Бессемер генри

Алан-э-Дейл       10.09.2022 г.

Ранние изобретения

Изобретение, от которого Генри Бессемер нажил состояние, было серией шести приведенных в действие паром машин для того, чтобы сделать брокат, используемый в изготовлении золотой краски. Поскольку он имеет отношение в своей автобиографии, он исследовал брокат, сделанный в Нюрнберге, который был единственным местом, где это было сделано в то время. Он тогда скопировал и улучшил продукт и сделал его способным к тому, чтобы быть сделанным на простой поточной линии. Это был ранний пример обратного проектирования, где продукт проанализирован, и затем воссоздал. Процесс держался в секрете с только членами его ближайших родственников, имеющих доступ к фабрике. Это была широко используемая альтернатива патенту, и такие коммерческие тайны все еще используются сегодня. Нюрнбергский порошок, который был сделан вручную, продал в розницу в Лондоне за 5£ 12 с за фунт, и он в конечном счете снизил цену до половины короны, или о 1/40-м.

Прибыль от продажи краски позволила ему преследовать свои другие изобретения.

Бессемер запатентовал метод для того, чтобы сделать непрерывную ленту зеркального стекла в 1848, но это не было коммерчески успешно (см. его автобиографию, главу 8). Он приобрел опыт в проектировании печей, который должен был иметь большое применение для его нового сталелитейного процесса.

Кислородный конвертор

Кислородно-конвертерный процесс это процесс выплавки стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом через водоохлаждаемую фурму. В России используют в основном конвертеры с подачей кислорода сверху. Кислородный конвертор представляет собой сосуд грушевидной формы из стального листа, футерованный основным кирпичом (рисунок 21). Вместимость конвертера 50-350 тонн. В процессе работы конвертер может поворачиваться на цапфах вокруг горизонтальной оси на 360 градусов для завалки металлолома, заливки чугуна, слива стали и шлака. 

Шихтовыми материалами кислородно-конвертерного процесса являются:

  • жидкий передельный чугун;
  • металлолом;
  • шлакообразующие (известь, полевой шпат, железная руда, бокситы).

Перед плавкой конвертер наклоняют, загружают через горловину металло-лом (скрап) и заливают чугун при температуре 1250 – 1400 °C (рисунок 21а). После этого конвертер поворачивают в вертикальное положение (рисунок 21б), вводят водоохлаждаемую фурму и через нее подают кислород. Одновременно с началом продувки в конвертер загружают известь, бокситы, железную руду для образования жидкоподвижного шлака. Кислород проникает в металл, вызывает его циркуляцию и перемешивание со шлаком.

В зоне контакта кислородной струи с чугуном интенсивно окисляется же-лезо, так как концентрация его выше, чем примесей. Образующийся оксид же-леза растворяется в шлаке и металле, обогащая металл кислородом. Растворенный в металле кислород, окисляет кремний, марганец, углерод и содержание их в металле понижается. При этом происходит разогрев ванны металла теплотой, выделяющийся при окислении примесей. Благодаря присутствию шлаков с большим содержанием CaO и FeO про-исходит удаление из металла фосфора в начале продувки ванны кислородом, когда температура ее еще не высока. В чугунах, перерабатываемых в кислородных конвертерах, не должно быть более 0,15%P. При повышенном содержании фосфора для его удаления необходимо сливать шлак и наводить новый. Удаление серы из металла в шлак проходит в течении всей плавки. Однако для передела в сталь в кислородных конвертерах применяют чугун с содержа-нием до 0,07%S. 

Подачу кислорода заканчивают, когда содержание углерода в металле соответствует заданному. После этого конвертер наклоняют, выпуская сталь в ковш через летку (рисунок 21в) и одновременно вводят в ковш раскислители и легирующие добавки. В ковш сливают также небольшое количество шлака, ко-торый предохраняет металл в ковше от быстрого охлаждения. Оставшейся шлак сливают через горловину в шлаковую чашу.Общая длительность плавки в конвертерах емкостью 50 – 350 тонн соста-вляет 30 – 50 минут. Конвертерный процесс с донной продувкой кислородом. Конвертеры для донной кислородной продувки имеют отъёмное днище, а в остальном схожи с конвертерами, применяемыми при верхней продувке кислородом. Емкость этих конвертеров составляет 30 – 250 тонн.

