Bho Linn an Iarainn gu Pròiseas Bessemer agus Obair Steel
An Linn Iarainn
Aig teothaichean fìor àrd, tha iarann a 'tòiseachadh le gualain a ghabhail a-steach, rud a tha a' lùghdachadh puing meatailt a 'mheatailt, agus mar sin bidh iarann teann (2.5 gu 4.5% de ghualan). Chaidh leasachadh de fhùirneis soithich, a chleachd na Sìneach an toiseach anns an 6mh linn RC BC ach a bhathas a 'cleachdadh nas fharsainge san Roinn Eòrpa tro na Meadhan-Aoisean, a' meudachadh a bhith a 'dèanamh iarann teann.
Iarann muc
Chaidh an iarann a bha air a mhilleadh a chaidh a ruith a-mach às na h-fhùirneis soithich agus a chaidh fhuasgladh anns a 'phrìomh shiabhlan agus muilnean ri taobh ainmeachadh mar iarann ciùin oir bha na h-àireamhan beaga, meadhanach agus faisg air an robh coltach ri sìol agus mucan.
Iarann a thilgeil
Tha iarann cruaidh làidir ach tha e a 'fulang bho dhroch ghoireas mar thoradh air a' charbon a th 'ann, agus ga dhèanamh nas lugha na a bhith freagarrach airson obair agus cumadh. Mar a dh'fhàs luchd- glanaidh eòlach mothachail gu robh an t-susbaint àrd de charbon ann an teis-meadhain duilgheadas truagh, rinn iad deuchainnean le dòighean ùra airson a bhith a 'lughdachadh an stuth carbon gus an tèid iarann a dhèanamh nas gnìomhaiche.
Iarainn Iarainn
Aig deireadh an 18mh linn, dh 'ionnsaich luchd-dèanamh iarainn ciamar a dh' atharraichear iarann muc-thomhais a-steach do dh 'iarann obrachaidh carbon-ìosal a' cleachdadh àirneis maorach (air a leasachadh le Henry Cort ann an 1784). Bha na h-àirneis a 'teannachadh iarann leaghta, agus dh'fheumadh iad a bhith air an gluasad le puddlers a' cleachdadh innealan fada air cumadh òir, a 'toirt cothrom dha ocsaidean a bhith a' tighinn còmhla ri carbon agus a 'toirt air falbh carbon.
Mar a tha an stuth carbon a 'tuiteam, bidh puing iarainn a' dol suas, agus mar sin bhiodh mòran iarann ag èirigh anns an fhùirneis. Bhiodh na h-uiread sin air an toirt air falbh agus bhiodh iad ag obair le òrd chruinn leis a 'puddler mus deach iad air an rolladh a-steach do sheilleanan no rèilichean. Ann an 1860, bha còrr is 3000 àirneis maladaidh ann am Breatainn, ach bha a 'phròiseas fhathast air a chuir bacadh le obair agus dian-connaidh.
Steel Steel
Thòisich aon de na cruth stàilinn as tràithe, stàilinn leacan, a 'dèanamh sa Ghearmailt agus ann an Sasainn anns an t-17mh linn agus chaidh a dhèanamh le bhith a' meudachadh susbaint gualain ann an iarann cucair lete le pròiseas air a bheil smentadh. Anns a 'phròiseas seo, bha barraichean de dh' iarann obraichte air an còmhdach le gual-fhiodha ann am bogsaichean cloiche agus teasachadh.
Às dèidh seachdain, bhiodh an iarann a 'gabhail a-steach a' ghualain anns an gual-fhiodha. Bhiodh an teas ath-aithris a 'sgaoileadh gualan nas cothromaiche agus b' e cruaidh-bhriseadh an toradh an dèidh fuarachadh. Bha an t-susbaint carbon a b 'àirde a' dèanamh stàilinn bleithleach mòran nas gnìomhaiche na iarann muc, a 'leigeil leotha a bhith air a bhruthadh no air a roladh.
Dh'fhàs riochdachadh stàilinn blister air adhart anns na 1740an nuair a lorg neach-glacaidh Beurla, Benjamin Huntsman, fhad 'sa bha e a' feuchainn ri stàilinn àrd-inbheach a leasachadh airson a thùsan cloc, gum faodadh an meatailt a leaghadh ann an crèadhaichean crèadha agus air a ghrunnd le frasgan sònraichte gus an slag a thoirt air falbh a bha am pròiseas saimeant air fhàgail air cùl. Bha an toradh air a chnuasgadh no air a thilgeil-stàilinn. Ach mar thoradh air cosgais an toraidh, cha deach an dà chuid inneal-tiodhlacaidh agus teine a chleachdadh a-mhàin ann an tagraidhean sònraichte.
