Hvordan Bessemer-processen ændrede stålproduktionens verden

Bessemer-processen er en stålfremstillingsteknik opfundet i den industrielle tidsalder. Skyskrabere, broer og kolossale maskiner blev alle mulige takket være styrken og alsidigheden af ​​stål fremstillet ved denne teknik. Selv de skinner, der forbandt nationer og lettede transportrevolutionen, skylder deres eksistens denne innovative teknik.

Selvom der har været mange fremskridt siden fremkomsten af ​​stålfremstilling, udløste Bessemer-processen en bølge af industrialisering, der fortsætter med at påvirke vores liv.

1. Hvad var Bessemer-processen?
2. Hvem opfandt Bessemer-processen?
3. Sådan fungerede Bessemer-processen
4. Stålproduktion og den industrielle revolution

Hvad var Bessemer-processen?

Bessemer-processen var en stålfremstillingsmetode udviklet af Sir Henry Bessemer i 1850'erne, der revolutionerede produktionen af ​​stål. Metoden gik ud på, at stålproducenter opvarmede råjern i en ovn for at nå en bestemt temperatur. Når det brændende jern blev smeltet, blev det overført til Bessemer-konverteren, som var som en brændende slagmark, hvor smeltet jern forvandledes.

Konverteringsprocessen var hurtig og tog typisk omkring 20 minutter. Det resulterende stål havde et lavt kulstofindhold, hvilket gør det velegnet til fremstilling af jernbaneskinner, broer og maskineri.

Mens Bessemer-processen spillede en afgørende rolle i fortiden, er den blevet erstattet af mere avancerede og effektive teknikker til fremstilling af stål. I dag anvender stålindustrien nyere metoder som den grundlæggende oxygenovn og lysbueovn, som giver bedre kontrol og fleksibilitet ved fremstilling af forskellige typer stål.

Hvem opfandt Bessemer-processen?

I 1856 opfandt Sir Henry Bessemer, en dygtig opfinder og ingeniør, Bessemer-processen. Efter at have fået erfaring fra arbejdet med den åbne ildproces - som involverede opvarmning af en blanding af jern og stålskrot i en åben ildovn - kom ingeniøren på ideen til en ny og forbedret stålfremstillingsteknik.

Men han var ikke den eneste, der forsøgte at fremme stålproduktionen i den tid. En anden bemærkelsesværdig figur i denne forfølgelse var William Kelly, en amerikansk jernmester. Kelly opdagede uafhængigt en lignende proces, der involverede at blæse ilt gennem smeltet jern for at fjerne urenheder.

Der var dog forskelle mellem Kellys og Bessemers tilgange. Kellys metode brugte en vippekonverter, mens Bessemer introducerede en stationær omformer. Derudover involverede Bessemers proces at blæse luft direkte ind i det smeltede jern, mens Kellys proces brugte et foreløbigt opvarmningstrin, før det blæste ilt. På trods af disse afvigelser var det Kellys arbejde, der lagde grunden til yderligere fremskridt og fungerede som en inspirationskilde for Bessemer.

Bessemer byggede på Kellys opdagelser og gjorde betydelige fremskridt med at perfektionere stålfremstillingsprocessen. Hans mest bemærkelsesværdige opfindelse var Bessemer-konverteren, en afgørende komponent i hans metode. Ved at blæse ilt gennem smeltet råjern i konverteren fjernede Bessemer urenheder og var i stand til at omdanne smedejern til stål af høj kvalitet. Han introducerede også innovative teknikker til at kontrollere luftstrøm og temperatur, hvilket gør storstilet stålproduktion mere effektiv og praktisk.

Og sidst, men ikke mindst, foreslog den dygtige metallurg Robert Mushet tilføjelse af spejljern, en jernlegering, til konverteren. Denne tilføjelse forbedrede kvaliteten og styrken af ​​det resulterende stål betydeligt, hvilket yderligere bidrog til effektiviteten af ​​Bessemer-processen.