В зависимости от емкости в днище устанавливают определенное количество фурм. Каждая фурма состоит из двух концентрически расположенных труб. По средней трубе подают кислород, а внешняя труба образует кольцевой зазор, через который подается защитная среда, состоящая из газообразных или жидких углеводородов. При донной продувке у фурм в результате окисления здесь примесей чугуна образуются зоны высоких температур и футеровка днища по этой причине разрушается в течение нескольких минут. Образующаяся кольцевая оболочка предотвращает контакт кислорода с чугуном у фурм, перемещая зону интенсивного окисления примесей чугуна и тепловыделения от фурм в объем ванны. Кроме того, при контакте с жидким металлом углеводороды разлагаются, что сопровождается поглощением тепла и обеспечивает охлаждение околофурменной зоны.

Динамит

Альфред Нобель был учеником прославленного французского химика Теофила-Жюля Пелоуза, который впервые синтезировал нитроглицерин в 1847 году со своим итальянским учеником Асканио Собреро в Туринском университете. Нитроглицерин был первым практическим взрывчатым веществом, которое было сильнее черного порошка (пороха), изобретенного китайцами в 9-м веке. Но у него был серьезный недостаток. Нитроглицерин был очень изменчив и непрактичен для любого коммерческого использования. Нобель, однако, остался очарован этим веществом. Он экспериментировал с различными комбинациями нитроглицерина и пороха. Он придумал решение, как безопасно детонировать нитроглицерин, изобретя детонатор или взрывную крышку, которая позволяла запускать управляемый взрыв на расстоянии, но проблема волатильности все еще делала его бесполезным. Наконец, используя природные осадочные породы и окаменелые водоросли, которые он привез из реки Эльбы возле своего завода в Гамбурге, Нобелю удалось стабилизировать нитроглицерин в переносное взрывчатое вещество. Нобель получен патент в 1867 году. Динамит взрывал глубоко и быстро, и, таким образом, неэкономичные депозиты стали рентабельными. Извлечение тонн меди, угля и железной руды увеличилось в сто раз. Это в свою очередь ускорило создание автомобильных и железных дорог.

Динамит

Технология

Бессемерование – процесс плавки чугуна, который позволяет получить сталь относительно высокого качества. Следует отметить, что подобная технология на сегодняшний день применяется крайне редко. Это связано с появлением довольно большого количества современных технологий, которые позволяют получить более качественную сталь за меньшие сроки.

Весь бессемеровский процесс производства стали можно разделить на несколько основных этапов:

  1. Выполняется заливка чугуна в конвертор через горловину. Важным моментом назовем то, что в подобном положении устройство должно находится в горизонтальном положении, так как есть вероятность заливки сопла металлом. Сопла необходимы для того, чтобы продувать шихту. Именно окисление примесей и их вывод в качестве шлаков позволяет получать сталь повышенного качества.
  2. Следующий этап заключается в пуске дутья и переворачивании конвертора в вертикальное положение.
  3. Для того чтобы обеспечить окисление вредных примесей и излишков углерода проводится продувка металла воздухом. На данном этапе происходит образование шлака, с которым и уходят ненужные химические вещества.
  4. После достаточно длительного периода продувки конвертор снова переворачивается в горизонтальное положение, прекращается продувка расплавленного металла.
  5. Выполняется слив расплавленного металла в ковш и его раскисление путем добавления специальных веществ.

На момент начала продувки состава происходит активное окисление марганца и кремния. На первоначальной стадии углерод практически не окисляется. Это связано с тем, что данный компонент реагирует исключительно на воздействие высоких температур. Кроме этого, на процесс окисления примесей оказывает влияние термодинамические факторы, которые определяют активность переноса кислорода к местам протекания бессемеровского процесса.

