — раскислителей; в результате повышалось также содержание в стали неметаллических включений. Впоследствии на агрегатах были установлены приборы для непрерывного определения по спектру вырывающегося из горловины конвертера пламени содержания в металле углерода (а также температуры); это позволило автоматически точно определять момент требуемого окончания продувки, с получением стали заданного состава. Для достижения этой цели стали применяться и другие способы, например, кратковременная остановка продувки для взятия пробы на углерод. Температура металла при выпуске составляет около 1600 °C. Выход годных слитков (см. Бессемеровская сталь) к весу залитого в конвертер чугуна колеблется в пределах 88—90 %, поднимаясь до 91—92 % при добавке в конвертер руды.

Малый бессемеровский процесс

Разновидностью бессемеровского процесса является малое бессемерование (малый бессемеровский процесс), проводимое в небольших конвертерах ёмкостью обычно 0,5—4 т, в которых воздух не пронизывает толщу металла, а направляется на его поверхность. При этом получается горячая сталь (1600—1650 °C) с относительно небольшим содержанием азота (примерно до 0,0075 %), используемая главным образом для тонкостенного и мелкого фасонного стального литья; жидкий чугун для малого бессемеровского процесса готовится в вагранках.

Читайте также: