Přehled
V roce 1856 Henry Bessemer (1813-1898) vyvinul novou metodu pro výrobu oceli. Proces Bessemer umožnil poprvé výrobu velkého množství vysoce kvalitní oceli. To zase poskytovalo ocel za relativně nízké náklady různým průmyslovým odvětvím. Revolucí v ocelářském průmyslu pomohl proces Bessemer podpořit průmyslovou revoluci., Během několika desetiletí, slévárny vyráběly železniční trať, mostní nosníky, lokomotivy, pancéřování, a další výrobky na bázi oceli.
Pozadí
Železo bylo známo, že muž již několik tisíc let; nejstarší železné nástroje našel tak daleko, že jsou z Egypta a bylo vyrobeno asi 3000 b.c.. Železo je však poměrně měkký a křehký kov sám o sobě. Asi o 1000 b.c. Řekové zjistili, že topení žehlička by pomohlo harden, ale pořád to bylo křehké a ne velmi užitečné pro úkoly, vyžadující sílu., Jiné kultury ohřívaly železnou rudu a uhlí dohromady, takže to, co nyní nazýváme tepaným železem.
během čtrnáctého století bylo vyvinuto surové železo. Surové železo se vyrábí zahříváním železabary, uhelný koks a vápenec společně v ohni nebo peci. Nejprve je železná ruda pokrytakoke a vápenec a zahřívá se po dobu až jednoho týdne, což umožňuje, aby se uhlík rozptýlil do povrchu železa. Tak, kov je tloukl a složené za účelem mix uhlíku po železo v stejným způsobem, že hnětení chleba distribuuje droždí celé těsto., Bohužel tento proces byl časově a pracovně náročný a vyráběl ocel různé kvality.
zahřívání těchto složek dohromady v kelímku bylo další inovací. Tím, že tento proces umožnil určitý stupeň míchání během ohřevu, vytvořil rovnoměrnější kvalitu oceli, i když stále v omezeném množství. Přesto tato metoda umožnila jednomu městu v Anglii zvýšit výrobu oceli z asi 200 tun ročně na více než 20 000 tun ročně během jednoho století.
další průlom přišel v roce 1856, kdy Henry Bessemer vyvinul Proces pro výrobu oceli pojmenovaný pro něj., Ve skutečnosti, Neznámý Bessemerovi, byl tento způsob výroby oceli vyvinut téměř současně americkým Williamem Kellym (1811-1888). Bessemer však nejprve podal svou patentovou přihlášku ve Spojených státech a získal většinu úvěru. V procesu Bessemer je vzduch nepřetržitě vytlačován ocelí, zatímco je obsažen v kelímku. Tento spáleného uhlíku přítomného v oceli, zvýšení teploty, a odstranění mnoha nečistot, které by jinak narušit kvalitu a pevnost konečného kovu., Kromě toho, Bessemer je konvertory (nyní nazývané také vysoké pece, protože velké objemy vzduchu, které jsou odstřelil přes roztavené oceli) běžela plynule, spíše než v sériích jako byl případ s kelímkové oceli. To produkovalo větší množství oceli, další zlepšení. V tomto procesu zůstává v oceli nějaký uhlík, což pomáhá učinit ocel silnější a pružnější než původní železo.
proces Bessemer se ukázal téměř stejně odolný jako ocel, kterou vyrábí. Po téměř 150 letech je stále primárním způsobem výroby oceli na světě., Používají se jiné výrobní procesy, ale většinou pro specifické typy oceli vyžadující různé vlastnosti. Kromě toho, ačkoli ocel je dnes podobná oceli 1860, byla vyvinuta řada speciálních ocelí. Některé příklady z nich jsou Nerezová ocel, nástrojová ocel, pružinová ocel a speciální slitiny používané v extrémních prostředích (jako jsou tryskové motory, jaderné reaktory, uvnitř lidského těla atd.).
Impact
dopad dostupnosti levné, vysoce kvalitní oceli lze jen stěží přeceňovat., Devatenácté století v Evropě bylo obdobím průmyslové revoluce. Vývoj parního stroje na užitečné zařízení, vývoj železnice a spalovací motor došlo během tohoto století. Tato zařízení byla Zefektivněna bessemerovou ocelí. A tato nová ocel také umožnila další inovace. Význam bessemerovy oceli se brzy projevil v oblastech průmyslu a obchodu, stavebnictví a armády.