Рассматривая данную технологию отметим нижеприведенные моменты:

  1. На первом этапе происходит образование большого количества различных шлаков, который в составе имеет высокую концентрацию кремнезема. Временной интервал протекания первого этапа составляет 2-5 минут.
  2. На втором этапе бессемеровского процесса производства обеспечиваются наиболее благоприятные условия для окисления углерода. Примером можно назвать повышение рабочей температуры примерно до 2000 градусов Цельсия. Протяженность данного этапа составляет примерной 13 минут. В конце этого этапа температура понижается примерно до отметки 1600 градусов Цельсия.
  3. Добиться высокого качества стали можно различными методами бессемерования. Все зависит от особенностей состава применяемого лома, концентрации крема в составе.
  4. Для того чтобы исключить вероятность возникновения процесса передувки металла активная подача воздуха прекращается уже на втором этапе.
  5. Только на третьем этапе можно отметить активное окисление железа, что становится причиной выделения бурого дыма. Данный этап начинается на тот момент, когда концентрация углерода меньше 0,1%.

Как ранее было отмечено, бессемеровский метод изготовления стали получил большое распространение по причине высокой производительности. В литейных цехах довольно часто устанавливается оборудование, которое имеет садку около 35 тонн.

Бессемеровский метод выплавки стали

Сегодня бессемеровский метод производства стали практически не применяется, что связано с низким качеством получаемого металла и его достаточно высокой стоимостью.

История


Винтажная фотография Даунтауна Бессемера (Софи-стрит)

В 1880 году охотник и зверолов Ричард Лэнгфорд обнаружил железную руду под перевернутой березой. Однако капитану Н. Д. Муру приписывают раскрытие руды, которая привела к развитию собственности Колби. Добыча началась в 1883 году. К 1884 году Берег озера Милуоки и Западная железная дорога (позже Чикаго и Северо-Западная) строились от Антиго, штат Висконсин, до Эшленда, штат Висконсин, через новые шахты. Железнодорожная компания основала город Бессемер в 1884 году. 4 июня 1886 года графство Гогебич было отделено от графства Онтонагон . В марте 1887 года 360 голосующих членов собрались и проголосовали за организацию деревни Бессемер. В том же году округ Гогебич был официально создан Законодательным собранием Мичигана. Также в том же году Бессемер и Айронвуд созвали выборы, чтобы увидеть, какой город будет центром округа, а также иметь здание суда округа Гогебич . Люди Айронвуда, направлявшиеся в Бессемер для голосования, были напоены алкоголем, и поезд не останавливался на месте голосования. Айронвуд проиграл, а Бессемер получил столицу графства. С 1884 года по 31 декабря 1958 года, в течение семидесяти пяти лет, отгрузка железной руды со всего округа Гогебич составила более 245 миллионов тонн. В 1966 году закрылась последняя шахта в Бессемере, шахта Петерсона. Многие покинули этот район, чтобы работать на автозаводах в Кеноша, и местная экономика пережила серьезный спад.

Бессемер назван в честь сэра Генри Бессемера (1813-1898), английского изобретателя производства стали .

Отец: Энтони Бессемер

Отец Бессемера, Энтони , родился в Лондоне в семье гугенотов, но переехал в Париж, когда ему был 21 год. Он был изобретателем, который, работая в Парижском монетном дворе, создал машину для изготовления медальонов, которая могла бы производить стальные штампы из более крупной модели. Он стал членом Французской академии наук за свои усовершенствования в оптическом микроскопе, когда ему было 26 лет. Он был вынужден покинуть Париж из-за Французской революции и вернулся в Великобританию. Там он изобрел процесс изготовления золотых цепочек, который оказался успешным и позволил ему купить небольшое поместье в деревне Чарльтон , недалеко от Хитчина в Хартфордшире , где родился Генри. По словам Бессемера, он получил свое имя от крестного отца Генри Каслона, который нанял его отца в качестве штамповщика .

Бессемеровский конвертер

Распространение этой технологии в 20 веке было очень обширным. Она применялась в странах Америки и Европы. Объем выплавки на тот момент составлял примерно 12,5 миллионов тонн стали. Разработанная технология была настолько удачной, что ее на протяжении многих лет оставляли практически неизменной.

Конструкция конвертера бессемера обладает весьма большим количеством особенностей:

  1. Устройство представлено корпусом и днищем, а также воздушной коробкой.
  2. Корпус устанавливается на металлический пояс, который перераспределяет нагрузку.
  3. Днище имеет сопла, через которые может подаваться воздух для обеспечения протекания процесса окисления.

