Panoramica
Nel 1856, Henry Bessemer (1813-1898) ha sviluppato un nuovo metodo per la produzione di acciaio. Il processo Bessemer ha reso possibile per la prima volta la produzione di grandi quantità di acciaio di alta qualità. Questo, a sua volta, ha fornito acciaio a costi relativamente bassi a varie industrie. Rivoluzionando l’industria siderurgica, il processo Bessemer ha contribuito a stimolare la rivoluzione industriale., Nel giro di pochi decenni, fonderie stavano facendo ferrovia, travi a ponte, locomotive, placcatura armatura, e altri prodotti a base di acciaio.
Background
Il ferro è stato conosciuto dall’uomo per diverse migliaia di anni; i primi attrezzi di ferro trovati finora provengono dall’Egitto e sono stati fatti intorno al 3000 a.C.. Tuttavia, il ferro è un metallo relativamente morbido e fragile da solo. Verso il 1000 a. C.i greci avevano scoperto che il ferro riscaldante avrebbe aiutato a indurirlo, ma era ancora fragile e non molto utile per qualsiasi compito che richiedesse forza., Altre culture hanno riscaldato il minerale di ferro e il carbone insieme, rendendo quello che ora chiamiamo ferro battuto.
Nel corso del XIV secolo fu sviluppata la ghisa. La ghisa è fatta riscaldando le barre di ferro, il coke di carbone e il calcare insieme in un fuoco o in una fornace. In primo luogo il minerale di ferro è coperto con ilcofo e calcare e riscaldato per un massimo di una settimana, consentendo al carbonio di diffondersi nella superficie del ferro. Quindi, il metallo viene martellato e piegato in modo da mescolare il carbonio in tutto il ferro nello stesso modo in cui impastare il pane distribuisce il lievito in tutta la pasta., Sfortunatamente, questo processo richiedeva tempo e manodopera e produceva acciaio di diversa qualità.
Il riscaldamento di questi ingredienti insieme in un crogiolo è stata la prossima innovazione. Consentendo un certo grado di miscelazione durante il riscaldamento, questo processo ha prodotto una qualità dell’acciaio più uniforme, anche se ancora in quantità limitate. Anche così, questo metodo ha permesso a una città in Inghilterra di aumentare la produzione di acciaio da circa 200 tonnellate all’anno a oltre 20.000 tonnellate all’anno entro un secolo.
La svolta successiva arrivò nel 1856 quando Henry Bessemer sviluppò il processo per la produzione dell’acciaio che prese il suo nome., In realtà, sconosciuto a Bessemer, questo metodo di produzione dell’acciaio è stato sviluppato quasi contemporaneamente dall’americano William Kelly (1811-1888). Tuttavia, Bessemer ha presentato la sua domanda di brevetto negli Stati Uniti prima e ha ricevuto la maggior parte del credito. Nel processo di Bessemer, l’aria viene continuamente forzata attraverso l’acciaio mentre è contenuta nel crogiolo. Questo ha bruciato il carbonio presente nell’acciaio, aumentando la temperatura e rimuovendo molte delle impurità che altrimenti comprometterebbero la qualità e la resistenza del metallo finale., Inoltre, i convertitori di Bessemer (ora chiamati anche altiforni a causa dei grandi volumi di aria che vengono fatti saltare attraverso l’acciaio fuso) funzionavano continuamente piuttosto che in lotti come nel caso dell’acciaio crogiolo. Ciò ha prodotto maggiori quantità di acciaio, un altro miglioramento. In questo processo, un po ‘ di carbonio rimane nell’acciaio, contribuendo a rendere l’acciaio più forte e più flessibile del ferro originale.
Il processo Bessemer si è dimostrato durevole quasi quanto l’acciaio che produce. Dopo quasi 150 anni è ancora il metodo primario di fabbricazione dell’acciaio nel mondo., Vengono utilizzati altri processi di produzione, ma soprattutto per tipi specifici di acciaio che richiedono proprietà diverse. Inoltre, anche se l’acciaio oggi è simile a quello del 1860, un certo numero di acciai speciali sono stati sviluppati. Alcuni esempi di questi sono acciaio inossidabile, acciaio per utensili, acciaio per molle e leghe speciali utilizzate in ambienti estremi (come motori a reazione, reattori nucleari, all’interno del corpo umano e così via).
Impatto
L’impatto della disponibilità di acciaio economico e di alta qualità non può essere sopravvalutato., Il diciannovesimo secolo in Europa era il tempo della rivoluzione industriale. Lo sviluppo del motore a vapore in un dispositivo utile, lo sviluppo della ferrovia e il motore a combustione interna si sono verificati durante questo secolo. Questi dispositivi sono stati resi più efficienti dall’acciaio di Bessemer. E questo nuovo acciaio ha reso possibili anche altre innovazioni. L’importanza dell’acciaio di Bessemer divenne presto evidente nei settori dell’industria e del commercio, dell’ingegneria civile e dell’esercito.