průmysl byl prvním a nejviditelnějším příjemcem nové oceli., Výroba oceli v Británii se za pouhých 25 let zvýšila z asi 50 000 tun na více než 1,3 milionu tun ročně. Současně cena této oceli klesla na polovinu své předchozí úrovně. Velká část této extra oceli šla do průmyslu. Některé z ocel byla použita pro infrastrukturu, pro výrobu strojů, které vyrobil zboží, které byly odeslány na trhu. Použití oceli namísto železa, dřeva nebo jiných materiálů pomohlo zvýšit životnost výrobních zařízení, což nakonec zefektivnilo výrobní proces., Kromě toho větší pevnost oceli umožnila některá zařízení, která prostě nemohla být postavena dříve. Ocelové čepele nebo řezné plochy pomohly, aby pily vydržely déle, což snížilo náklady na výrobu dřevěných výrobků, zatímco ocelové nástroje a díly pomohly umožnit vysokorychlostní soustruhy. Průmysl by také mohl používat ocel ve výrobcích, které vyrobil pro spotřebitele. Ocel byla tvrdší než železo, levnější než kované železo a odolnější než dřevo, kámen nebo sklo. I když to není ideální materiál pro všechna použití, jeho všestrannost byla působivá.,
všechny tyto atributy činí ocel důležitou součástí každého národního hospodářství. Dostupnost trvanlivých a relativně levných výrobků z oceli pro spotřebitele podporuje nákup, čímž podporuje tržní ekonomiku nabídky a poptávky. Vysoce kvalitní, nízkonákladové vyráběné zboží lze vyvážet a přinést cizí měnu do země. Ocel je jedním ze základních kamenů zdravé průmyslové ekonomiky a ocelárny patří mezi první velké nákupy rozvojových zemí, když se stávají průmyslovými., Je to také stojí za zmínku, že v roce 1990 sám, řada obchodních sporů se točí kolem obvinění z „dumpingu“ oceli na zahraniční trhy za uměle nízké ceny, aby získali ekonomické výhody, nebo, v některých případech, aby se pokusili ublížit jinému národu oceli zpracovatelského průmyslu. To, že takové praktiky existují, je dalším náznakem ekonomického významu oceli pro národy.
ocel byla také důležitá při výrobě mnoha průmyslových říší. Ve Spojených státech Andrew Carnegie vydělal své jmění prodejem oceli rozvojovému národu., Ocel z Carnegieho pecí šla do vlaků cestujících na americké hranice, postavila kolejnice, na kterých jeli, a zbraně, které cestující nesli. V Německu byla průmyslová říše rodiny Krupp postavena částečně na ocelových a ocelových výrobcích. Krupp, známý pro dodávky zbraní nacistickému Německu, také stavěl zemědělské vybavení a vozidla po mnoho let, dokud nebyli spojenci rozděleni po druhé Světové Válce.
ocel měla také velký dopad na stavební inženýrství a architekturu., Bez oceli by nebyly mrakodrapy, žádné visuté mosty, žádné železnice, Žádný železobeton a žádné moderní dálnice. Pevnost a relativní lehkost oceli umožnily všechny tyto věci. Je bezpečné říci, že žádné velké město by bez oceli nevypadalo stejně.
jedním z důvodů, proč Bessemer vyvinul zdokonalený proces výroby oceli, byla potřeba více zbraní britských vojsk během krymské války. Mezi prvními výrobky, které vyrobil se svou novou ocelí, byly zbraně spolu s železniční tratí., Zbraně jsou samozřejmě přímo užitečné armádou a tím, že umožňují rychlejší mobilizaci vojsk, železnice pomohla revoluci ve válce. Během americké občanské války nadřazenost Severního železničního systému v kombinaci s průmyslovou silou severu pomohla severním státům vyhrát válku.
Další použití oceli se rychle dát bylo brnění pro vozidla, silnější zbraň hlavně pro dělostřelecké kusy, motorová vozidla, námořní lodě, motory a turbíny, a, později, nádrže a části letadel. Stejně jako v mnoha jiných oblastech je těžké si představit moderní válku bez oceli.,
přestože je ocel v některých oblastech nahrazována polymery, keramikou, kompozity a dalšími materiály, stále hraje zásadní roli v moderní společnosti. Zatímco některé automobily jsou nyní vyrobeny z polymerových panelů karoserie, například ocel se používá pro horizontální povrchy a pro výztuž do dveří, protože jeho vynikající pevnost a schopnost chránit cestující při nehodě. Počítače a klávesnice, na kterých jsou tato slova napsal, jsou složeny z velké části z plastu, křemíku a mědi, ale montážní linka, na které byli vyrobené je z oceli., Ocel může být v určitém okamžiku nahrazena jinými materiály, ale tato doba pravděpodobně nebude v blízké budoucnosti. Mezitím nelze pochybovat o tom, že svět, ve kterém žijeme, by byl hluboce odlišný bez dostupnosti levné a vysoce kvalitní oceli.
p. ANDREW KARAM
další čtení
Diamond, Jared. Zbraně, bakterie a ocel: osud lidských společností. New York: W. W. Norton and Company, 1999.
Institut materiálů. Sir Henry Bessemer, F.R. S.: Autobiografie. Ashgate Publishers, 1989.
Kent, Zachary., Andrew Carnegie: ocelový Král a přítel knihoven. Enslow Publishers, Inc., 1999.