Oversigt
I 1856, Henry Bessemer (1813-1898) har udviklet en ny metode til fremstilling af stål. Bessemer – processen gjorde det muligt at fremstille store mængder stål af høj kvalitet for første gang. Dette gav igen stål til relativt lave omkostninger for forskellige industrier. Ved at revolutionere stålindustrien hjalp Bessemer-processen med at anspore den industrielle Revolution., Inden for et par årtier, støberier lavede jernbanespor, brodragere, lokomotiver, rustning plating, og andre stålbaserede produkter.
baggrund
jern har været kendt for mennesker i flere tusinde år; de tidligste jernredskaber fundet hidtil er fra Egypten og blev lavet omkring 3000 f.kr.. Jern er imidlertid et relativt blødt og sprødt metal alene. 1000 f. kr. grækerne havde opdaget, at varmejern ville hjælpe med at hærde det, men det var stadig sprødt og ikke særlig nyttigt til opgaver, der krævede styrke., Andre kulturer opvarmede jernmalm og trækul sammen, hvilket gør det, vi nu kalder smedejern.
i løbet af det fjortende århundrede blev råjern udviklet. Råjern er lavet af opvarmning ironbars, kul koks, og kalksten sammen i en brand eller ovn. Først er jernmalmen dækket afkog og kalksten og opvarmet i op til en uge, så kulet diffunderer ind i jernens overflade. Derefter hamres og foldes metalet for at blande kulet gennem jernet på samme måde som æltning af brød fordeler gæren gennem dejen., Desværre var denne proces tidskrævende og arbejdskrævende og produceret stål af varierende kvalitet.opvarmning af disse ingredienser sammen i en smeltedigel var den næste innovation. Ved at tillade en vis grad af blanding under opvarmningen, denne proces produceret en mere ensartet kvalitet af stål, men stadig i begrænsede mængder. Alligevel tillod denne metode en by i England at øge sin stålproduktion fra omkring 200 tons årligt til over 20.000 tons om året inden for et århundrede.
det næste gennembrud kom i 1856, da Henry Bessemer udviklede processen til stålproduktion opkaldt efter ham., Faktisk, ukendt for Bessemer, blev denne metode til fremstilling af stål udviklet næsten samtidigt af amerikaneren .illiam Kelly (1811-1888). Bessemer indgav dog først sin amerikanske patentansøgning og har modtaget størstedelen af kreditten. I Bessemer-processen tvinges luft kontinuerligt gennem stålet, mens det er indeholdt i diglen. Dette brændte det kulstof, der var til stede i stålet, hævede temperaturen og fjernede mange af de urenheder, der ellers ville forringe kvaliteten og styrken af det endelige metal., Derudover kørte Bessemers omformere (nu også kaldet højovne på grund af de store mængder luft, der blæses gennem det smeltede stål) kontinuerligt snarere end i partier, som det var tilfældet med digelstål. Dette producerede større mængder stål, en anden forbedring. I denne proces forbliver noget kulstof i stålet, hvilket hjælper med at gøre stålet både stærkere og mere fleksibelt end det originale jern.
Bessemer-processen har vist sig næsten lige så holdbar som det stål, det producerer. Efter næsten 150 år er det stadig den primære metode til stålfremstilling i verden., Andre fremstillingsprocesser anvendes, men for det meste til bestemte typer stål, der kræver forskellige egenskaber. Selvom stål i dag ligner det i 1860 ‘ erne, er der desuden udviklet en række specialstål. Nogle eksempler på disse er rustfrit stål, værktøjsstål, fjederstål og specielle legeringer, der anvendes i ekstreme miljøer (såsom jetmotorer, atomreaktorer, inde i menneskekroppen osv.).
Impact
virkningen af tilgængeligheden af billigt stål af høj kvalitet kan næppe overvurderes., Det nittende århundrede i Europa var tidspunktet for den industrielle Revolution. Udviklingen af dampmaskinen til en nyttig enhed, udviklingen af jernbanen og forbrændingsmotoren skete alle i løbet af dette århundrede. Disse enheder blev gjort mere effektive af Bessemers stål. Og dette nye stål gjorde også andre innovationer mulige. Betydningen af Bessemer ‘ s stål blev hurtigt klart inden for industri og handel, anlægsarbejder, og militæret.
