§12转炉炼钢技术的成熟(1/3)

世界上,在1740年坩埚制钢法发明之前,最先进的制钢技术,是算中国古代创造的“灌钢”冶炼法。灌钢法是我国古代炼钢技术上的卓越成就。它的发明和推广,对于增加钢的产量,改善兵器、农具和手工工具的质量,都有着重大的意义。因此, 隋唐时期,这种方法受到了冶炼家的垂青;而到宋朝,则流行于全国,并有所创新和完善,成为当时的主要炼钢方法。

公元前 15世纪,在亚美尼亚有一种叫做“渗碳法”的炼钢技术。其方法是把熟铁反复加热锤打,使碳素渗入熟铁表面。这种原始的炼钢办法一直被人们应用到 18世纪。这种古老的炼钢技术,曾经制造出锋利惊人的名剑宝刀。但由于这种“千锤百炼”的办法太费功夫,炼出来的钢铁数量有限,难以满足产业发展对大量钢铁的需要。

1740年,英国的哈尔曼在印度古老的“坩锅”炼钢法的基础上,发明了一套现代的炼钢技术。他把铣铁、碎玻璃和木炭盛在坩锅里,放在反射炉里从上加热,这样,铣铁就可以熔化成钢而沉在坩锅底部,然后把它倒入模型里,冷后用来制造工具或武器。但这种炼钢法的产量仍然太小,一次最多只能炼几十公斤钢。而真正发明现代炼钢技术的是英国人贝塞麦。贝塞麦生于英国的查尔顿,他的父亲是法国人,一生

从事发明研究。贝塞麦在父亲的影响下,从小就喜欢搞发明。他在 18岁时就因发明了邮票印刷机而闻名于世。

克里米亚战争爆发, 1854年,英、法、土联军在近东和俄国展开了一场激战,贝塞麦在此期间发明了来复线,使大炮射程更远,打得更准。但由于当时制造大炮的钢铁质量低劣,致使发射中常因炮管破裂而影响发射。

当时高质量的钢材正是英国军事需求,贝塞麦按照英国军事当局的指令,要研制坚固耐用的大炮,而解决这一问题的关键是炼出高质量的钢。为解决这一难题,他开始钻研冶金技术。他查遍了所有图书馆有关冶金技术方面的大量资料,考察了英格兰的炼铁厂,并创建了冶炼实验工厂。

有一天贝塞麦正在实验工厂炼铁,他用鼓风箱往坩锅里吹风,偶然发现一块铁片粘在坩锅边上。当他取下这块铁片细看时,发现这是一块炼成了的钢。贝塞麦十分兴奋,决心揭开铁片变钢的奥秘。经过多次试验研究,终于弄清了原因:由于吹进了氧气,才使生铁中的碳大多被氧化而变成了钢。于是,他设计了一个从坩锅底部吹进大量氧气的方法。这样,一种新式转炉诞生了。

这种转炉是一个罐形装置,架在转体上可以侧倾装料和卸钢。铁水倒入转炉,同时加入其他物料以清除杂质,然后强烈

的热风通过炉底吹入。空气中的氧首先与铁生成氧化亚铁,氧化亚铁再把生铁中的锰硅等杂质氧化除去,再与生铁中的碳化合,生成二氧化碳从上边排出。

1855年 7月的一天,贝塞麦用一根陶土制成的管往坩锅的铁水进行吹风试验时,突然从坩锅口飞出雨点般的火花,一刻钟之后,火花不见了,而火焰则由红变白,再变弱,最后完全消失了。贝塞麦迅速取出样品进行化验分析,证实炼出来的确实是纯钢。以往要用几个星期才能炼成的钢,贝塞麦只用了十几分钟就完成了。1855年 8月,贝塞麦在英国公开发表了他只用 15分钟炼成纯钢的新技术。

贝塞麦发明的转炉只需十几分钟就可以炼出 10吨以上的钢,这样能为建筑材料、机床及枪炮等大型武器的制造提供足够的原料。转炉炼钢法出现后,人们对它的改进仍在继续进行。1877年,英国人托马斯用碱性耐火材料给转炉加上了碱性内衬,使过去容易被磷腐蚀的转炉性能得到大幅度提高。

第二次世界大战后,1952年,奥地利的林茨公司和德纳威茨公司合作,研究出了氧气顶吹转炉炼钢法。这种转炉是从上部用高速喷嘴向炉里吹氧气,而不是从底部吹氧气,这样就扩大了炉子的容量,也提高了产品质量。目前现代化钢厂大都使用这种转炉。

(本章完)