áttekintés
1856-ban Henry Bessemer (1813-1898) kifejlesztett egy új módszert acélgyártás. A Bessemer-eljárás először tette lehetővé nagy mennyiségű kiváló minőségű acél gyártását. Ez viszont viszonylag alacsony költséggel biztosította az acélt a különböző iparágak számára. Az acélipar forradalmasításával a Bessemer-folyamat elősegítette az ipari forradalom ösztönzését., Néhány évtizeden belül az öntödék vasúti síneket, hídtartókat, mozdonyokat, páncéllemezeket és egyéb acél alapú termékeket gyártottak.
háttér
a vas évezredek óta ismert az ember számára; az eddig talált legkorábbi vasszerkezetek Egyiptomból származnak, és i.e.3000 körül készültek.. A vas azonban önmagában viszonylag puha, törékeny fém. Körülbelül I.E. 1000 körül a görögök felfedezték, hogy a vas melegítése segít megkeményedni, de még mindig törékeny volt, és nem volt nagyon hasznos az erőt igénylő feladatokhoz., Más kultúrák együtt hevítették a vasércet és a faszenet, így az úgynevezett kovácsoltvas.
a tizennegyedik században fejlesztették ki a nyersvasat. A nyersvasat vasrudak, szénkoksz és mészkő fűtésével állítják elő tűzben vagy kemencében. Először a vasércet mészkővel és mészkővel fedik le, majd egy hétig melegítik, így a szén a vas felszínére kerül. Ezután a fém kalapált, hajtogatott, hogy összekeverjük a szén az egész Vas ugyanúgy, hogy a dagasztás kenyér elosztja az élesztőt az egész tésztát., Sajnos ez a folyamat idő – és munkaigényes volt, és különböző minőségű acélt gyártott.
ezeknek az összetevőknek egy tégelyben történő melegítése volt a következő újítás. Azáltal, hogy bizonyos fokú keverést tett lehetővé a fűtés során, ez a folyamat egyenletesebb acélminőséget eredményezett, bár még mindig korlátozott mennyiségben. Ennek ellenére ez a módszer lehetővé tette egy angliai város számára, hogy egy évszázadon belül évente mintegy 200 tonnáról évente több mint 20 000 tonnára növelje acéltermelését.
a következő áttörés 1856-ban történt, amikor Henry Bessemer kifejlesztette a róla elnevezett acélgyártás folyamatát., Valójában, Bessemer számára ismeretlen, ezt az acélgyártási módszert szinte egyidejűleg fejlesztette ki az amerikai William Kelly (1811-1888). Bessemer azonban először az Egyesült Államok Szabadalmi kérelmét nyújtotta be, és megkapta a hitel nagy részét. A Bessemer-folyamat során a levegőt folyamatosan az acélon keresztül kényszerítik, miközben a tégelyben található. Ez elégette az acélban lévő szenet, megemelve a hőmérsékletet, és eltávolítva számos szennyeződést, amelyek egyébként rontanák a végső fém minőségét és szilárdságát., Ezenkívül a Bessemer konverterei (amelyeket az olvadt acélon átáramló nagy mennyiségű levegő miatt most nagyolvasztóknak is neveznek) folyamatosan futottak, nem pedig tételekben, mint a tégelyes acél esetében. Ez nagyobb mennyiségű acélt termelt, egy másik javulás. Ebben a folyamatban néhány szén marad az acélban, segítve az acélt mind erősebbé, mind rugalmasabbá tenni, mint az eredeti vas.
a Bessemer-folyamat majdnem olyan tartósnak bizonyult, mint az általa előállított acél. Közel 150 év után ez még mindig az elsődleges módszer az acélgyártás a világon., Más gyártási folyamatokat használnak, de leginkább a különböző tulajdonságokat igénylő acéltípusok esetében. Ezen túlmenően, bár az acél ma hasonló az 1860-as évekhez, számos speciális acélt fejlesztettek ki. Ilyen például a rozsdamentes acél, a szerszámacél, a rugós acél, valamint a szélsőséges környezetben használt speciális ötvözetek (például sugárhajtóművek, atomreaktorok, az emberi test belsejében stb.).
Impact
az olcsó, kiváló minőségű acél rendelkezésre állásának hatása aligha lehet túlbecsülni., A tizenkilencedik század Európában az ipari forradalom ideje volt. A gőzgép fejlesztése hasznos eszközré, a vasút fejlesztése, a belső égésű motor mind ebben a században történt. Ezeket az eszközöket Bessemer acélja hatékonyabbá tette. Ez az új acél más újításokat is lehetővé tett. Bessemer acéljának jelentősége hamarosan nyilvánvalóvá vált az ipar és a kereskedelem, az építőipar és a katonaság területén.