Mar thoradh air an sin, b 'e inneal iarainn a chaidh a dhèanamh ann an àirneis seilg a' phrìomh mheatailt structarail ann am gnìomhachas Bhreatainn anns a 'mhòr-chuid den 19mh linn.
Pròiseas Bessemer agus Obair Steel
Le bhith a 'fàs rathaidean rè an 19mh linn ann an Roinn Eòrpa agus Ameireaga chuir cuideam mòr air gnìomhachas an iarainn, a bha fhathast a' strì le pròiseasan toraidh neo-èifeachdach. Cha robh stàilinn fhathast air a dhearbhadh mar mheatailt structarail agus bha an toradh slaodach agus cosgail. B 'e sin gu 1856 nuair a thàinig Henry Bessemer le dòigh nas èifeachdaiche gus ocsaidean a thoirt a-steach do iarann leaghta gus an stuth carbon a lùghdachadh.
A-nis aithnichte mar Pròiseas Bessemer, dhealbhaich Bessemer gabhal le cumadh piorra - air a bheilear a 'toirt iomradh air mar' tionndair '- far an gabhadh iarann a theasachadh fhad' s gum faodadh ocsaidean a bhith air a sgoltadh tro mheatailt leaghte. Mar a chaidh ocsaidean tro mheatailt leòmhainn, dhèanadh e leis a 'charbon, a' leigeil le carbon dà-ogsaid agus a 'cruthachadh iarainn nas purga.
Bha am pròiseas luath agus saor, a 'toirt air falbh carbon agus sileacan bho iarann ann an corra mhionaid ach dh'fhuiling e le bhith ro shoirbheachail.
Chaidh cus gualain a thoirt air falbh agus bha cus oxygen fhathast anns a 'toradh mu dheireadh. Bha aig Bessemer aig a 'cheann thall ri a luchd-tasgaidh a phàigheadh gus an lorgadh e dòigh gus an stuth carbon a mheudachadh agus an ocsaidean nach robh feum a thoirt air falbh.
Aig an aon àm, fhuair neach-tomhais-lìonaidh Raibeart Mushet Raibeart Mushet agus thòisich e a 'feuchainn ri cumadh de iarann, carbon, agus manganese a dhearbhadh - aithnichte mar spiegeleisen . Bha fios aig Manganese gun toireadh e às ocsaidean bho iarann lete agus an stuth carbon anns an spiegeleisen nam biodh e air a chur ris na h-àireamhan ceart, gun toireadh e fuasgladh do dhuilgheadasan Bessemer. Thòisich Bessemer a 'cur gu mòr ris a' phròiseas atharrachaidh aige.
Dh'fhuirich aon duilgheadas. Dh'fhàillig Bessemer air dòigh a lorg gus fosfair a thoirt air falbh - mì-fhortanach mì-mhodhail a tha a 'dèanamh stàilinn brùide-on a' toradh deireannach aige. Mar sin, cha ghabhadh ach seòmraichean fosfair-saor bhon t-Suain agus a 'Chuimrigh a chleachdadh.
Ann an 1876 thàinig a 'Chuimreach Sidney Gilchrist Thomas air adhart leis an fhuasgladh le bhith a' cur clach-aoil fliuch cudthromach ris a 'phròiseas Bessemer. Tharraing a 'chlach-aoil fosfair bhon iarann muc dhan slaig, a' leigeil leis an eileamaid gun iarraidh a thoirt air falbh.
Bha an innleachdas seo a 'ciallachadh gum faodadh muileann iarainn bho àite sam bith san t-saoghal a bhith air a chleachdadh airson stàilinn a dhèanamh. Gun iongnadh, thòisich cosgaisean stàilinn a 'lùghdachadh gu mòr. Leig prìsean airson rèile stàilinn còrr is 80% eadar 1867 agus 1884, mar thoradh air na dòighean ùra a bha a 'dèanamh stàilinn, a' tòiseachadh air fàs gnìomhachas stàilinn an t-saoghail.
Pròiseas an Teasairginn Fhosgailte:
Anns na 1860an, chuir innleadair Gearmailteach Karl Wilhelm Siemens tuilleadh air barrachd stàilinn a dhèanamh tro bhith a 'cruthachadh a' phròiseas teas fosgailte. Bha am pròiseas teas fosgailte a 'dèanamh stàilinn bho iarann muc ann an àirneis tana mòr.
Le bhith a 'cleachdadh teòthachd àrd gus a bhith a' losgadh barrachd gualain agus neo-ionnanachd eile, bha am pròiseas an crochadh air seòmraichean brèige teas fon teallach. An uairsin bhiodh àirneis ath-nuadhachail a 'cleachdadh gasaichean fuasglaidh bhon fhùirneis gus teothachd àrd a chumail anns na seòmraichean brèige gu h-ìosal.