Устанавливаемое оборудование имеет большие размеры и массу, что существенно усложняет установку и фиксацию. Для конвертора требуется надежный фундамент, который сможет выдерживать давление от устройства и шихты в нем. Кроме этого, возникает довольно много трудностей с нагревом среды до температуры выше 1500 градусов Цельсия.

Маленькое Эльдорадо Бессемера

В начале 1840-х годов Бессемер открыл для себя «маленькое Эльдорадо», которое упрочило его материальное положение, а в дальнейшее позволило финансировать работы по производству стали. Помог, как это часто случалось в жизни Бессемера, случай. Чтобы сделать по просьбе сестры надпись в её альбоме акварелей, Генри купил два пакетика золотого порошка и был неприятно удивлён его ценой. Сообразив, что она обусловлена ручным способом изготовления порошка, Бессемер взялся создать процесс, который позволил бы производить в больших количествах дешёвый золотой порошок.

Проанализировав существующий способ, при котором кусочки латуни расплющивались в тончайшие листочки, а затем вручную растирались с гуммиарабиком в ступке, Бессемер приступил к исследованиям (в том числе с применением микроскопа) и экспериментам, которые продолжались почти год.

Разработанная Бессемером машина расплющивала кусочки металла в валках, перетирала их, сортировала по крупности в потоке воздуха, а крупные частицы снова перетирала. Все работы велись в строжайшем секрете, детали будущей машины заказывались на разных заводах, а помещение для неё не имело окон и освещалось лишь верхним светом через отверстие в крыше. Бессемер максимально механизировал все операции так, что для производства было достаточно трёх человек – братьев жены изобретателя.

Задача получения различных оттенков порошка решалась подбором состава медных сплавов, в чём Бессемер имел большой опыт. В своей автобиографии он писал, что на своём веку переплавил не один мешок русских медных копеек. Для этих целей рядом с фабрикой, на Бакстер-стрит была устроена металлургическая мастерская.

Около 20 лет, пока в США не был разработан аналогичный способ, фабрика приносила семье Бессемера стабильный доход и позволяла самому Генри без проблем заниматься изобретательством. За время с 1843 по 1853 гг. он взял 27 патентов.

Силовой ткацкий станок

В 1784 году Эдмунд Картрайт посетил фабрику Ричарда Аркрайта, где производилось массовое прядение хлопка. Впечатленный масштабами производства, он пришел к выводу, что как только истечет срок действия патента Аркрайта на прядение, многие фабрики появятся повсюду и производство будет стремительно расти. Следующим очевидным шагом было бы плетение ткани в большом масштабе. Поскольку простое плетение требовало только трех движений, которые должны были следовать друг за другом по порядку, их было бы легко создать и повторить. В 1785 году Картрайт подал заявку на патент для своего силового станка, но машина нуждалась в улучшении. Два года спустя ткацкий станок был приведен в действие паром, и работа велась механически, но проблема сломанных нитей сохранялась. Силовые ткацкие станки стали чрезвычайно популярными в 1800-х годах с помощью нескольких настроек и нововведений. По оценкам, к 1850 году в Британии насчитывалось 250 000 ткацких станков, из которых почти 177 000 были в Ланкашире.

Ткацкий станок 1890-х годов

Бессемеровский конвертер

Бессемеровский процесс (кислая футеровка конвертора) разработан англи-чанином Г. Бессемером в 1856-1869гг. и позволяет перерабатывать чугун с низ-ким содержанием фосфора и серы и достаточным количеством кремния. Плавка в бессемеровском конвертере проводится следующим образом. В конвертер заливают бессемеровский чугун (0,7-1,25%Si; <0,06%P; <0,06%S) при температуре 1250 – 1300 °C и продувают его воздухом. За время продувки окисляются углерод, кремний и марганец чугуна и из образующихся оксидов формируется кислый шлак. После того, как углерод окислился до заданного со-держания, продувку заканчивают. Металл сливают через горловину в ковш, одновременно раскисляя его. Поскольку шлак кислый при плавке не удаляются сера и фосфор.

Технология[2]

Течение бессемеровского процесса определяется химическим составом и температурой жидкого чугуна (так называемый «бессемеровский чугун»).

