Манфред Лэеккерт - Железо
В Дрезденской галерее есть картина, созданная бельгийским скульптором и художником К. Менье. Пудлинговщик изображен в момент окончания плавки. Его усталое лицо, фигура говорят о неимоверной тяжести исполненного труда. В то же время во всем его облике видны сила и уверенность. Эту картину К. Менье создал после своей поездки в Шарлеруа — промышленную область Бельгии, где была хорошо развита промышленность. Пудлингование получило свое название от английского слова «puddle», что означает «перемешивать». Впервые отражательную печь, отапливаемую каменным углем, использовали в 1766 году братья Т. и Д. Кранедж. В 1784 году способ был кардинально усовершенствован Г. Кортом. Прим. пер.
К началу XIX столетия Англия превратилась в ведущую промышленную державу мира. Производство машин при помощи машин и связанное с этим все большее разделение труда привели к специализации в машиностроении (вначале английском) и точности, нигде ранее не достигнутой и даже не виданной. Авторитет английской инженерной, мысли стоял на прочном фундаменте, и он не поколебался даже тогда, когда другие промышленные страны догнали и даже перегнали в своем развитии «мастерскую мира». Дольше всего Англия сохраняла ведущую роль в черной металлургии. Все основные современные процессы производства чугуна и стали исходят из Англии.
Вплоть до появления способа Бессемера сталь получали из чугуна пудлингованием его в тесто— образном состоянии. Металлические материалы на основе железа, отличавшиеся хорошей ковкостью, но не поддававшиеся закалке из-за низкого содержания углерода, называли сварочным железом. Более твердые и закаливающиеся сорта такого железа называли сварочной сталью. При фришевании (окислении) чугуна продувкой воздухом по методам Бессемера и Томаса, а также в мартеновской печи сталь получали не в тестообразном, а в жидком состоянии, поэтому такой металл в отличие от сварочного раньше называли литым железом или литой сталью. Непрерывно возраставший спрос на стальные изделия можно было удовлетворить, только применяя этот новый высокопроизводительный способ. С 1800 до 1860 года ежегодная выплавка чугуна в Англии возросла со 100 тысяч до 2 миллионов тонн и даже более; а к 1870 году утроилась. В это время черная металлургия Англии давала больше чугуна и стали, чем весь остальной мир. Процесс превращения чугуна в сталь в бессемеровском или томасовском конверторе продолжался столько минут, сколько часов требовалось для этой цели при использовании кричных горнов и занимал лишь одну десятую долю времени, необходимого для пудлингования. В мартеновской печи процесс превращения чугуна в сталь легко поддается контролю и регулированию, поэтому появилась возможность перейти к получению качественной стали. Мартеновская печь, помимо прочего, является идеальным агрегатом для переработки стального лома.
СВАРОЧНОЕ ЖЕЛЕЗО И ЛИТАЯ СТАЛЬ
При продувании воздухом чугун превращается в сталь. — Шведский торговец верит в изобретение Генри Бессемерра. — О двойной жизни Сидни Джилкриста Томаса. Австрийский барон предлагает рудный процесс выплавки стали. — Прусский лейтенант посылает своего брата в Англию. — От регенеративной паровой машины к регенеративному нагреву. — Сименс-мартеновская сталь. Изобретатель, который пережил свою славу.
Это была, конечно, сумасшедшая идея вдувать воздух в жидкий чугун для получения стали. Но человека, которому она пришла в голову, можно было назвать кед угодно, но только не сумасшедшим. Блестящая идея была результатом тщательных наблюдений и умения логически мыслить. Наступило время довести ее до сведения общественности. Прежде чем подняться на трибуну, сорокадвухлетний Генри Бессемер глубоко вздохнул. Он намеревался выступить перед собранием British Association for the Advancement of Science (Британская Ассоциация содействия научным исследованиям) в Челтнхеме с сообщением о новом способе получения стали, который впоследствии стал известен во всем мире под его именем.?
Генри Бессемеру принадлежало много изобретений: хороших и плохих, полезных и вредных. В молодые годы преобладали «плохие» изобретения, но затем постепенно стали преобладать «хорошие». Чем лучше он узнавал людей, тем меньше испытывал разочарований. В памяти всплыли воспоминания. Восемнадцатилетним юношей он создал печатный пресс, который исключил возможность подделки меток и печатей. Английской короне это сэкономило миллионы, ему же принесло лишь мало оплачиваемую должность королевского смотрителя печатей. Патент на это изобретение мог бы обогатить его. Несколько лет спустя он изобрел бронзовую краску, которую до тех пор ввозили по очень дорогой цене. На этот раз он взял патент. Доход был значительным. Только в первое время он получал ежегодно более тысячи фунтов, что по тем временам было немалой суммой. Генри Бессемер зажил обеспеченно. Будучи от рождения изобретателем, Генри Бессемер заявил за свою жизнь более 120 патентов.
