贝塞麦转炉炼钢法

作者:              发布时间:2008-07-31


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贝塞麦转炉炼钢法↑↑↑↑ ↑

自↑↑1769↑↑↑年瓦特发明蒸汽机以来,人类社会进入了产业革命时代。产业革命初期,工业特别是运输业所用材料,靠普德林法生产熟铁来供给。但普德林铁轨不耐磨损,只有↑↑3↑↑↑—↑↑6↑↑↑个月的寿命,增产的普德林钢铁大部分用来维修和更换已有铁路。改革冶炼工艺、提高钢铁质量的要求迫在眉睫。↑↑↑↑ ↑

把炉温再提高↑↑300↑↑↑℃↑↑。这是熔炼出液态钢所要求的,也是当时冶金家的呼声。第—个实现了这个要求的,是↑↑1855↑↑↑年英国人贝塞麦↑↑(H↑↑↑.↑↑Bessemer)↑↑↑发明的转炉炼钢法。人类第一个大规模生产液态钢的方法从此诞生了。↑↑↑↑ ↑

    ↑↑↑↑亨利↑↑•↑↑↑贝塞麦↑↑(1813↑↑↑—↑↑1898)↑↑↑,英国发明家和工程师。幼年在其父的铸字作坊中工作,曾改进排字机和烫金工艺,并致力用黄铜制造“金”粉。他还做过新榨糖机的设计。他发现鼓风化铁时空气中的氧可去除生铁中的碳,于是开始吹空气炼钢的研究。↑↑↑↑ ↑

    ↑↑↑↑贝塞麦的时代对炼钢的原理了解很少,只能摸索着前进。最初的试验在坩埚中熔化生铁后,通过粘土管将空气吹人生铁中。和—般人的预料相反,生铁不仅没有被空气冷却,反而由于激烈氧化放出大量的热,炉内金属一直保持液态直到炼成钢水。之后他又在专门砌筑的炉子里做同样的试验,也获得成功,但静止不动的炉子不便于把炼成的钢水放出,最后创造出可以转动的炉子,空气从支撑炉体的耳轴经过炉底吹入炉内,形成转炉炼钢法。↑↑↑↑ ↑

贝塞麦之所以成功,首先是他发明的炼钢方法使空气、铁水和炉渣处于高度弥散的状态,反应速度极快,表现了力量和艺术的协调,可以不用外加热源就能使温度达到加热钢水所需的水平。直到现在,转炉炼钢的这个优点仍然是无可比拟的。其次贝塞麦恰好使用了低硫低磷而锰较高的生铁,炼成的钢质量好,做成的钢轨寿命达到普德林铁轨的↑↑20↑↑↑—↑↑25↑↑↑倍,所以贝塞麦炼钢法迅速在欧洲和北美推广。但在使用其他成分的生铁时,炼成的钢在锻造时发生“热裂”。经过五年的摸索,由英国人马希特↑↑(R↑↑↑.↑↑P. Mushet)↑↑↑找到往钢水中加入镜铁↑↑(↑↑↑含有↑↑15↑↑↑%—↑↑30↑↑↑%锰的铁碳合金↑↑)↑↑↑以脱除过多的氧↑↑(↑↑↑称为“脱氧”操作↑↑)↑↑↑,消除了热裂,大规模生产液态钢的工艺才完全成功。炼钢工业开辟了新纪元。↑↑↑↑ ↑

    ↑↑↑↑由于自然界容易找到的耐火材料如石英岩、河砂等成分为↑↑Si0↑2↑↑↑↑,属于酸性材料。贝塞麦转炉的炉衬用这些耐火材料砌筑,所以是酸性炼钢法。酸性炼钢法不能去除生铁中的磷和硫。矿石中的磷在高炉里全部被还原进入生铁,贝塞麦炼钢法所用的低磷生铁只能用低磷铁矿石炼出,而低磷铁矿在自然界非常罕见。在欧洲法德交界的阿尔萨斯一洛林地区↑↑(↑↑↑也就是普法战争和第一次世界大战两国争夺的地区↑↑)↑↑↑,埋藏着巨大的高磷铁矿床,用它炼出的生铁含磷高达↑↑2↑↑↑%。长期研究用高磷生铁炼钢的是英国人托马斯↑↑(S↑↑↑,↑↑C↑↑↑.↑↑Thomas)↑↑↑,↑↑1978↑↑↑年他应用白云石↑↑(↑↑↑由↑↑CaO↑↑↑和↑↑MgO↑↑↑组成的碱性耐火材料↑↑)↑↑↑砌筑转炉炉衬,并利用石灰造碱性渣脱除钢中的磷,成功地把高磷生铁炼成钢;而且炉渣含氧化磷很多,可作为农作物的磷肥。这种碱性炼钢法被称为托马斯法;也有人称之为碱性贝塞麦法。↑↑↑↑ ↑

    ↑↑↑↑现在,用空气作为氧化剂吹入铁水以炼成钢的转炉炼钢法已经不存在了。然而,贝塞麦法的意义不仅是开创了炼钢的新纪元,是炼钢工艺从手工作坊走向大工业生产,而且它创造了无与伦比的冶金速度和高效率,简直是冶金生产的伟大艺术。当人们掌握了把氧从空气中分离出的方法后,转炉炼钢在新的技术条件下中心成为第一位的炼钢法。↑↑↑↑ ↑

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