㈠ 轉爐煉鋼法是怎樣被研究出來的
19世紀中期的時候,來英國冶金學家貝色源麥看準了鋼是工業革命的重要材料,也是必不可缺少的基本材料,但是當時鋼的產量很低。他想:「怎樣才能得到大量的鋼呢?」
1856年的一天,貝色麥用鼓風箱往坩堝里送風,偶然發現一塊鐵片粘在坩堝的邊上。憑著一種對鐵的變化的敏感,他命令助手熄火,取下這塊鐵片。他看了之後高興得幾乎要跳起來:「我的上帝,它已經變成鋼了呀!」
「這塊鐵是怎樣變成鋼的呢?」貝色麥經過反復實驗和思索分析,終於弄清了原因:這塊鐵由於粘在坩堝邊,得到了鼓風箱鼓入的足夠的氧氣,才使生鐵中的碳大多被氧化而變成了鋼。「哈哈!應加大氧氣量……對!從坩堝底部吹進氧氣效果可能最好!」貝色麥根據這一原理,很快設計、製造了一種從爐底吹氧的新式煉鋼爐,並發明了轉爐煉鋼法。
㈡ 現代煉鋼技術如何發明的
直到19世紀中期,歐洲煉鋼仍然採用攪拌法,即是把生鐵加熱到熔化或半熔後,放進熔池中進行攪拌。它藉助攪拌時空氣中的氧氣將生鐵中的碳氧化掉,這正是1 600多年前我國漢朝時代出現的炒鋼法。1860年在英國大約有3 400多座攪拌煉鋼池,每12小時一般攪煉一池,每池250千克。
在攪拌池中煉鋼很難控制鋼中碳的含量,而且要耗費很大的人力。到1856年,英國人貝塞麥(H.Bessemer,1813~1898)創造了一種轉爐煉鋼法,解決了這個難題。
貝塞麥是一位法國大革命時逃亡到英國的機械工程師的兒子,少年在離開鄉村學校後當上鉛字澆鑄工,17歲開始經營生產金屬合金和青銅粉,在參加英、法與俄羅斯對抗的克里米亞(Crimea)戰爭(1853~1856)中,親眼目睹用生鐵或熟鐵製造的炮身經受不住火葯的爆炸力,常常產生爆裂,遂促使他尋找一種生產鋼的方便方法。
貝塞麥曾經注意到一些固態的鑄鐵塊在熔化前由於暴露在空氣中而脫碳了,當然這種氧化作用就是攪拌法煉鋼的原理,他沒有學過化學,不了解這個原理,但卻使他考慮到把空氣鼓入鐵水中煉鋼。於是在1856年的一天,他在倫敦聖潘克拉斯(St.Pancras)建成一座煉鋼爐。
這是一座固定式容器。可盛放350千克鑄鐵,把空氣加壓鼓入容器中後,反應的猛烈程度使貝塞麥大吃一驚,因為他沒有估計到鑄鐵中碳與空氣中氧氣的反應以及其他雜質與氧氣的反應會放熱。幸好,10分鍾後,當雜質已除去後,火焰平息了,可以走近容器,切斷加壓的空氣流。金屬被注入錠模中,經測定是低碳鋼。1856年8月11日,貝塞麥在切爾特南(Cheltenham)不列顛協會的會議上公布了這一創造發明。很快,貝塞麥製成一種可轉動的可傾倒式轉爐,每爐可容納5噸生鐵,熔煉時間為1小時,包括補爐和鑄錠的時間在內,大大縮短了攪拌煉鋼的時間,更減少了攪拌熔煉操作所費的力氣。於是,國內外煉鋼廠紛紛購買此法的生產許可證。
貝塞麥在宣布他的創造發明後受到各界人士的熱情贊揚,但是很快就遭受到批評和嘲諷,原因是用他創造的轉爐煉出的鋼錠由於氧化過度,生成的氧化鐵存在鋼中,同時生鐵中的磷未能除去,使鋼的質量很差,不是疏鬆,就是硬脆,在鍛打時發生斷裂。
關於鋼中存在過量氧化鐵的問題,後來由英國一位富有煉鋼實踐經驗的馬希特(R.F.Mushet)解決了,他在熔化了的金屬中添加稱為鏡鐵的鐵、錳和碳的合金,因為錳能將生成的氧化鐵還原。
除去鐵礦石中的磷是煉鋼中長期未解決的問題。貝塞麥和其他所有煉鋼爐的建造者一樣,用含硅的材料作為爐的襯里。這種爐襯不會和磷被氧化生成的氧化物結合,不能把這種穩定的化合物從鋼中除去。貝塞麥只能選用含磷低於0.05%(質量分數)的礦石煉成鐵後再煉鋼。
除磷的問題後來卻由英國一位法院的書記員托馬斯(S.G.Thomas,1850~1885)經試驗後解決了,在1878年獲得成功。
托馬斯雖然是一位法庭書記員,卻熱愛化學。他利用業余時間進倫敦大學伯克培克(Birkbeck)學院進修化學課程,並通過英國皇家礦業學院冶金學和化學的考試。他在得知貝塞麥煉鋼中需要解決除磷的問題後,用各種化學物質,包括氧化鎂和石灰等進行試驗,在他的表弟吉爾克里斯特(P.C.Gilchrist)協助下,在布萊納封(Blaenavon)的煉鋼廠用一個轉爐進行試驗,他的表弟正是這個煉鋼廠的化學師。他們兩人在1877~1878年進行了9個月的試驗,證明經焙燒過的白雲石用石灰黏結作為轉爐襯里能滿意地除去磷,而且還同時生產出寶貴的磷肥,後人為紀念他,至今把這種磷肥稱為托馬斯磷肥。
白雲石是含有碳酸鎂、碳酸鈣的岩石,焙燒後生成氧化鎂、氧化鈣等,能與磷的氧化物化合生成鎂和鈣的磷酸鹽,是很好的磷肥。
1883年托馬斯獲得貝塞麥獎章,可惜因患肺結核病,35歲即逝世。貝塞麥發明創造的轉爐煉鋼法在得到托馬斯等人的改進後一直沿用至今。現今使用的轉爐可以繞水平軸旋轉,便於加料和卸料。爐底有氣孔,從氣孔鼓入空氣。用它煉一爐鋼約需十幾分鍾,容量從一噸到數十噸不等。
隨著工業的發展,在生產建設和日常生活中出現了大量的廢鋼、廢鐵。這些廢料在轉爐中不能利用,於是在出現轉爐煉鋼的同時,出現了平爐煉鋼。
在轉爐煉鋼中,使金屬保持液態所需的熱量是由化學反應所產生的熱提供的,但在平爐煉鋼中,化學反應產生的熱量不足以使金屬保持熔融狀態,所以必須由外部熱源供應熱量。
1856年,德國人西門子·弗雷德里克(Frederick Siemens)利用熱再生原理創建一種交流換熱爐。這是在燃燒爐兩側各建一蓄熱格子磚室,從燃燒爐中出來的熾熱的燃燒廢氣通過一邊的格子磚室,將熱量傳給格子磚,隨後將燃燒用的空氣通過被加熱的磚室,提高溫度後進入燃燒室燃燒,從而提高了爐溫。每隔一定時間,交換空氣和廢氣的流動方向,使兩邊的蓄熱室交替使用。這種爐子最初被用來燒制玻璃,後來被用來煉鋼,這就是平爐。
最初,在平爐中燃燒固體燃料。1861年西門子·弗雷德里克的兄弟西門子·威廉(William Siemens,1823~1883)創造一種煤氣發生爐,生產發生爐煤氣。這是將定量的空氣和少量水蒸氣通過燃燒的煤或赤熱的焦炭,使之生成的二氧化碳盡可能轉變成可燃的一氧化碳。水蒸氣與碳反應後生成可燃的一氧化碳和氫氣。
西門子·威廉是一位工程師,在德國接受正規的技術教育後來到英國;西門子·弗雷德里克在德國得累斯頓(Dresden)經營電氣公司,也曾到英國。他們兄弟二人認為英國鼓勵工程技術人員和發明創造者,在英國申請專利比較方便。他們於1866年在英國伯明翰(Birmingham)共同建立西門子鋼廠,利用平爐進行煉鋼。