Получившиеся при продувке чугуна нелетучие окислы входящих в его состав элементов (SiO2, MnO, FeO) совместно с компонентами разъедаемой футеровки образуют кислый шлак, содержащий при выплавке низкоуглеродистой стали до 65 % SiO2. Наличие кислого шлака не даёт возможность удалить из металла присутствующие в нём вредные примеси — в первую очередь фосфор и серу, чем бессемеровский процесс отличается от томасовского процесса. Поэтому чистота в отношении серы и фосфора является непременным требованием к бессемеровским чугунам, а следовательно, и к «бессемеровским» рудам (содержание фосфора в руде не более 0,025—0,030 %).

На нагрев балластного азота, являющегося при бессемеровском процессе основным компонентом дымовых газов, при средней их температуре 1450 °C расходуется около 110 ккал на 1 кг продуваемого чугуна. При полной замене воздуха кислородом кремний перестаёт играть ведущую роль в тепловом балансе бессемеровского процесса. Оказывается возможной продувка химически холодных чугунов, поскольку количество тепла дымовых газов снижается в этом случае примерно с 28 % до 8,5 %. При чисто кислородном дутье содержание в шихте лома, как показывают тепловые расчёты, может быть очень значительным (до 25 %).

Демография

Историческое население
Перепись Поп. % ±
1890 г. 2,566
1900 г. 3 911 52,4%
1910 г. 4,583 17,2%
1920 г. 5 482 19,6%
1930 г. 4 035 −26,4%
1940 г. 4 080 1,1%
3 509 -14,0%
3 304 −5,8%
1970 г. 2 805 -15,1%
1980 г. 2,553 -9,0%
1990 г. 2,272 -11,0%
2000 г. 2 148 −5,5%
2010 г. 1 905 -11,3%
Стандартное восточное время. 2019 г. 1,707 -10,4%
Десятилетняя перепись населения США

По состоянию на 2000 год средний доход семьи в городе составлял 27 639 долларов, а средний доход семьи — 36 739 долларов. У мужчин средний доход составлял 28 958 долларов по сравнению с 21 708 долларами для женщин. Доход на душу населения в городе составлял 17 499 долларов. Около 8,6% семей и 12,1% населения были ниже черты бедности , в том числе 17,0% из них моложе 18 лет и 7,9% тех, кто в возрасте 65 лет и старше.

Перепись 2010 г.

По данным переписи 2010 года насчитывалось 1 905 человек, 888 домашних хозяйств и 511 семей, проживающих в городе. Плотность населения была 348,3 человек на квадратную милю (134,5 / км 2 ). Было 1140 единиц жилья при средней плотности 208,4 за квадратную милю (80,5 / км 2 ). Расовый состав города был белым , афроамериканцем на 0,5% на 96,4% , коренным американцем на 0,9% , азиатом на 0,3%, 0,3% представителем других гонок и 1,6% представителем двух или больше гонок. Латиноамериканцы или латиноамериканцы любой расы составляли 0,7% населения.

Было 888 семей, из которых 24,5% имели детей в возрасте до 18 лет, проживающих с ними, 42,9% были супружескими парами, живущими вместе, 10,6% семей женщины проживали без мужей, 4,1% семей проживали с мужчинами без жены, и 42,5% не имели семьи. 38,3% всех домохозяйств состоят из отдельных лиц и 19,4% из них кто-то одиноких людей 65 лет и старше. Средний размер домохозяйства 2,11, а средний размер семьи 2,76.

Средний возраст в городе составлял 45,4 года. 20,3% жителей были моложе 18 лет; 9,1% были в возрасте от 18 до 24 лет; 20,1% были от 25 до 44 лет; 29,5% были от 45 до 64 лет; и 21% были в возрасте 65 лет и старше. Гендерный состав города был 49,1% мужчин и 50,9% женщин.

Бессемеровский процесс


Бессемеровский конвертер

Генри Бессемер работал над проблемой производства дешевой стали для производства боеприпасов с 1850 по 1855 год, когда он запатентовал свой метод.

