影響世界曆史進程的科學發明

§12轉爐煉鋼技術的成熟

§12轉爐煉鋼技術的成熟(1/3)

世界上,在1740年坩堝製鋼法發明之前,最先進的製鋼技術,是算中國古代創造的“灌鋼”冶煉法。灌鋼法是我國古代煉鋼技術上的卓越成就。它的發明和推廣,對於增加鋼的產量,改善兵器、農具和手工工具的質量,都有著重大的意義。因此, 隋唐時期,這種方法受到了冶煉家的垂青;而到宋朝,則流行於全國,並有所創新和完善,成為當時的主要煉鋼方法。

公元前 15世紀,在亞美尼亞有一種叫做“滲碳法”的煉鋼技術。其方法是把熟鐵反複加熱錘打,使碳素滲入熟鐵表麵。這種原始的煉鋼辦法一直被人們應用到 18世紀。這種古老的煉鋼技術,曾經製造出鋒利驚人的名劍寶刀。但由於這種“千錘百煉”的辦法太費功夫,煉出來的鋼鐵數量有限,難以滿足產業發展對大量鋼鐵的需要。

1740年,英國的哈爾曼在印度古老的“坩鍋”煉鋼法的基礎上,發明了一套現代的煉鋼技術。他把銑鐵、碎玻璃和木炭盛在坩鍋裏,放在反射爐裏從上加熱,這樣,銑鐵就可以熔化成鋼而沉在坩鍋底部,然後把它倒入模型裏,冷後用來製造工具或武器。但這種煉鋼法的產量仍然太小,一次最多隻能煉幾十公斤鋼。而真正發明現代煉鋼技術的是英國人貝塞麥。貝塞麥生於英國的查爾頓,他的父親是法國人,一生

從事發明研究。貝塞麥在父親的影響下,從小就喜歡搞發明。他在 18歲時就因發明了郵票印刷機而聞名於世。

克裏米亞戰爭爆發, 1854年,英、法、土聯軍在近東和俄國展開了一場激戰,貝塞麥在此期間發明了來複線,使大炮射程更遠,打得更準。但由於當時製造大炮的鋼鐵質量低劣,致使發射中常因炮管破裂而影響發射。

當時高質量的鋼材正是英國軍事需求,貝塞麥按照英國軍事當局的指令,要研製堅固耐用的大炮,而解決這一問題的關鍵是煉出高質量的鋼。為解決這一難題,他開始鑽研冶金技術。他查遍了所有圖書館有關冶金技術方麵的大量資料,考察了英格蘭的煉鐵廠,並創建了冶煉實驗工廠。

有一天貝塞麥正在實驗工廠煉鐵,他用鼓風箱往坩鍋裏吹風,偶然發現一塊鐵片粘在坩鍋邊上。當他取下這塊鐵片細看時,發現這是一塊煉成了的鋼。貝塞麥十分興奮,決心揭開鐵片變鋼的奧秘。經過多次試驗研究,終於弄清了原因:由於吹進了氧氣,才使生鐵中的碳大多被氧化而變成了鋼。於是,他設計了一個從坩鍋底部吹進大量氧氣的方法。這樣,一種新式轉爐誕生了。

這種轉爐是一個罐形裝置,架在轉體上可以側傾裝料和卸鋼。鐵水倒入轉爐,同時加入其他物料以清除雜質,然後強烈

的熱風通過爐底吹入。空氣中的氧首先與鐵生成氧化亞鐵,氧化亞鐵再把生鐵中的錳矽等雜質氧化除去,再與生鐵中的碳化合,生成二氧化碳從上邊排出。

1855年 7月的一天,貝塞麥用一根陶土製成的管往坩鍋的鐵水進行吹風試驗時,突然從坩鍋口飛出雨點般的火花,一刻鍾之後,火花不見了,而火焰則由紅變白,再變弱,最後完全消失了。貝塞麥迅速取出樣品進行化驗分析,證實煉出來的確實是純鋼。以往要用幾個星期才能煉成的鋼,貝塞麥隻用了十幾分鍾就完成了。1855年 8月,貝塞麥在英國公開發表了他隻用 15分鍾煉成純鋼的新技術。

貝塞麥發明的轉爐隻需十幾分鍾就可以煉出 10噸以上的鋼,這樣能為建築材料、機床及槍炮等大型武器的製造提供足夠的原料。轉爐煉鋼法出現後,人們對它的改進仍在繼續進行。1877年,英國人托馬斯用堿性耐火材料給轉爐加上了堿性內襯,使過去容易被磷腐蝕的轉爐性能得到大幅度提高。

第二次世界大戰後,1952年,奧地利的林茨公司和德納威茨公司合作,研究出了氧氣頂吹轉爐煉鋼法。這種轉爐是從上部用高速噴嘴向爐裏吹氧氣,而不是從底部吹氧氣,這樣就擴大了爐子的容量,也提高了產品質量。目前現代化鋼廠大都使用這種轉爐。

(本章完)