西門子兄弟共四人,都是出色的發明家。威廉是老二,弗雷德里克是老三。老大西門子·維勒(Werner Siemens,1816~1892)是一位電化學家,發明發電機原理,創建德國西門子公司。最小的弟弟西門子·卡爾(Carl Siemens)在俄羅斯創辦企業。這樣,維勒被稱為「柏林的西門子」;威廉被稱為「倫敦的西門子」;弗里德里克被稱為「德累斯頓的西門子」;卡爾被稱為「俄羅斯的西門子」。
差不多在同一個時期,法國冶金學家馬丁(P.Martin,1824~1915)和他的兄弟(B.Martin)同樣利用熱再生原理,建立平爐,在法國錫雷(Sireuil)建廠生產。他們生產的鋼在1867年巴黎博覽會上展出獲金質獎章。馬丁在1915年獲英國鋼鐵學會授予的貝塞麥獎章。
㈢ 中國古代各種煉鋼法簡介
關於煉鋼的技術,南北朝南齊、梁時期醫學家兼煉丹家陶弘景(約452~536年)曾有過記述。
南北朝發明的這一煉鋼技術,在宋朝已經作為主要的煉鋼技術,在《夢溪筆談》中有詳盡的描述,沈括將它比做洗麵筋,非常形象。
㈣ 威廉·西門子如何發明先進的煉鋼法
西門子(1823~1883)西門子,英國冶金學家、電學家,出生於普魯士倫特。
西門子在馬格德堡大學和格廷根大學學習,是維勒和韋伯的學生,曾獲牛津大學、都柏林大學、格拉斯哥大學博士學位。1859年入英國籍,1866年在查爾頓建立冶金工廠。1856年,西門子與弟弟弗里德里希·西門子共同發明回熱熔化爐,起初用於製造玻璃,後用於鋼的熔化和再加熱。1864年,法國工程師皮埃爾·馬丁發明平爐煉鋼法,用生鐵和廢鋼煉出優質鋼。1868年,西門子用平爐煉鋼法把鐵和鐵礦石煉成鋼,平爐煉鋼法又稱西門子—馬丁煉鋼法。
在電學方面,西門子與惠斯通、瓦利(主要研究電報通信)同時提出發電機原理,1879年發明電爐。1883年在波特拉斯鐵路上用電做動力。
西門子還發明測時調速器、回熱蒸汽機和冷凝器、水表、水深測量器、電溫度計、凹版印刷術等。
㈤ 貝塞麥煉鋼法主要解決了什麼問題
貝塞麥轉爐煉鋼法
自1769年瓦特發明蒸汽機以來,人類社會進入了產業革命時代。產業革命初期,工業特別是運輸業所用材料,靠普德林法生產熟鐵來供給。但普德林鐵軌不耐磨損,只有3—6個月的壽命,增產的普德林鋼鐵大部分用來維修和更換已有鐵路。改革冶煉工藝、提高鋼鐵質量的要求迫在眉睫。
把爐溫再提高300℃。這是熔煉出液態鋼所要求的,也是當時冶金家的呼聲。第—個實現了這個要求的,是1855年英國人貝塞麥(H.Bessemer)發明的轉爐煉鋼法。人類第一個大規模生產液態鋼的方法從此誕生了。
亨利•貝塞麥(1813—1898),英國發明家和工程師。幼年在其父的鑄字作坊中工作,曾改進排字機和燙金工藝,並致力用黃銅製造「金」粉。他還做過新榨糖機的設計。他發現鼓風化鐵時空氣中的氧可去除生鐵中的碳,於是開始吹空氣煉鋼的研究。
貝塞麥的時代對煉鋼的原理了解很少,只能摸索著前進。最初的試驗在坩堝中熔化生鐵後,通過粘土管將空氣吹人生鐵中。和—般人的預料相反,生鐵不僅沒有被空氣冷卻,反而由於激烈氧化放出大量的熱,爐內金屬一直保持液態直到煉成鋼水。之後他又在專門砌築的爐子里做同樣的試驗,也獲得成功,但靜止不動的爐子不便於把煉成的鋼水放出,最後創造出可以轉動的爐子,空氣從支撐爐體的耳軸經過爐底吹入爐內,形成轉爐煉鋼法。