24 августа 1856 года Бессемер впервые описал процесс на собрании Британской ассоциации в Челтенхэме, которое он назвал «Производство железа без топлива». Он был полностью опубликован в The Times . Бессемеровский процесс связан с использованием кислорода в воздухе взорван через расплавленный чугун , чтобы сжечь примеси и таким образом создать сталь. Джеймс Нэсмит работал над подобной идеей некоторое время до этого. Неохотный патентообладатель и в данном случае все еще решающий некоторые проблемы в своем методе, Нэсмит отказался от проекта, услышав на встрече Бессемера. Бессемер отметил усилия Нэсмита, предложив ему одну треть стоимости его патента. Нэсмит отказался, поскольку собирался уйти в отставку.

Конвертер Бессемера, Музей острова Келхэм , Шеффилд , Англия (2010)

Многие отрасли промышленности были ограничены нехваткой стали, полагаясь только на чугун и кованое железо . Примеры включают железнодорожные конструкции, такие как мосты и рельсы, где коварная природа чугуна остро ощущалась многими инженерами и проектировщиками. Было много несчастных случаев, когда чугунные балки внезапно обрушились, например катастрофа на мосту Ди в мае 1847 года, обрушение моста Вуттон и авария на мосту Булл в 1860 году. Проблема повторилась во время катастрофы на мосту Тей в 1879 году, и разрушения продолжались до тех пор, пока все чугунные под мостами заменены на стальные. Конструкции из кованого железа были намного надежнее с очень небольшим количеством отказов.

Хотя этот процесс больше не используется в коммерческих целях, на момент его изобретения он имел огромное промышленное значение, поскольку снизил стоимость производства стали, в результате чего сталь стала широко заменять чугун

Внимание Бессемера было привлечено к проблеме производства стали в ходе попытки усовершенствовать конструкцию орудий.

Реализация

Бессемер передал лицензию на патент на свой процесс пяти металлургам , но с самого начала у компаний были большие трудности с производством стали хорошего качества. Г-н Йоран Фредрик Йоранссон , шведский мастер по производству железа, использующий более чистый древесный уголь в чушках этой страны, был первым, кто сделал хорошую сталь с помощью этого процесса, но только после многих попыток. Его результаты побудили Бессемера попробовать более чистое железо, полученное из камберлендского гематита , но даже в этом случае он добился лишь ограниченного успеха, поскольку количество углерода было трудно контролировать. Роберт Форестер Машет провели тысячи экспериментов по Darkhill Ironworks , в лесу Дин , и было показано , что количество углерода можно контролировать путем удаления почти все это из железа , а затем добавляя точное количество углерода и марганца , в форме spiegeleisen . Это улучшило качество готового продукта и повысило его пластичность.

Когда Бессемер попытался убедить производителей использовать его усовершенствованную систему, он встретил общий отпор и в конечном итоге был вынужден сам приступить к эксплуатации процесса. Он построил сталелитейный завод в Шеффилде в рамках делового партнерства с другими компаниями, такими как W&J Galloway & Sons , и начал производство стали. Сначала объем производства был незначительным, но постепенно масштабы операций увеличивались, пока конкуренция не стала эффективной, и трейдеры стали в целом осознавали, что фирма Генри Бессемера и Ко продавала их по заниженным ценам на сумму 10-15 фунтов стерлингов. тонна. Этот аргумент в пользу карманов быстро возымел действие, и лицензии были запрошены в таком количестве, что в качестве гонорара за использование его процесса Бессемер получил в общей сложности сумму, значительно превышающую миллион фунтов стерлингов.

Однако Мушет ничего не получил и к 1866 году был нищим и больным. В том же году его 16-летняя дочь Мэри поехала в Лондон одна, чтобы противостоять Бессемеру в его офисе, утверждая, что его успех был основан на результатах работы ее отца. Бессемер решил выплачивать Мушету ежегодную пенсию в размере 300 фунтов стерлингов, очень значительную сумму, которую он выплачивал более 20 лет; возможно, с целью удержать Mushets от судебного иска.

Лорд сказал об этом успехе, что «сэр Генри Бессемер был в некотором роде исключительным. Он развил свой процесс от идеи до практической реальности за свою жизнь, и он был достаточно бизнесменом, чтобы извлекать из этого выгоду. В некоторых случаях изобретения не развивались быстро, и сливы достались другим людям, а не изобретателям ».