az ipar volt az első és legnyilvánvalóbb haszonélvezője az új acélnak., Az acéltermelés Nagy-Britanniában mintegy 50 000 tonnáról évente több mint 1, 3 millió tonnára nőtt mindössze 25 év alatt. Ugyanakkor ennek az acélnak az ára az előző szint felére csökkent. Ennek az extra acélnak a nagy része az iparba került. Az acél egy részét infrastruktúrára használták, a forgalomba hozott termékeket előállító gépek gyártásához. Acél használata vas, fa vagy más anyagok helyett elősegítette a gyártóeszközök élettartamának növelését, végül hatékonyabbá téve a gyártási folyamatot., Ezenkívül az acél nagyobb szilárdsága lehetővé tette néhány olyan eszköz használatát, amelyet korábban egyszerűen nem lehetett megépíteni. Az acél pengék vagy vágófelületek segítettek a fűrészek hosszabb ideig tartásában, csökkentve a faipari termékek előállítási költségeit, míg az acél szerszámok és alkatrészek segítettek a nagysebességű esztergák lehetővé tételében. Az ipar acélt is használhat a fogyasztók számára készített termékekben. Az acél nehezebb volt, mint a vas, olcsóbb, mint a kovácsoltvas, és tartósabb, mint a fa, kő vagy üveg. Bár nem a tökéletes anyag minden célra, sokoldalúsága lenyűgöző volt.,
mindezek a tulajdonságok az acélt minden nemzetgazdaság fontos részévé teszik. A tartós és viszonylag olcsó acéltermékek rendelkezésre állása a fogyasztók számára ösztönzi a beszerzést, ami táplálja a kereslet-kínálat piacgazdaságát. Kiváló minőségű, alacsony költségű gyártott áruk exportálhatók, külföldi valutát hozva egy országba. Az acél az egészséges ipari gazdaság egyik sarokköve, az acélüzemek pedig a fejlődő nemzetek által az iparosodásuk során végrehajtott első nagy vásárlások közé tartoznak., Azt is érdemes megjegyezni, hogy az 1990-es években egyedül, számos kereskedelmi viták körül forgott állításokat a “dömping” acél a külföldi piacokon mesterségesen alacsony áron, hogy megszerezzék a gazdasági előny, vagy egyes esetekben, hogy bántani egy másik nemzet acél feldolgozóipar. Az, hogy ilyen gyakorlatokra kerül sor, újabb jele annak, hogy az acél gazdasági jelentőséggel bír a nemzetek számára.
Az acél számos ipari Birodalom gyártásában is fontos szerepet játszott. Az Egyesült Államokban Andrew Carnegie szerencséjét acél eladásával szerezte a fejlődő nemzetnek., A Carnegie kemencéiből származó acél bement az amerikai határ felé tartó vonatokra, megépítette a síneket, amelyeken lovagoltak, és a fegyvereket, amelyeket az utasok szállítottak. Németországban a Krupp család ipari birodalma részben acél-és acéltermékekre épült. Legismertebb, hogy fegyvereket szállított a náci Németország, Krupp is épített mezőgazdasági berendezések és járművek sok éven át, amíg szét a szövetségesek a második világháború után.
acél is jelentős hatással volt az építőipar és az építészet., Acél nélkül nem lennének felhőkarcolók, nem lennének függőhidak, sem vasútvonalak, sem vasbeton, sem modern autópályák. Az acél szilárdsága és viszonylagos könnyedsége mindezt lehetővé tette. Nyugodtan mondhatjuk, hogy egyetlen nagyváros sem nézne ugyanúgy acél nélkül.
Bessemer egyik oka a továbbfejlesztett acélgyártási folyamat kifejlesztésének az volt, hogy a brit csapatok több fegyvert igényeltek a krími háború alatt. Az első termékek közül, amelyeket új acéljával készített, a fegyverek voltak, valamint a vasúti pálya., A fegyverek természetesen közvetlenül hasznosak a hadsereg számára, és a gyorsabb csapatmozgások lehetővé tételével a vasút forradalmasította a hadviselést. Az amerikai polgárháború alatt az Északi vasúti rendszer fölénye az északi ipari erővel kombinálva segítette az északi Államokat a háború megnyerésében.
Egyéb használ, amely acél volt, gyors volt, páncél, a járművek, erősebb fegyvert hordó tüzérségi darab, gépjárművek, tengeri hajók, motorok turbinák, illetve később, tartályok, alkatrészek repülőgépek. Mint oly sok más területen, nehéz elképzelni a modern hadviselést acél nélkül.,
bár az acélt egyes területeken polimerek, kerámiák, kompozitok és egyéb anyagok pótolják, a modern társadalomban továbbra is létfontosságú szerepet játszik. Míg egyes autók ma már polimer karosszéria panelekkel készülnek, például az acélt vízszintes felületekhez használják, az ajtókon belüli megerősítéshez pedig azért, mert kiváló ereje és képessége van az utasok védelmére baleset során. A számítógép és a billentyűzet, amelyen ezeket a szavakat gépelik, nagyrészt műanyagból, szilíciumból és rézből áll, de a gyártósor, amelyen gyártották, acélból készül., Az acél egy bizonyos időpontban más anyagokkal helyettesíthető, de ez az idő valószínűleg nem lesz a közeljövőben. Addig is nem lehet kétséges, hogy a világ, amelyben élünk, alapvetően különbözik az olcsó és kiváló minőségű acél elérhetősége nélkül.
P. ANDREW KARAM
további olvasmányok
Diamond, Jared. Fegyverek, baktériumok és acél: az emberi társadalmak sorsa. New York: W. W. Norton and Company, 1999.
Anyagtudományi Intézet. Sir Henry Bessemer, F. R. S.: Önéletrajz. – Ashgate Publishers, 1989.
Kent, Zachary., Andrew Carnegie: Acélkirály és a könyvtárak barátja. Enslow Publishers, Inc., 1999.