貝塞麥之所以成功,首先是他發明的煉鋼方法使空氣、鐵水和爐渣處於高度彌散的狀態,反應速度極快,表現了力量和藝術的協調,可以不用外加熱源就能使溫度達到加熱鋼水所需的水平。直到現在,轉爐煉鋼的這個優點仍然是無可比擬的。其次貝塞麥恰好使用了低硫低磷而錳較高的生鐵,煉成的鋼質量好,做成的鋼軌壽命達到普德林鐵軌的20—25倍,所以貝塞麥煉鋼法迅速在歐洲和北美推廣。但在使用其他成分的生鐵時,煉成的鋼在鍛造時發生「熱裂」。經過五年的摸索,由英國人馬希特(R.P. Mushet)找到往鋼水中加入鏡鐵(含有15%—30%錳的鐵碳合金)以脫除過多的氧(稱為「脫氧」操作),消除了熱裂,大規模生產液態鋼的工藝才完全成功。煉鋼工業開辟了新紀元。
由於自然界容易找到的耐火材料如石英岩、河砂等成分為Si02,屬於酸性材料。貝塞麥轉爐的爐襯用這些耐火材料砌築,所以是酸性煉鋼法。酸性煉鋼法不能去除生鐵中的磷和硫。礦石中的磷在高爐里全部被還原進入生鐵,貝塞麥煉鋼法所用的低磷生鐵只能用低磷鐵礦石煉出,而低磷鐵礦在自然界非常罕見。在歐洲法德交界的阿爾薩斯一洛林地區(也就是普法戰爭和第一次世界大戰兩國爭奪的地區),埋藏著巨大的高磷鐵礦床,用它煉出的生鐵含磷高達2%。長期研究用高磷生鐵煉鋼的是英國人托馬斯(S,C.Thomas),1978年他應用白雲石(由CaO和MgO組成的鹼性耐火材料)砌築轉爐爐襯,並利用石灰造鹼性渣脫除鋼中的磷,成功地把高磷生鐵煉成鋼;而且爐渣含氧化磷很多,可作為農作物的磷肥。這種鹼性煉鋼法被稱為托馬斯法;也有人稱之為鹼性貝塞麥法。
現在,用空氣作為氧化劑吹入鐵水以煉成鋼的轉爐煉鋼法已經不存在了。然而,貝塞麥法的意義不僅是開創了煉鋼的新紀元,是煉鋼工藝從手工作坊走向大工業生產,而且它創造了無與倫比的冶金速度和高效率,簡直是冶金生產的偉大藝術。當人們掌握了把氧從空氣中分離出的方法後,轉爐煉鋼在新的技術條件下中心成為第一位的煉鋼法。
㈥ 誰發明灌鋼法
大約在東漢末,我國已可能出現了煉鋼新工藝「灌鋼」法的初始形式。南北朝時,綦毋懷文對這一煉鋼工藝進行了重大改進和完善,使這種新的煉鋼方法趨於穩定,操作更加方便、實用。灌鋼法同百煉法、炒鋼法等煉鋼方法相比有明顯的優點,在高溫下,液態生鐵中的碳分及硅、錳等與熟鐵中的氧化物夾雜發生劇烈氧化反應,這樣可以去除雜質,純化金屬組織,提高金屬質量。因此,灌鋼法可以減少反復折疊、鍛打的次數,提高勞動生產率;而且灌鋼法操作簡便,易於掌握,便於推廣。
灌鋼自出現以來,尤其是綦毋懷文進行了重大改進之後,在我國逐漸推廣開來。南北朝時期,民間已用它製作刀、鐮等;到了唐朝,灌鋼得到進一步發展,特別是在今天的河北一帶,許多冶煉家在使用綦毋懷文創造的冶煉工藝;到宋代,灌鋼流行全國,已經取代炒鋼和百煉鋼,成為當時主要的煉鋼方法;到明朝時,灌鋼技術進一步發展,出現了新的工藝形式「蘇鋼」,這是灌鋼的高級發展階段;直到近現代,在安徽的蕪湖、湖南的湘潭、四川的重慶、威遠等地人們還在使用;可見其影響深遠。灌鋼的出現,為我國煉鋼技術和生產的發展起了巨大的推動作用,在柑鍋煉鋼法發明之前,它一直是一種先進的主要煉鋼方法。而綦毋懷文對灌鋼工藝的發展作出了巨大貢獻。 綦毋懷文在制刀和熱處理方面同樣做出了傑出貢獻。他總結了前人在制刀技術和熱處理方面的豐富實踐經驗,經過不斷鑽研和實踐探索,創造了一套新的制刀工藝和熱處理技術。他做出的刀極其鋒利,能夠一下子斬斷鐵甲30札。
