贝塞麦转炉炼钢
转炉是现代炼钢中最重要的设备之一,其炉体两侧有一水平轴。在生产操作中,炉体通过机械倾斜装置绕水平轴旋转。根据这一特点,人们称之为转换器。最早的转炉是英国发明家亨利·贝塞麦发明的,由于军备和战争的需要,直接导致他找到了新的炼钢方法。1854年底,当贝塞麦研制的新型炮弹在阿萨·斯诺靶场进行测试时,军官们很担心:生铁制成的老枪能否承受炮弹的爆炸力,贝塞麦回忆说:“这是一个火花,让他考虑寻找一种新的炼钢方法。”当时随着工业革命的胜利,工场手工业转向机器工业。机器的发明和广泛使用使钢成为最基本的工业材料。以前的炼钢方法不能满足工业和技术发展的迫切需要。第一个发现新的炼钢方法的人是美国的威廉·凯利。20世纪40年代末,他发现提炼生铁时,加入较少的木炭,向炉内吹入较多的空气,可以提高炉内温度。这种方法不仅节省木炭,还可以把铁炼成钢。1851年,凯利建造了一座新的炼钢炉,但他对此严格保密,秘而不宣,这使贝塞麦成为第一个宣布转炉炼钢法的发明家。
1855年,贝塞麦设计了一座高约1.22米的熔炉,是一种固定的立式容器,下部有六个风口,可加入约350公斤熔融生铁。在实验过程中,人们对此表示了极大的怀疑。就连参加实验的工匠也警告他,吹不含焦炭的空气会使炉内的铁水凝固。然而,从炉底吹气后,情况出乎意料。首先铁水中的锰和硅被氧化成棕烟,在此过程中铁水中的碳也被氧化成二氧化碳。炉温从铁水倒入炉内时的135℃上升到1600℃左右,反应非常激烈,像火山爆发一样。整个过程大约需要30分钟,不需要任何燃料就可以冶炼一炉钢。然后,他把炼钢炉从固定结构改为一侧,使钢水易于倒出。这样炼钢炉就变成了可转的炉,也就是转炉。1857贝塞麦获得了这项发明的专利。