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贝塞麦:“钢时代”的引领者

2014-11-15冯津津

科学启蒙 2014年7期
关键词:引领者生铁炼钢

冯津津

英国冶金学家贝塞麦发明了转炉炼钢,此法以铁水、废铁、铁合金为主要原料,不借助外加能源,靠铁液本身分子运动和化学反应产生热量在转炉中完成炼钢过程,生产速度快、产量大,是最早的大规模炼钢方法。它的出现促使早期工业革命从“铁时代”迈向“钢时代”。让我们来看看这位“钢时代”引领者的成功路是怎样走出来的吧!

失意的“亨利大师”

贝塞麦于1813年1月19日出生在英国内陆的查尔顿村。很小的时候,贝塞麦就表现出非凡的机械技能和创造力,由于伦敦著名的字模生产商亨利·卡斯隆是他的教父,所以村子里的人都尊称他为“亨利大师”。

17岁那年,父亲带他去了伦敦。

初到伦敦,贝塞麦每天早出晚归,四处探寻,希望能在这个崭新的世界找到自己的位置。然而,在伦敦茫茫的人海中,没有人知道他,没有人对他笑脸相迎,更没有人由衷地问候他“亨利大师”。贝塞麦很失意,时刻寻思着怎样才能为别人所知,获得社会的承认。

父亲看出了贝塞麦的心事,给他讲了很多伦敦成功人士的个人奋斗经历。

贝塞麦重整旗鼓,对自己进行了一番自我审视,发现自己没受过高等教育,也没有接受过正规的职业培训,只有金属和机械领域的实际经验和强烈兴趣,于是决定扬长避短,走金属和机械方面的发明之路。

19世纪50年代初的克里米亚战争时期,贝塞麦集中精力从事于发明一种新型来福式射弹。这种射弹可以在飞行的同时自身旋转,从而保持一个更稳定的弹道,使大炮发射得更远更准确。

拿破仑三世对贝塞麦的研究很感兴趣,鼓励他做实验。

实验中,贝塞麦发现他的这个弹头必须使用一种强度很大的铁才能制造出威力巨大的大炮。显然,他需要的正是钢。

钢铁在不断试验中炼成

但是,钢在当时是一种珍贵的金属,极为昂贵,如果用于制造大炮显然不划算,所以贝塞麦萌生了把铁炼成钢的想法。他开始了不断的实验和研究。

渐渐地,贝塞麦发现炼钢的反应实质就是通过化学反应,达到降碳,调硅、锰,除硫、磷的结果。但是,这些物质都是均匀地潜伏在生铁中,降低和清除它们成为一大难题。

贝塞麦想到用空气或氧气借生铁熔化成铁水之机,打入铁水内部,引起强烈燃烧来除去硫、磷等物质。按照这一原理,贝塞麦进行了一个小型实验,结果获得成功。

由于炼得的钢很微少,不能投入大规模的生产,所以贝塞麦必须把实验扩展到可以进行工业生产的规模。

可是,要怎样才能投入大规模的生产呢?贝塞麦尝试直接把实验器材放大,希望能扩大生产。遗憾的是,生铁水的温度在这种大机械里不能保持,炼就的钢铁往往半途而废。

要怎样才能保持足够的熔炼温度呢?贝塞麦认为必须改进机械,经过一番冥思苦想,他终于想到把大机械制成可以旋转的形式,这样铁水在熔炼的过程中就能持续受热,保持温度。

说干就干,贝塞麦立即设计了一台一米多高,内部衬有耐火砖的转炉。为了加大火力,他还特别附加了一台强力鼓风机。

一切就绪之后,贝塞麦打开了鼓风机。正如他预料的那样,铁水温度果然逐渐升了起来。“如果成功了,将是一项世界新发明……”贝塞麦满怀希望地看着自己的杰作。

突然,从转炉中喷出的火星开始超出他的想象,众多的大火星接连夺口而出,使他的杰作变成了一个危险的“火喷泉”。

贝塞麦吓坏了,想逃跑,但“火喷泉”的火柱状已与炉口一般粗大,火山爆发似的堵住出口,令他出不去了。贝塞麦蜷缩在角落里,他明白,这时候无论是转炉爆炸还是铁水淋头,任何一样都会使他遭到灭顶之灾。

幸运的是,过了一会儿,“火山”渐渐熄灭,刚才那些光是想想就使他发抖的事,竟一件也没有发生,而他的钢却炼成了。

贝塞麦由此受到激励,不断改进自己的方法,终于发明了以他名字命名的炼钢转炉,使世界炼钢史翻到了崭新的一页,成为“钢时代”的引领者。贝塞麦的名字也因此享誉世界。

(责任编校:贺年青)

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