Da a Era di Fierru à u Proċessu Bessemer è Modern Steelmaking
L'Era di Ferru
À tempurità altissima, u ferru accumora carbone, chì diminueghja u puntu di funnu di u metale, chì risultatu à u fundatu (2,5 a 4,5% di carbone). U sviluppu di ciaplandiu, prima utilizata da i Cinese in u 6 ° seculu aC ma più più largu in Europa durante u Medievu, anu aumentatu a pruduzzioni di ferru fundatu.
Pig Iron
U ferru fridu chì hè stata esciutu da i corsi di furfassi è u friddu in u canali principalu è i furmaglii contruciuti facianu chjamati ferru pigmentu, perchè l'ingassi più chjuche, grossi è centrali à pocu è altri, anu sembriti à i porchi di zotta è chjappi.
Ferru Cast
U ferro fundatu hè forte, ma pesa i brittleness causa di u so cuntenutu di carbone, chì face più menu ideali per u travagliu è di a forma. Cumu i metalurgistini sò cunuscenzi chì l'altu cuntenutu di u carbone in ferru era centrale à u prublema di fraquità, anu spirimintutu di novi mètudi per a riduzione di u cuntenutu di carbonate per fà u ferru più viable.
Ferru in fordu
Versu a fini di u seculu XVIII, i furmarche hà amparatu à trasfurmà u ferru ferru magliaghju in un ferru di carbuni altri ferru di ferru fugliale di puddu (desenvolvit da Henry Cort in u 1784). I forndi corsi calificati ferru fusi, chì deve esse stimatu da pudedduli cù e strumenti longu in forma di remi, chì permettenu l'ossigenu à cunghjuntà è lentamente calande u carbone.
Cumu u minimu di u cuntenutu di u carbone, u puntu di funnu di u funnu aumenta, perchè e massi di ferru agglomerate in u furnace. Quessi messi sò stati eliminati è travagliati cù un martellu di fragu di u puddle, prima di strufinata à foglia o rachises. Versu u 1860, ci era più di 3000 pudere di puddu di a Gran Bretagna, ma u prucessu ferma cuntradinatu da a so intensità di travagliu è di carburante.
Blister Steel
Una di e primi formi d' acciaio , blister steel, principia a pruduzzioni in Germania è l'Inghilterra in u 17u seculu è hè stata produtata incruciate u cuntenutu di carbonate in ferru ferru fugliu usando un pruduttu cum'è cimentazione. In questu prucessu, i bars di ferru forcu eranu stati cun carbuni di pezzi in cunti di peddi è caldi.
Dopu qualchì una settimana, u ferru fuglià u carbone in u carbonu. A cale ripeciate distribuieghja u carbonu più uniformi è u risultatu, dopu à enfasi, hè stufa. U più altu u cuntenutu di u carbuso altrule à l'acciaio era più manciable ch'è u ferru piglianu, chì permettenu à esse pressatu o rotolate.
A pruduzzioni in l'acciaio blisteru avanzata in u 1740, quandu u clockmaker Benjamin Huntsman pruvatu à sviluppà un acchju d'altru qualità per i so resorts di tempura, truvò chì u metalu pò esse funnutu in crisciaghji d'argilla e raffinati cun un flussu especiale per sguassà a scàccia chì u prucessu di cimentazione falla darreri. U risultatu era crucible-o cast-steel. Ma solu per u coste di pruduzzioni, l'ampiu è l'acciaio fundatu sò solu utilizatu in l'apparezzi specialità.
In u risultatu, u buritu in ferru puddu di i furnari fermi u primu metru strutturalu in industrializà a Gran Bretagna durante a maiò parte di u XIX sèculu.
U Processu di Bessemer è Modern Steelmaking
U crescita di vaghjuli di u XIX seculu in Europa è in America facenu assai pressioni nantu à a industria di ferru, chì anu sempre avutu cun un prucessu di produzzione ineficjenti. L'acciau era ancu pruvisitu da un metudu strutturale è a pruduzione era lenta è caru. Hè statu finu à u 1856 quandu En Bessemer s'arrizzò cun un modu più effice di introduverà oxigenu in ferru fernatu per riduce u cuntenutu di carbone.
Oghje chjamatu Proċessu di Bessemer, Bessemer hà designatu un recipiente in forma di perura, chjamata «cunverter», chì u ferru puderia esse caliatu mentre chì l'oxigenu puderia esse scappatu da u metal fughatu. Cumu l'ossigenu passava attraversu u fugliu fugliu, puderia riagirviò cù u carbone, allughjendu di dixue di carbon di carbone è pruduce un ferru più puru.
U prucessu era rapidu è prezzu, sguassà carbone è silicium da u ferru in una materia di minuti, ma sughjettu di esse troppu successu.
Più assai carboni hè statu eliminato è l'oxygen di cunserva in u pruduttu finali. Bessemer hà avutu ripaghjà à i so investitori, finu à ùn pudendu truvà un metudu per incrementà u cuntenutu di u carbone è eliminà l'ossigenu ind'u duminu.
À quelle à u stessu tempu, u metalurgistu britannicu Robert Mushet hà acquistatu è cuminciò à pruvà una compostu di ferru, carbonu è manganese cunnisciutu cum'è spiegeleisen . U manganese era cunnisciutu per sguassà l'ossigenu da u ferru fernatu è u cuntenutu di carbuniu in a spiegeleisen se ci hà aghjustatu in quantità giusta, furnisce a suluzione à i prublemi di Bessemer. Bessemer hà iniziatu à aghjunghje à u so cunversione di cunversione cù un grande successu.