Sådan fungerede Bessemer-processen

Et par afgørende trin bringer smeltet jern til live, og kulminerer i skabelsen af ​​højkvalitetsstål. Her er et kig på Bessemer-processen i aktion:

1. For det første opvarmer stålproducenten jernet i en ovn, indtil det når en smeltet tilstand, og omdanner det fra fast til flydende form. Den intense varme i ovnen får jernet til at smelte og forbereder det til de efterfølgende trin i Bessemer-processen.
2. Når jernet er smeltet, hældes det forsigtigt i en specialbeholder kendt som Bessemer-konverteren. Denne beholder er designet til at modstå de ekstreme temperaturer og tryk, der er involveret i processen.
3. Med det smeltede jern i konverteren blæses en kraftig luftblæsning gennem den. Denne luft igangsætter en kemisk reaktion, der afbrænder urenheder, såsom overskydende kulstof, der er til stede i jernet. Reaktionen frigiver intens varme, der hjælper med at fjerne urenheder og dannelsen af ​​stål.
4. Når urenhederne brænder, kombineres de og danner et lag af affaldsmateriale kaldet slagge. Denne slagge, der er mindre tæt end det smeltede jern, flyder ovenpå og fjernes senere fra overfladen. Adskillelsen af ​​slagger ligner den måde, flydende fedt stiger på og kan skummes fra overfladen af ​​en gryde med bønner eller suppe.
5. For at øge stålets styrke og kvalitet tilsættes ofte en lille mængde mangan til det smeltede jern. Mangan tjener flere formål, herunder at forbedre stålets overordnede kvalitet og hjælpe med at fjerne eventuel resterende ilt, der kan påvirke dets egenskaber negativt.

Stålproduktion og den industrielle revolution

Opfindelsen af ​​Bessemer-processen medførte betydelige ændringer i stålindustrien, hvilket revolutionerede stålproduktionen og dens indvirkning på forskellige sektorer:

• Etablering af stålværksindustrien :Efter at have opnået det første patent på sin teknik, arbejdede Bessemer med forskellige industrielle partnere og oprettede stålværker udstyret med Bessemer-konvertere til effektivt at fremstille stål. Disse møller er specielt designet til at implementere den nye proces i stor skala og effektivt producere stål. Den vellykkede drift af disse møller bidrog til den udbredte anvendelse af hans stålfremstillingsteknik.
• Effektivitet og omkostningsreduktion :Bessemer-processen øgede dramatisk effektiviteten af ​​stålproduktionen, hvilket reducerede både tid og omkostninger. Det eliminerede den arbejdskrævende manuelle fjernelse af urenheder fra opvarmet jernmalm, strømlinede processen og gjorde den mere økonomisk rentabel.
• Fremskridt inden for byggeri :Tilgængeligheden af ​​stål til en overkommelig pris ændrede byggebranchen. Sammenlignet med jern var Bessemer-stål stærkere og mere holdbart, hvilket gør det ideelt til at bygge broer, jernbaner og skyskrabere. Dette fremskridt gjorde det muligt at bygge større, højere og mere modstandsdygtige strukturer, der formede det moderne bylandskab.
• Vækst i produktion :Masseproduktionen af ​​stål gav næring til væksten i fremstillingssektoren. Stål blev et vigtigt materiale til produktion af maskiner, værktøj og forbrugsvarer. Industrierne blomstrede, da tilgængeligheden af ​​stål lettede øget produktivitet og udvidede produktionskapaciteter.
• Økonomisk udvikling :Tilgængeligheden af ​​omkostningseffektivt stål spillede en afgørende rolle i den økonomiske udvikling. Dens udbredte brug i byggeri og fremstilling drev industriel ekspansion, teknologisk innovation og urbanisering. Stål lagde grundlaget for udviklingen af ​​transportsystemer, hvilket muliggjorde effektiv handel og forbinder regioner i større skala.

Denne artikel blev oprettet i forbindelse med AI-teknologi, og derefter faktatjekket og redigeret af en HowStuffWorks-redaktør.