Телеграф

В 1800 году итальянскому физику Алессандро Вольту удалось создать батарею, которая накапливала электрический ток и позволяла использовать его в контролируемой среде. Двадцать лет спустя датский физик Ганс Кристиан Эрстед продемонстрировал связь между электричеством и магнетизмом. Эти два открытия привели к появлению в 1837 году британской команды Уильяма Фотергилла Кука и Чарльза Уитстона, создавшей телеграф Уитстона. Тем не менее, около 1836 года американец Сэмюэл Морс с помощью Леонарда Гейла и Альфреда Вейла изобрел однопроводный телеграф, который был намного эффективнее и проще в использовании. Машина работала путем передачи электрических сигналов по проводам, проложенным между станциями. В дополнение к помощи в изобретении телеграфа, Сэмюэль Морс разработал знаменитую азбуку Морзе, которая присваивала множество точек и тире каждой букве английского алфавита и позволяла просто передавать сложные сообщения по телеграфным линиям. В 1844 году в США была открыта первая телеграфная служба между Балтимором и Вашингтоном, а в 1847 году Сэмюэл Морс получил патент на свой телеграф. Телеграф изменил лицо связи и заложил основу для будущих инноваций телефона, факса и в сети Интернета.

Печатный электрический телеграфный приемник с ключом передатчика внизу справа

Бессемеровский процесс

Генри Бессемер работал над проблемой производства дешевой стали для производства артиллерии с 1850 до 1855, когда он запатентовал свой метод. 24 августа 1856 Бессемер сначала описал процесс на встречу британской Ассоциации в Челтнеме, который он назвал «Производство Утюга Без Топлива». Это было издано полностью в «Таймс». Бессемеровский процесс вовлек использование кислорода в воздух, унесенный через литой чугун в чушках, чтобы сжечь примеси и таким образом создать сталь. Джеймс Нэсмит работал над подобной идеей в течение некоторого времени до этого. Неохотный патентодатель, и в этом случае, все еще работающем через некоторые проблемы в его методе, Нэсмит оставил проект после слушания Бессемера на встрече. Бессемер признал усилия Нэсмита, предложив ему долю одной трети ценности его патента. Нэсмит выключил его, поскольку он собирался удалиться.

Много отраслей промышленности были ограничены отсутствием стали, будучи уверенными в чугуне и одном только сварочном железе. Примеры включают железнодорожные структуры, такие как мосты и следы, где предательскую природу чугуна остро чувствовали много инженеров и проектировщиков. Было много несчастных случаев, когда лучи чугуна внезапно разрушились, такие как бедствие Ди-Бридж мая 1847, краха Вутон-Бридж и несчастного случая Балл-Бридж 1860. Проблема повторилась в бедствии Тей-Бридж 1879, и неудачи продолжались, пока весь чугун под мостами не был заменен стальными структурами. Структуры сварочного железа были намного более надежными с очень немногими неудачами.

Хотя этот процесс коммерчески больше не используется, во время его изобретения он имел огромное промышленное значение, потому что он понизил стоимость производственной стали, приведя к стали, широко заменяемой чугун.

Внимание Бессемера было привлечено к проблеме стального изготовления в ходе попытки улучшить строительство оружия

Внедрение

Бессемер лицензировал патент для его процесса пяти фабрикантам железных изделий, но с самого начала, компании испытали большие затруднения при производстве стали хорошего качества. Г-н Горан Фредрик Герансзон, шведский фабрикант железных изделий, используя более чистый темно-серый чугун в чушках той страны, был первым, чтобы сделать хорошую сталь процессом, но только после многих попыток. Его результаты побудили Бессемер пробовать более чистый утюг, полученный из Камберленда hematite, но даже с этим он имел только ограниченный успех, потому что количеством углерода было трудно управлять. Роберт Форестер Мушет, выполнил тысячи экспериментов на Металлургическом заводе Darkhill, в Форест-оф-Дине, и показал, что количеством углерода можно было управлять, удаляя почти все это из железа и затем добавления точного количества углерода и марганца в форме spiegeleisen. Это улучшило качество готового изделия и увеличило его податливость.