industrien var den første og mest oplagte modtager af det nye stål., Stålproduktionen i Storbritannien steg fra omkring 50.000 tons til over 1,3 millioner tons årligt på bare 25 år. Samtidig faldt prisen på dette stål til halvdelen af sit tidligere niveau. Meget af dette ekstra stål gik til industrien. Nogle af stålet blev brugt til infrastruktur, for at gøre de maskiner, der gjorde de varer, der blev sendt til markedet. Brug af stål i stedet for jern, træ eller andre materialer bidrog til at øge levetiden for produktionsenheder, hvilket til sidst gjorde fremstillingsprocessen mere effektiv., Derudover gjorde den større styrke af stål nogle enheder mulige, som simpelthen ikke kunne konstrueres før. Stålblade eller skæreflader hjalp med at få save til at vare længere, hvilket reducerede omkostningerne ved fremstilling af træprodukter, mens stålværktøjer og dele hjalp med at muliggøre drejebænke med høj hastighed. Industrien kunne også bruge stål i de produkter, den lavede til forbrugerne. Stål var hårdere end jern, billigere end smedejern og mere holdbart end træ, sten eller glas. Selvom det ikke er det perfekte materiale til alle anvendelser, var dets alsidighed imponerende.,
alle disse attributter gør stål til en vigtig del af enhver national økonomi. Tilgængeligheden af holdbare og relativt billige stålprodukter til forbrugerne tilskynder til indkøb og derved fremmer udbuds-og efterspørgselsøkonomien. Højkvalitets, billige fremstillede varer kan eksporteres, hvilket bringer udenlandsk valuta til et land. Stål er en af hjørnestenene i en sund industriel økonomi, og stålværker er blandt de første store indkøb foretaget af udviklingslande, når de bliver industrialiserede., Det er også værd at bemærke, at alene i 1990 ‘ erne drejede en række handelskonflikter sig om påstande om “dumping” stål til udenlandske markeder til kunstigt lave priser for at opnå økonomisk fordel eller i nogle tilfælde at forsøge at skade en anden nations stålindustri. At sådanne praksisforekommer er endnu et tegn på stålets økonomiske betydning for nationerne.
stål var også vigtigt i skabelsen af mange industrielle imperier. I USA gjorde andre.Carnegie sin formue med at sælge stål til udviklingslandene., Stål fra Carnegies ovne gik ind i togene, der rejste til den amerikanske grænse, det byggede skinnerne, de red på, og kanonerne passagererne transporterede. I Tyskland blev Krupp-familiens industrielle imperium delvis bygget på stål-og stålprodukter. Bedst kendt for at levere våben til Nazi-Tyskland, Krupp også bygget landbrug udstyr og køretøjer i mange år, indtil de blev delt op af de Allierede efter Krigen.
Stål har også haft en stor indflydelse på det civil ingeniør-og arkitektur., Uden stål ville der ikke være skyskrabere, ingen hængebroer, ingen jernbaner, ingen armeret beton og ingen moderne motorveje. Styrken og den relative lethed af stål har gjort alle disse ting muligt. Det er sikkert at sige, at ingen stor by ville se det samme uden stål.
en af Bessemers grunde til at udvikle en forbedret stålfremstillingsproces var behovet for flere kanoner fra britiske tropper under Krim-krigen. Blandt de første produkter, han lavede med sit nye stål, var kanoner sammen med jernbanespor., Kanoner er, selvfølgelig, direkte nyttige af militæret, og ved at tillade hurtigere troppemobilisering, jernbanen hjalp med at revolutionere krigsførelse. Under den amerikanske borgerkrig overlegenhed i det nordlige jernbanesystem kombineret med Nordens industrielle styrke hjulpet de nordlige stater vinde krigen.andre anvendelser, som stål hurtigt blev sat til, var rustning til køretøjer, stærkere pistoltønder til artilleristykker, motorkøretøjer, flådeskibe, motorer og turbiner og senere tanke og dele af fly. Som på så mange andre områder er det svært at forestille sig moderne krigsførelse uden stål.,
selv om stål i nogle områder erstattes af polymerer, keramik, kompositter og andre materialer, spiller det stadig en afgørende rolle i det moderne samfund. Mens nogle biler nu er lavet med polymerkropspaneler, bruges for eksempel stål til vandrette overflader og til forstærkning inden for dørene på grund af dets overlegne styrke og evne til at beskytte passagerer under en ulykke. Computeren og tastaturet, som disse ord er skrevet på, består stort set af plast, silicium og kobber, men samlebåndet, som de blev fremstillet på, er lavet med stål., Stål kan på et tidspunkt erstattes med andre materialer, men det er ikke sandsynligt, at tiden vil være i den nærmeste fremtid. I mellemtiden kan der ikke være nogen tvivl om, at den verden, vi lever i, ville være dybt anderledes uden tilgængeligheden af billigt stål af høj kvalitet.
P. andre.KARAM
yderligere læsning
Diamond, Jared. Våben, bakterier og stål: menneskets samfunds skæbne. Ne, York: N. N. Norton and Company, 1999.
Institut for materialer. Sir Henry Bessemer, F. R. S.: En Selvbiografi. Ashgate Publishers, 1989.Kent, Kentachary., Andre Carn Carnegie: stål Konge og ven til biblioteker. Enslo.Publishers, Inc., 1999.