在綦毋懷文之前,我國古代的鋼刀大都用百煉鋼製成,這樣製做的刀、劍雖然性能優異鋒利無比,但也存在不少缺陷,整把刀全部用百煉鋼製成,因此價格昂貴;如一把東漢時期的名鋼劍的價錢可以購買當時供7個人吃兩年9個月的糧食。而且百煉鋼製作刀劍費時費力,三國時,曹操命有司製作寶刀5把,用了三年時間。為此,綦毋懷文對制刀工藝進行了重大更新,他用灌鋼法煉制的鋼做成刀的刃部,而用含碳量低的熟鐵作刀背,這樣製成的刀具刃口鋒利而不易折斷,剛柔兼備、經久耐用。這表明綦毋懷文對鋼鐵的性能有比較深刻的認識,而且能根據不同的用途合理選擇材質,發揮各種材質的優點和長處,節省某些貴重材料,降低成本和費用。一把刀的背部、刃口實際起著不同的作用,因而要求具有不同的性能。一般來說,刃口主要起刺殺作用,因而要求有比較高的硬度,這樣才能保證刀的鋒利,所以應該選擇含碳量較高、硬度較大的鋼來製造。而刀背主要起一種支撐作用,要求有比較好的韌性,使刀在受到比較大的沖擊時不致折斷,這樣就要選擇含碳量較低、韌性較大的熟鐵。綦毋懷文正是有了上述類似認識,在製作刀具時才能夠將熟鐵和鋼巧妙結合起來,將二者恰到好處地用在合適的地方,既滿足了鋼刀的不同部分的不同要求,又節省大量昂貴鋼材,利於鋼刀的推廣和普及。這種制刀工藝,今天還在沿用。
㈦ 介紹關於中國古代三大冶煉技術
1、青銅冶鑄技術:
中國古代最初是使用自然銅,商代早期已能用火法煉制銅錫合金的青銅。冶煉青銅的過程較復雜,大概是先把選好的礦石加入熔劑,再放在煉爐內,燃木炭熔煉,等火候成熟,取精煉銅液,棄去煉渣,即得初銅。初銅仍比較粗,需再經提煉才能獲得純凈的紅銅。紅銅加錫、鉛熔成合金,即是青銅。
青銅的發明是人類文明史上的重大事件,由於其克服了純銅的柔軟弱點,且具有熔點低、鑄造性能好等優點,逐漸成為古代銅器中的主要品種,並促進了車、船、雕刻、金屬加工等製造技術和農業、軍事及經濟社會的發展。青銅器的應用,代表了當時的科技水平和文化藝術水平,成為這一時代的鮮明標志。
2、古代鑄鐵技術:
對鐵器的大量需求,促成了鐵范(鑄鐵金屬型)的發明。1953年河北興隆燕國冶鑄遺址出土的鐵范,曾用來鑄造鐵斧、鋤、鐮和車具。這些鐵范結構合理,壁厚均勻,形狀和鑄件輪廓相一致,並已使用鐵芯。有的范能一次鑄兩件器物(如雙鐮范,圖2[興隆鐵范(雙鐮范)]),表明鑄鐵技術在這個時期已達到較高的水平。
鑄鐵熱處理技術在此期間有明顯的進步。由於鑄鐵都用木炭熔煉,碳含量大都在共晶點附近,而其他元素含量較低,屬於較純的鐵碳合金。不少器件用鐵范鑄造,壁厚一般在3~5毫米,屬於薄壁鑄件。在實踐中,已採用了較為合理的熱處理規范,因而所得韌性鑄鐵件質量較好。白心韌性鑄鐵件多數處理完全,很少殘留滲碳體和析出石墨。黑心韌性鑄鐵件多數以鐵素體和珠光體為基體,一部分以鐵素體或珠光體為基體,石墨形狀與現代同類材質相近。
3、古代鑄鋼技術:
灌鋼法,古代中國勞動人民發明的一種先進煉鋼工藝。是中國早期煉鋼技術一項最突出的成就。由北齊著名冶金家綦母懷文發明。17世紀以前,西方各國一般都是採取熟鐵低溫冶煉的辦法,鋼鐵不能熔化,鐵和渣不易分離,碳不能迅速滲入。經過「塊煉法」--「百煉鋼」--「炒鋼法」的發展歷程,中國發明了灌鋼法,成功解決這一難題,為世界冶煉技術的發展做出劃時代貢獻。
南北朝時期,已經出現了技術更為先進的灌鋼法,用此法製作的兵器堅韌鋒利。早在漢代,人們就開始用煤做燃料,並用來冶鐵。北宋時期,用煤冶鐵已相當普遍。冶鐵爐的溫度因此得到提高,於是加速了冶煉進程,提高了冶鐵業的生產效率。
(7)發明三大煉鋼法擴展閱讀:
被譽為「中國古代兵器之王」的越王勾踐劍,於1965年12月出土於湖北望山一號楚墓,出土時插在木質劍鞘里,出鞘時寒光四射,耀人眼目,鋒利無比,令人贊嘆不已。
越王勾踐劍就是一把採用復合金屬鑄造工藝製作的青銅劍,它的主要成分有銅、錫以及少量的鋁、鐵、鎳、硫組成的青銅合金。而劍刃的精磨技藝水平可同現代在精密磨床上生產出的產品相媲美。由於其劍身的各個部位作用不同,使銅和錫的比例也不一樣。劍脊含銅較多,能使青銅劍韌性良好,不易折斷;而刃部含錫量高,硬度大,則會使青銅劍更為鋒利。
考古學家還證明在湖北地區出土的春秋戰國時期的青銅劍,像越王勾踐劍這樣千古不銹、湛亮如新的還有多把;但奇怪的是,與青銅劍相比,鋼鐵劍卻更容易銹蝕。
㈧ 十八世紀後半期,發明三大煉鋼法中做出貢獻的有誰
A、1740年,英國亨茨曼(B.Hunsman)發明坩堝煉鋼法
B、貝塞麥(BessemerSirHery1813—1898年),又譯貝色麥。英國發明家和工程師,轉爐煉鋼法的發明人之一
C、1856年,德國工程師威廉·西門子使用蓄熱室為平爐的構造奠定了基礎。1864年,法國工程師馬丁利用有蓄熱室的火焰爐,以煤氣或重油為燃料,在燃燒火焰直接加熱的狀態下,將生鐵和廢鋼等原料熔化並精煉成鋼液。
1、普德林法(puddlingprocess)
工業革命初期英國大規模生產熟鐵的冶煉方法。又稱攪煉法。普德林爐的構造和平爐相近,只是沒有下部的蓄熱室。燃料燃燒後形成的長火焰送入爐內,靠爐頂的反射作用加熱生鐵,爐底用鐵的氧化物砌築,由於火焰中的過剩氧和爐底中大量的氧使生鐵中的碳和磷經氧化去除。但普德林爐溫只有約1400℃,生鐵中的碳脫除到一定程度後,熔點超過爐溫,金屬呈半凝固狀態,要靠人力攪拌才能使冶煉繼續進行。但由於爐底和爐渣中含有極高470的氧化鐵,碳可以脫除到很低,成為熟鐵;然後經反復鍛打,擠出熟鐵中的氧化鐵渣子後,製成材料使用。普德林法是現代煉鋼法出現之前的主要生產方法,曾達到相當大的生產規模,19世紀中期歐美各國用普德林熟鐵鋪築的鐵路達到7萬多km。但由於半凝固態冶煉的根本弱點——勞動條件惡劣和熟鐵品質差,在貝塞麥法誕生後,普德林法即被迅速淘汰。
2、坩堝煉鋼法
在石墨黏土坩堝中熔化金屬料成為鋼水的方法。1742年由英國人洪茲曼(B.Huntsman)首先 應用,他將滲碳鐵料切成小塊置於封閉的黏土坩堝中,在坩堝外面加熱,鐵料繼續吸收石墨中的碳而熔化成為高碳鋼水,澆鑄成小錠後鍛打成所需的形狀。鋼在坩堝中熔化時,石墨碳還能起還原劑作用,發生以下還原反應:
C+FeO=CO+Fe
2C+SiO2=2CO+Si
鋼中氧可以去除,各種夾雜物也能從液態鋼中上浮去除,所以鋼(工具鋼)的質量優於當時的各種金屬材料,可用來製造加工金屬材料的工具。坩堝法是人類歷史上第一種生產液態鋼的方法。但是生產量極小,成本高。19世紀末電弧爐煉鋼(法)發明後,逐漸取代了它的位置。只在一些試驗中,還有人應用坩堝熔煉鋼水進行研究,但這已不屬於鋼的生產范疇了。
3、貝塞麥法轉爐煉鋼法
將空氣由酸性爐襯的轉爐爐底吹入鐵水以氧化其中的雜質元素並發生大量的熱,藉以煉成鋼水的轉爐煉鋼方法。又稱為酸性底吹轉爐煉鋼法。在19世紀中葉,歐洲資本主義工業蓬勃發展,當時已有的普德林法和坩堝煉鋼法等古代煉鋼方法已無法滿足社會對鋼日益增長的需要。1855年英國人貝塞麥(H.Bessemer)試驗成功將空氣吹入鐵水以煉成液態鋼的方法,1856年取得專利。在同一時期,美國人凱利(w.Kelly)也研究成功往鐵水內吹空氣煉鋼的方法(Kelly』s air boiling process),1857年獲得美國專利。貝塞麥開始試驗時,恰巧用了磷、硫低而且錳高的生鐵作原料,初步成功了。但改用其他生鐵時,煉得的鋼水凝固時產生氣孔並發生熱裂,難以使用。1856年英國人馬希特(R.Mushet)將鏡鐵(一種含錳的合金)加入到鋼水中,克服了上述困難,促進了貝塞麥法的發展,開了大規模生產液態鋼的先河。它具有極高的生產率和低的成本,鋼質量也優於半固態生產的普德林鐵,因而發展迅速,從1870年到1908年的30多年間,貝塞麥法成為世界上的主要煉鋼方法。圖1為貝塞麥在英國舍菲爾德開辦的煉鋼廠的概貌。在美國,1908年前貝塞麥法也一直占據主要地位,直至平爐煉鋼法興起。隨著低磷鐵礦耗用殆盡,而世界上逐漸積累起來的廢鋼又不能在貝塞麥煉鋼法中應用,而且其鋼的質量較平爐鋼差。因此,貝塞麥法逐漸衰落,為平爐煉鋼法所取代。雖然現在貝塞麥煉鋼法已經消失,但它被公認為是現代煉鋼法的肇始,它巧妙地利用鼓風的動力學作用使金屬、爐渣和空氣處於高度乳化的彌散狀態,冶金反應得以高速進行的原理,在各種現代氧氣轉爐中仍在廣泛應用。
4、鹼性平爐煉鋼法
平爐操作工藝 平爐煉鋼用的原材料為:①鋼鐵料如生鐵或鐵水、廢鋼;②氧化劑如鐵礦石、工業純氧、人造富礦;③造渣劑如石灰(或石灰石)、螢石、鐵礬土等;④脫氧劑和合金添加劑。平爐煉鋼的過程通常分為補爐、裝料(鐵礦石、石灰和廢鋼)、加熱、兌鐵水、熔化、精煉、脫氧和出鋼等幾個步驟:以採用廢鋼礦石法操作的 300噸不吹氧的和吹氧的重油平爐為例,煉一爐鋼各期操作時間如表。爐渣的作用 爐渣的比重只有鋼液的1/2左右,浮在熔池面上,介於爐氣和鋼液之間,是爐氣向熔池傳熱和傳氧的媒介。
㈨ 最早的鋼鐵製造法是那國發明
英國冶金學家貝來塞麥發明自的酸性轉爐煉鋼法,1856年8月24日,貝塞麥首先在不列顛科技協會的一次會議上描述了他的煉鋼法,當時他稱之為「不加燃料的煉鐵法」。那篇報告在泰晤士報上全文登出。後來全力進行煉鋼法的研究,發現將融化的生鐵放進轉爐內,吹入高壓空氣,便可燃燒掉生鐵所含的硅、錳、磷、碳,而煉成鋼。這是首創大量產鋼的方法。此後,歐洲、美洲都引進了這一先進方法,世界進入了鋼鐵時代。