Un prublema fermu. Bessemer ùn anu fallutu per truvà una manera di rinfreserà u fosforu-una impurità impurtante chì faci un fruttu d'energia di u so produttu finali. In cunseguenza, solu e manufatti di fosfru su Suvi è Galesu pò esse usatu.
In u 1876 u guardià Sidney Gilchrist Thomas hè stata cun u solu solu aggressivu una furmazione chjaru di cumincià bassu calcariu à u processu Bessemer. U calcariu facia fosforu di u ferru pigmentu in a slag, chì permettenu l'elementu micca indispensabile.
Questa innuvazioni significò chì, finarmenti, ore di ferru da ogni locu in u mondu pò esse usatu per fà l'azzaru. No sorpresa, i costi di pruduzzioni di l'acciaiu cumincianu à diventà significativamente. I prezzi per u trenu di l'acciaio falonu più di u 80% trà u 1867 è u 1884, com'è u risultatu di i tecnichi novi di l'acerete, inizienziamentu di a crescita di l'industria siderográfica mundiale.
U prucessu urientale apertu:
In l'anni 1860, u catalanu Karl Wilhelm Siemens rinfuccava a produzzioni di l'acciaio in a so creazione di u prucessu chjucu. U prucessu chjucu apertu prodotta l'acciau da a pig iron in grandi charangi.
Utilizà e altitudine temperature per burn off excess carbon and other impurities, u prucessu basau à i camerei brique da scorchera sottu a chjave. U furmagliu Regenerativo diventenu gasi d'esguimentu da u furnace per mantene l'altitudine temperature in i camere di briregiu sottu.
Stu metudu pirmessuatu per a produzzione di quantità maiò più grande (50-100 tone metricali pò esse pruduciutu in un furnace), pruduzioni pericinali di l'azzaru fèrmatu, affinchendu chì puderia esse fugliate cun specifichi particulari è l'ublu di scrap steel cum'è materia prima . Eppuru u prucessu stessu era più lento, à u 1900 u prucessu chjucu à u zuccadoru era sustituitu largamente u prucessu di Bessemer.
Nascita di l'Industrie Azzurri:
A rivoluzione in a pruduzzioni di l'acciaio chì furnia un materiale più prezzu, d'alta qualità, hè statu ricunnisciutu da assai affari d'affari di u ghjornu com'è una opportunità d'inverazione. I Capitalisti di a fini di u XIX secolo, cumpresu Andrew Carnegie è Charles Schwab, investitu è hà fattu milioni (milioni in u casu di Carnegie) in l'industria siderurgica. A Cumpagnia di Steelguitarie di u Carnegie, fundata in u 1901, era a prima crescita in a so valutazione in più di mila paesi.
Furnace di l'Arc Electric:
Dopu à u principiu di u seculu, un altru succorsu averebbe chì avete una forte influenza nant'à l'evoluzione di a produzzioni di l'acciaio. U furchetta d'arcu elettricu di Paul Heroult (EAF) hè stata cuncessione per passà un correnti electricu à u materiale cargado, chì resenu in l'oxidazioni exotermia è a temperatura à 3272 ° C (1800 ° C), più cà sufene per a pruduzzioni di l'acciaio.
In inizialmenti usata per acciaiu specialità, EAF addiventanu in usu è, da a guerra mundiali, eranu stati usati per a fabricazione di l'aleazzioni d'altru. U prezzu di sviluppu bellu involuvatu in a misurazione di EAF mills hà permessu di cumpetenu cù i pruduttori principali di i Stati Uniti, cum'è US Steel Corp. è Betlemne Steel, speciali in acè di carbonu, o prudutti longhi.
Perchè EAF pò pruduce l'azfrani da u 100% scrap or cold-feed-iron, hà una energia per unità di produzione hè necessaria. In u cuntrariu à l'ossigenu di l'oxygen, l'operazzioni pò esse ancu firmatu è cuminciatu cun costu pocu assuciatu. Per questi raggioni, a produzzione via EAF hè statu sempri più crescente per più di 50 anni è ora conta un 33% di a produzzioni di l'azzione generale.
Oxygen Steelmaking:
A maggurità di a pruduzzioni glustale di l'azzione-circa u 66% - hè oghji produttu in i facilities di l'ossigenu basu. U sviluppu di un metudu per separà l'ossigenu da u nitrogenu in una scala industriale in i 1960 permette di avancesi grandi in u sviluppu di furnisce l'ossigenu di basa.
L'ossigenu di l'ossigenu basu scanu l'ossigenu in grandi quantità di ferru fugliu è l'effettu chjappi. Pudemu cumpunà una carica assai più rapidamente chè mètte chjucu. Grandi navi sottumessu à 350 tonne metru di ferru pò cumpone à u transitu à l'acque in più d'una ora.
L'efficienza di u costu di l'azzione di l'oxie di l'accipiali fete fabbrichi aperti è senza cunpetitivi è, dopu à l'avventu di l'azzione di l'oxigenu in l'anni 1960, l'operazioni aperti abbandunonu. L'ultima facilità apertu in l'AUS closed in 1992 è in a Cina in u 2001.
Sources:
Spoerl, Joseph S. A Breve Storia di a Produzione di Ferru è Azzurru . Saint Anselm College.
Available: http://www.anselm.edu/homepage/dbanach/h-carnegie-steel.htm
L'Associu Steel Association. Situu: www.steeluniversity.org
Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metalli in u sirviziu di l'omu . 11 edizione (1998).