Oversikt
I 1856, Henry Bessemer (1813-1898) utviklet en ny metode for fremstilling av stål. Bessemer-prosessen gjorde det mulig å produsere store mengder av høykvalitets stål for første gang. Dette, i sin tur, forutsatt stål ved relativt lave kostnader til ulike bransjer. Ved å revolusjonere stål industrien, Bessemer-prosessen bidro til å anspore på den Industrielle Revolusjon., I løpet av noen få tiår, støperier var å gjøre jernbanen spor, bridge dragere, lokomotiver, pansringen, og andre stål-baserte produkter.
Bakgrunn
Strykejern har vært kjent mann for flere tusen år; den tidligste strykejern redskaper som er funnet så langt er fra Egypt og ble laget for ca 3000 b.c.. Imidlertid, strykejern er et relativt mykt og sprøtt metall på sin egen. Av rundt 1000 b.c. Grekerne hadde oppdaget at oppvarming strykejern ville bidra til å stivne det, men det var fortsatt sprø og ikke veldig nyttig for alle oppgaver som krever styrke., Andre kulturer oppvarmet malm og trekull sammen, noe som gjør det vi nå kaller smijern.
i Løpet av det fjortende århundre, råjern ble utviklet. Råjern er laget av oppvarming ironbars, kull, koks, og kalkstein sammen i et bål eller ovn. Første malm er dekket med thecoke og kalkstein, og varmes opp til en uke, slik at karbon for å spre i overflaten av jern. Deretter metallet er hamret og kastet seg for å blande karbon hele strykejern, på samme måte som elting brød distribuerer gjær gjennom hele deigen., Dessverre, denne prosessen var det tid – og arbeidskrevende og produsert stål av varierende kvalitet.
Klimaanlegg disse ingrediensene sammen i en smeltedigel var neste innovasjon. Ved å tillate en viss grad av blanding under oppvarming, denne prosessen produseres en mer ensartet kvalitet av stål, selv om det fortsatt er i begrensede mengder. Selv så, denne metoden tillot en by i England for å øke sin stål produksjon fra ca 200 tonn årlig over 20 000 tonn per år innen et århundre.
neste gjennombruddet kom i 1856 da Henry Bessemer utviklet prosessen for steelmaking oppkalt etter ham., Faktisk, er ukjent for Bessemer, denne metoden for å gjøre stålet ble utviklet nesten samtidig med den Amerikanske William Kelly (1811-1888). Imidlertid, Bessemer arkivert hans United States patent søknad først, og har fått mesteparten av æren. I Bessemer-prosessen, air er kontinuerlig tvunget gjennom stål, mens det er inneholdt i smeltedigelen. Denne brent karbon er til stede i stål, heve temperaturen, og å fjerne mange av de urenheter som ellers ville svekke kvaliteten og styrken av den endelige metall., I tillegg Bessemer er omformere (nå også kalt masovnene på grunn av store mengder luft som er sprengt gjennom smeltet stål) kjørte kontinuerlig snarere enn i grupper som tilfellet var med smeltedigel stål. Dette produseres større mengder av stål, en annen forbedring. I denne prosessen, noen karbon forblir i stål, bidrar til å gjøre stål både sterkere og mer fleksibel enn den opprinnelige jern.
Bessemer-prosessen har vist seg å være nesten like holdbare som stål som den produserer. Etter nesten 150 år, er det fortsatt den primære metoden for stål produksjon i verden., Andre produksjonsprosesser er brukt, men det meste for bestemte typer stål krever ulike egenskaper. I tillegg, selv om stål i dag er det samme som i 1860-årene, en rekke spesialitet stål har blitt utviklet. Noen eksempler på disse er i rustfritt stål, verktøystål, fjærstål, og spesielle legeringer som brukes i ekstreme miljøer (for eksempel jet motorer, atomreaktorer, inne i menneskekroppen, og så videre).
Innvirkning
virkningen av tilgjengeligheten av rimelig, høy kvalitet stål kan knapt overdrives., Det nittende århundre i Europa var det tid for den Industrielle Revolusjon. Utviklingen av dampmaskinen til en nyttig enhet, utvikling av jernbanen, og den interne forbrenningsmotoren alt skjedde i løpet av dette århundre. Disse enhetene ble gjort mer effektiv ved Bessemer er stål. Og denne nye stål også gjort andre innovasjoner mulig. Betydningen av Bessemer er stål ble snart tydelig i områder av industri og handel, byggeteknikk, og det militære.