Когда Бессемер попытался побудить производителей поднимать его улучшенную систему, он встретился с общими отказами и был в конечном счете заставлен предпринять эксплуатацию процесса сам. Он установил сталелитейный завод в Шеффилде в деловом партнерстве с другими, такими как W & J Galloway & Sons, и начал производить сталь. Сначала продукция была незначительна, но постепенно величина операций была увеличена, пока соревнование не вступило в силу, и стальные торговцы обычно узнавали, что фирма Henry Bessemer & Co. продавала по сниженной цене их вплоть до UK£10-15 за тонну. Этот аргумент карману быстро имел свой эффект, и лицензии просили в таких числах, что в лицензионных платежах для использования его процесса Бессемер получил сумму во всем значительно чрезмерном миллионе фунтов стерлингов.

Однако, Mushet ничего не получил и к 1866 был лишен и в плохом здоровье. В том году его 16-летняя дочь, Мэри, поехала в один только Лондон, чтобы противостоять Бессемеру в его офисах, утверждая, что его успех был основан на результатах работы ее отца. Бессемер решил заплатить Mushet ежегодную пенсию 300£, очень значительную сумму, которую он заплатил больше 20 лет; возможно в целях хранения Mushets из судебного иска.

В М Лорд сказал относительно этого успеха, что «Сэр Генри Бессемер был несколько исключительным. Он развил свой процесс от идеи до практической действительности в его собственной целой жизни, и он имел достаточно бизнесмена, чтобы получить прибыль им. В таком количестве случаев изобретения не были развиты быстро, и сливы пошли к другим людям, чем изобретатели».

Современная Сталь

Современная сталь производится по технологии Бессемера. О создании первого стального слитка Бессемер сказал:

«Я хорошо помню, как с тревогой я ждал, когда дует первый 7-киловатный заряд чугуна. Я нанял дежурного в печи железорудника, чтобы управлять куполом и плавлением заряда. Когда его металл почти весь расплавился, он пришел мне и поспешно сказал: «Куда собираешься положить металл, господин?» Я сказал: «Я хочу, чтобы вы запустили его водосточным желобом в эту маленькую печь,« указывая на конвертер », из которого вы только что сгребли все топливо, а затем я буду продувать холодный воздух через него, чтобы сделать его горячим «.

Человек посмотрел на меня так, что удивление и жалость к моему невежеству, казалось, с любопытством смешались, и он сказал: «Скоро все это будет комом». Несмотря на это предсказание, металл был запущен, и я с большим нетерпением ждал результата. Первым элементом, атакованным кислородом воздуха, является кремний, обычно присутствующий в чугуне в количестве от 1 1/2 до 2 процентов; это белое металлическое вещество, кремнем которого является кислый силикат. Его сгорание дает много тепла, но это очень не демонстративно, несколько искр и горячих газов только указывают на то, что что-то происходит незаметно.

Но через 10 или 12 минут, когда кислород захватывает углерод, содержащийся в сером чугуне в объеме около 3 процентов, образуется объемное белое пламя, которое выбегает из отверстий, предусмотренных для выхода из него. Верхняя палата, и она блестяще освещает все пространство вокруг. Эта камера оказалась идеальным средством для выведения шлаков и металла из верхнего центрального отверстия первого конвертера. Я с некоторой тревогой наблюдал за ожидаемым прекращением огня, когда углерод постепенно сгорел. Это произошло почти внезапно и, таким образом, указывало на весь обезуглероживание металла.

Печь затем постучали, когда из нее вырвался прозрачный поток раскаленного ковкого чугуна, почти слишком блестящий, чтобы глаз мог на него опираться. Было разрешено течь вертикально в параллельную неразделенную форму слитка. Затем возник вопрос: будет ли слиток достаточно сжиматься, а холодная железная форма достаточно расширяться, чтобы позволить выталкивать слиток? Интервал составлял восемь или 10 минут, и затем при приложении гидравлического усилия к плунжеру слиток полностью поднялся из пресс-формы и стоял там, готовый к извлечению ».

Бессемер был посвящен в рыцари в 1879 году за вклад в науку. «Процесс Бессемера» для серийного производства стали назван в его честь.

Роберту Муше приписывают изобретение вольфрамовой стали в 1868 году, а Генри Бреарли изобрел нержавеющую сталь в 1916 году.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.