Bha an dòigh seo a 'ceadachadh meud mòran nas motha a dhèanamh (ghabhadh 50-100 tunna meataigeach a dhèanamh ann an aon fhùirneis), deuchainn ràitheil de stàilinn leòmhainn gus an gabhadh a dhèanamh gus sònrachadh sònraichte a shònrachadh agus cleachdadh stàilinn sgrap mar stuth amh S an Iar- Ged a bha am pròiseas fhèin na bu mhiosa, ann an 1900 bha am pròiseas teas fosgailte air a dhol an àite pròiseas Bessemer.
Breith gnìomhachas an t-stàilinn:
Bha an ar-a-mach ann an riochdachadh stàilinn a bha a 'solarachadh stuth nas saoire, nas àirde, air aithneachadh le mòran luchd-gnìomhachais an latha mar chothrom tasgaidh. Chuir luchd-calpa bho dheireadh na 19mh linn, a 'gabhail a-steach Anndra Carnegie agus Teàrlach Schwab, milleanan (billeanan ann an cùis Charnegie) a-steach dhan ghnìomhachas stàilinn. B 'e a' Chorpainn Stàilinn Carnegie, a chaidh a stèidheachadh ann an 1901, a 'chiad chorporra a chaidh a chur air bhog a bha luachmhor aig còrr is billean dollar.
Fuasgladh Arc Fùirneis Dealanach:
Dìreach an dèidh tionndadh na linne, chaidh leasachadh eile a dhèanamh a bheireadh buaidh mhòr air leasachadh cinneasachadh stàilinn. Chaidh fùirneis arc dealain Paul Heroult (EAF) a dhealbhadh gus sruth-dealain a thoirt seachad tro stuth a chaidh a chuairteachadh, agus mar thoradh air teasachadh eun-eòlach agus teothachd suas gu 3272 ° F (1800 ° C), barrachd na gu leòr airson toradh stàilinn a theasachadh.
An toiseach air a chleachdadh airson steels sònraichte, dh'fhàs EAFan air a chleachdadh agus, leis an Dara Cogadh, bha iad air an cleachdadh airson a bhith a 'dèanamh alloidhean stàilinn. Leig an cosgais ìosal a bha an sàs ann a bhith a 'stèidheachadh muilnean EAF a' leigeil leotha a bhith a 'farpais ri prìomh riochdairean na SA leithid Steel Steel Corp. agus Steel Steel, gu h-àraid ann an steels guail, no bathar fada.
Seach gu bheil EAFs comasach air stàilinn a dhèanamh bho bhiadh 100% sgrap-no fuar, tha nas lugha de lùth airson gach aonad riochdachaidh a dhìth. A bharrachd air teintean ogsaidean bunaiteach, faodar obraichean a stad agus tòiseachadh le cosgais beag co-cheangailte. Air na h-adhbharan sin, tha an toradh tro EAFs air a bhith a 'sìor dhol am meud fad còrr is 50 bliadhna agus tha e a-nis a' cunntadh airson timcheall air 33% de thionndadh cruach cruaidh.
A 'dèanamh cruach oxygen:
A 'mhòr-chuid de riochdachadh cruaidh stàilinn - mu 66% - a tha a-nis air a dhèanamh ann an goireasan ogsaidean bunaiteach. Le bhith a 'leasachadh dòigh airson sgaradh oxygen bho nitrigin air sgèile gnìomhachais anns na 1960an, thug e cothrom adhartasan mòra ann an leasachadh àirneis ogsaidean bunaiteach.
Bidh àirneis ogsaidean bunaiteach a 'sgoltadh ocsaidean ann an tomhas mòra de iarann leòmhainn agus sgudal stàilinn agus faodaidh iad cosgais a chrìochnachadh fada nas luaithe na dòighean teintean fosgailte. Faodaidh soithichean mòra a 'cumail suas ri 350 tunna meatair de dh'iarann tionndadh gu stàilinn ann an nas lugha na uair a thìde.
Bha èifeachdas cosgais obair stàilinn ogsaidean a 'dèanamh factaraidhean cluinntinn fosgailte neo-chomasach agus, às deidh do bhith a' dèanamh innealan stàilinn oxygen anns na 1960an, thòisich obraichean teas-fosglaidh a 'dùnadh. Dhùin an teasachadh fosgailte mu dheireadh anns na SA ann an 1992 agus ann an Sìona ann an 2001.
Stòran:
Spool, Joseph S. Eachdraidh ghoirid air Dèanamh Iarainn is Stàilinn . Colaiste Naomh Anselm.
Ri fhaotainn: http://www.anselm.edu/homepage/dbanach/h-carnegie-steel.htm
Comann Stàil an t-Saoghail. Làrach-lìn: www.steeluniversity.org
Sràid, Artair. & Alexander, WO 1944. Meatlan ann an Seirbheis Man . 11mh Eagrachadh (1998).