L’industria è stata la prima e più evidente beneficiaria del nuovo acciaio., La produzione di acciaio in Gran Bretagna è aumentata da circa 50.000 tonnellate a oltre 1,3 milioni di tonnellate all’anno in soli 25 anni. Allo stesso tempo, il prezzo di questo acciaio è sceso a metà del suo livello precedente. Gran parte di questo acciaio extra è andato all’industria. Parte dell’acciaio è stato utilizzato per le infrastrutture, per fare le macchine che hanno fatto le merci che sono state inviate al mercato. L’utilizzo di acciaio invece di ferro, legno o altri materiali ha contribuito ad aumentare la durata dei dispositivi di produzione, rendendo alla fine il processo di produzione più efficiente., Inoltre, la maggiore resistenza dell’acciaio ha reso possibili alcuni dispositivi che semplicemente non potevano essere costruiti prima. Le lame in acciaio o le superfici di taglio hanno contribuito a far durare le seghe più a lungo, riducendo i costi di produzione dei prodotti in legno, mentre gli utensili e le parti in acciaio hanno contribuito a rendere possibili torni ad alta velocità. Inoltre, l’industria potrebbe utilizzare l’acciaio nei prodotti realizzati per i consumatori. L’acciaio era più duro del ferro, meno costoso del ferro battuto e più resistente del legno, della pietra o del vetro. Pur non essendo il materiale perfetto per tutti gli usi, la sua versatilità era impressionante.,
Tutti questi attributi rendono l’acciaio una parte importante di qualsiasi economia nazionale. La disponibilità di prodotti siderurgici durevoli e relativamente economici per i consumatori incoraggia l’acquisto, alimentando così l’economia di mercato dell’offerta e della domanda. I manufatti di alta qualità e a basso costo possono essere esportati, portando valuta estera in un paese. L’acciaio è uno dei capisaldi di un’economia industriale sana e le acciaierie sono tra i primi grandi acquisti effettuati dai paesi in via di sviluppo man mano che diventano industrializzati., Vale anche la pena notare che, solo negli 1990, una serie di controversie commerciali ruotava attorno alle accuse di “dumping” dell’acciaio nei mercati esteri a prezzi artificialmente bassi per ottenere un vantaggio economico o, in alcuni casi, per cercare di danneggiare l’industria manifatturiera dell’acciaio di un’altra nazione. Che tali pratiche si verifichino è un’altra indicazione dell’importanza economica dell’acciaio per le nazioni.
L’acciaio era anche importante nella realizzazione di molti imperi industriali. Negli Stati Uniti, Andrew Carnegie ha fatto fortuna vendendo acciaio alla nazione in via di sviluppo., L’acciaio delle fornaci di Carnegie entrò nei treni che viaggiavano verso la frontiera americana, costruì le rotaie su cui cavalcavano e le pistole trasportate dai passeggeri. In Germania, l’impero industriale della famiglia Krupp è stato costruito, in parte, su acciaio e prodotti siderurgici. Meglio conosciuto per la fornitura di armi alla Germania nazista, Krupp ha anche costruito attrezzature agricole e veicoli per molti anni fino a quando non sono stati divisi dagli alleati dopo la seconda guerra mondiale.
L’acciaio ha avuto anche un grande impatto sull’ingegneria civile e sull’architettura., Senza l’acciaio non ci sarebbero grattacieli, ponti sospesi, ferrovie, cemento armato e autostrade moderne. La forza e la relativa leggerezza dell’acciaio hanno reso possibili tutte queste cose. È sicuro dire che nessuna grande città avrebbe lo stesso aspetto senza acciaio.
Una delle ragioni di Bessemer per lo sviluppo di un processo di produzione di acciaio migliorato era la necessità di più armi da parte delle truppe britanniche durante la guerra di Crimea. Tra i primi prodotti che ha fatto con il suo nuovo acciaio erano pistole, insieme a binari ferroviari., Le armi sono, naturalmente, direttamente utili dai militari e, consentendo una più rapida mobilitazione delle truppe, la ferrovia ha contribuito a rivoluzionare la guerra. Durante la guerra civile americana la superiorità del sistema ferroviario del Nord combinato con la forza industriale del Nord ha aiutato gli stati del nord vincere la guerra.
Altri usi a cui l’acciaio è stato rapidamente messo erano armature per veicoli, barili di pistola più forti per pezzi di artiglieria, veicoli a motore, navi navali, motori e turbine, e, più tardi, carri armati e parti di aerei. Come in tante altre aree, è difficile concepire la guerra moderna senza l’acciaio.,
Sebbene l’acciaio venga soppiantato in alcune aree da polimeri, ceramiche, compositi e altri materiali, svolge ancora un ruolo vitale nella società moderna. Mentre alcune automobili ora sono fatte con i pannelli del corpo del polimero, per esempio, l’acciaio è usato per le superfici orizzontali e per il rinforzo all’interno delle porte a causa della sua forza e capacità superiori proteggere i passeggeri durante un incidente. Il computer e la tastiera su cui vengono digitate queste parole sono composti in gran parte di plastica, silicio e rame, ma la catena di montaggio su cui sono state fabbricate è realizzata in acciaio., L’acciaio può, ad un certo punto nel tempo, essere sostituito con altri materiali, ma che il tempo non è probabile che sia nel prossimo futuro. Nel frattempo, non c’è dubbio che il mondo in cui viviamo sarebbe profondamente diverso senza la disponibilità di acciaio economico e di alta qualità.
P. ANDREW KARAM
Ulteriori letture
Diamond, Jared. Armi, germi e acciaio: il destino delle società umane. New York: W. W. Norton and Company, 1999.
Istituto dei Materiali. Sir Henry Bessemer, F. R. S.: Un’autobiografia. Ashgate Publishers, 1989.
Kent, Zachary., Andrew Carnegie: Re d’acciaio e amico di biblioteche. Home Page-Comune di Roma, 1999.