Он и не подозревал о том, что сообщение, которое предстояло сделать, принесет ему всемирную известность и славу. Генри Бессемер был блестящим оратором и овладеть вниманием присутствующих для него не составило труда. 16-е августа 1856 года открыло новую эпоху в черной металлургии: на смену веку сварочного железа пришел век литой стали. Вначале Генри Бессемер рассказал английским промышленникам о своих многолетних бесплодных попытках улучшить качество пруткового железа и стальных изделий. Все началось, как всегда, с изобретения.
Он изобрел снаряд, который при выстреле из гладкоствольной пушки под действием тангенциально направленных пороховых газов приобретал вращательное движение. В Англии на это изобретение не обратили внимания. Но иначе было во Франции. Наполеон III распорядился произвести в Венсенском лесу опытные стрельбы, и результаты оказались удовлетворительными. Теперь необходим был более надежный материал, который превосходил бы по прочности хрупкий чугун и был дешевле тигельной стали. Бессемер начал проводить опытные плавки чугуна и стали в пламенной отражательной печи. Поскольку температуры в этой печи были недостаточно высокими для плавления стали, он расположил под порогом, отделявшим ванну от топки, воздушные фурмы (сопла). Наблюдая за плавкой, он заметил, что куски литейного чугуна, некоторое время находившиеся под воздействием воздушной струи, поступающей через фурмы, превращались в ковкое железо. Бессемер резонно предположил, что если так «ведет себя» литейный чугун, то аналогично должен вести себя и передельный, который не отличается от него по составу. Тогда и появилась мысль продуть через жидкий доменный чугун воздух, чтобы получить таким образом ковкое железо.
В 1855 году Бессемер расплавил в керамическом тигле пять килограммов доменного чугуна, а затем продул через полученный расплав воздух, который поступал по вставленной в ванну керамической трубке. После такой обработки нековкий чугун действительно превратился в ковкое железо. Эту первую бессемеровскую сталь прокатали в морском арсенале в Вулвиче, городском квартале Лондона. И по сей день в собрании Iron and Steel Institute (Институт черной металлургии) хранится проба этой стали, к которой посетители относятся как к реликвии. Свой способ получения стали Генри Бессемер запатентовал 17 октября 1855 года.
В зале стояла напряженная тишина. Бессемер подл мал, что настал один из самых ответственных моменте в его выступлении — надо было рассказать о том, чт ему поначалу казалось совершенно необъяснимым. Ег взгляд скользнул по лицам собравшихся. Сидящий в первом ряду его друг, теперь уже знаменитый на весь инженер Ренье, подбадривающе кивнул. Это он посоветовал Бессемеру сделать сообщение в собрании.
Генри Бессемер убежденно продолжил:
— Джентльмены! Во время первых опытов я дополнительно обогревал керамический тигель во время вдувания воздуха, чтобы поддерживать металл в жидком ее стоянии. Однако затем я убедился, что дополнительны! обогрев не требуется, потому что…
Хотя в зале царила абсолютная тишина, Бессеме сделал паузу и повысил голос, подчеркивая важность приводимого факта.
— …потому что температура расплава в процессе вдувания воздуха возрастает и без такого дополнительного обогрева. Полагаю, что те пять процентов углерода которые содержатся в чугуне, во время вдувания воздуха сгорают, выделяя необходимое тепло непосредственно в расплаве.
Зал взорвался аплодисментами. Слушатели поднялись со своих мест и несколько минут аплодировали стоя. Генри Бессемер убедил всех, что вдувать воздух в жидкий чугун и через четверть часа получать из него без «всякого огня» жидкую сталь — дело простое. Прогресс был очевиден, так как при пудлинговании для превращения чугуна в сталь требовалось несколько часов.
Прошло немного времени, и владельцы металлургических предприятий начали искать встреч с Бессемером— не было никаких сомнений в том, что при непрерывно растущем потреблении стали эксплуатация нового изобретения даст гигантские прибыли. Каждый из них хотел поскорее получить свою долю пирога, но никто не догадывался, что пирога-то еще нет, что его еще надо испечь.