Industrien var den første og mest åpenbare begunstiget av nytt stål., Stål produksjon i Storbritannia økte fra om lag 50 000 tonn til over 1,3 millioner tonn årlig i bare 25 år. På samme tid, prisen på denne stål falt til halvparten av sitt tidligere nivå. Mye av denne ekstra stål gikk til industrien. Noen av stål ble brukt til infrastruktur, for å lage maskiner som gjorde varer som ble sendt til markedet. Ved hjelp av stål i stedet for jern, tre eller andre materialer bidratt til å øke levetiden for produksjon enheter, for til slutt å gjøre produksjonen mer effektiv., I tillegg, jo større styrke av stål gjort noen enheter som rett og slett ikke kunne være bygget før. Stål blad eller kutte overflater bidro til å gjøre sager vare lenger, redusere kostnadene ved produksjon av trevarer, mens stål verktøy og deler bidro til å gjøre det mulig med høy hastighet dreiebenker. Også, industri kan bruke stål i produkter som er laget for forbrukerne. Stål var vanskeligere enn strykejern, rimeligere enn smijern, og mer holdbar enn tre, stein eller glass. Mens ikke det perfekte materialet for alle bruker, sin allsidighet, var imponerende.,
Alle disse egenskapene gjør stål en viktig del av enhver nasjonal økonomi. Tilgjengeligheten av slitesterkt og relativt billig stål produkter til forbrukere oppfordrer til å kjøpe, og dermed drivstoff tilførsel og etterspørsel markedsøkonomi. Høy kvalitet, lave kostnader produsert varer som kan eksporteres, bringe utenlandsk valuta i et land. Stål er en av hjørnesteinene i et sunt industriell økonomi og stål planter er blant de første store kjøp gjort av utviklingsland som de blir industrialisert., Det er også verdt å merke seg at i 1990-årene alene, en rekke av handelstvister kretset rundt påstandene om «dumping» stål i utenlandske markeder til kunstig lave priser for å få økonomisk fordel eller, i noen tilfeller, for å prøve å skade en annen nasjons stål industrien. At slike practicesoccur er enda en indikasjon på den økonomiske betydningen av stål til land.
Stål var også viktig i å gjøre mange industrielle empires. I Usa, Andrew Carnegie gjorde sin formue på å selge stål til å utvikle landet., Stål fra Carnegie ‘ s ovner gikk i tog reiser til det Amerikanske grensen, er det bygget skinnene dei reid på, og våpen passasjerene gjennomført. I Tyskland, den industrielle riket av Krupp familie ble bygget, i en del, på stål og stålprodukter. Best kjent for å levere våpen til Nazi-Tyskland, Krupp også bygget oppdrett utstyr og kjøretøy i mange år før de ble delt opp av de Allierte etter andre Verdenskrig.
Stål har også hatt stor innvirkning på byggeteknikk og arkitektur., Uten steel det ville være ingen skyskrapere, ingen hengebruer, ingen jernbaner, ingen av armert betong, og ingen moderne motorveier. Styrke og relativ letthet av stål har gjort alle disse ting mulig. Det er trygt å si at det ikke er store byen ville se det samme uten stål.
En av Bessemer grunner for å utvikle en forbedret stål produksjonsprosessen var behovet for mer våpen av Britiske tropper under Krim-Krigen. Blant de første produktene han gjorde med sin nye stål var våpen, sammen med jernbane spor., Våpen er, selvfølgelig, direkte nyttig ved de militære og, ved å tillate mer rask tropp mobilisering, jernbanen bidro til å revolusjonere krigføring. Under den Amerikanske borgerkrigen overlegenhet av Nord-rail-systemet kombinert med Nord-industriell styrke hjalp de nordlige statene vinne krigen.
Andre bruker som stål ble raskt satt var rustning for kjøretøy, sterkere pistolen fat for artilleriskyts, motorvogner, marinens skip, motorer og turbiner, og, senere, tanker og deler av fly. Som på så mange andre områder, er det vanskelig å tenke seg at moderne krigføring uten stål.,
Selv om stål er å bli fortrengt i noen områder av polymerer, keramer, kompositter, og andre materialer, er det fortsatt spiller en viktig rolle i det moderne samfunn. Mens noen biler er nå laget med polymer kroppen paneler, for eksempel, stål brukes for horisontale flater og for forsterkning innenfor dørene på grunn av sin overlegne styrke og evne til å beskytte passasjerene ved en ulykke. Datamaskinen og tastatur som disse ordene er skrevet består stort sett av plast, silikon og kobber, men forsamlingen linje som de ble produsert er laget med stål., Stål mai, på et tidspunkt i tid, byttes ut med andre materialer, men den tiden er ikke sannsynlig å være i nær fremtid. I mellomtiden, kan det ikke være tvil om at den verden vi lever i vil bli svært annerledes uten tilgjengeligheten av billig og høy kvalitet stål.
ANDREW P. KARAM
Mer å Lese
Diamond, Jared. Guns, Germs og Stål: Skjebnen av Menneskelige Samfunn. New York: W. W. Norton og Company, 1999.
Institutt for Materialer. Sir Henry Bessemer, F. R. S.: En Selvbiografi. Ashgate Forlag, 1989.
Kent, Zachary., Andrew Carnegie: Stål Konge og Venn til Bibliotekene. Enslow Publishers, Inc. I 1999.