贝塞麦转炉炼钢法查看源代码讨论查看历史
贝塞麦转炉炼钢法最早源于工业革命,是平炉炼钢法发明之前首个从生铁大规模生产钢的廉价工艺,以英国发明人亨利•贝塞麦的名字命名。
贝塞麦1855年取得该工艺的专利。不过在1851年美国的威廉•开雷也独立地发明了该工艺。[1][2]
19世纪40年代末人们在工厂里发现,精炼生铁时,少加一些木炭,多往炉内鼓进些空气,能使炉温升高。此法不仅节约了木炭,而且可以把铁炼成钢。1851年人们建成了新的炼钢炉。后来英国发明家贝塞麦首先公布转炉炼钢法,贝塞麦转炉炼钢法也因此而得名。[3]
这个方法在欧洲以外已经用了几百年,但并未达到工业规模。但在20世纪-50年代,在世界钢产量中,约85%是平炉炼出来的。
直到1952年在奥地利出现纯氧顶吹转炉,它解决了钢中氮和其他有害杂质的含量问题,使质量接近平炉钢,同时减少了随废气损失的热量,可以吹炼温度较低的平炉生铁,因而节省了高炉的焦炭耗量,且能使用更多的废钢 。由于转炉炼钢速度快,负能炼钢,节约能源,故在此基础上,转炉炼钢重新成为当代炼钢的主流。
之后随著时代的发展,人们在贝塞麦转炉炼钢法上做出了很大的改进。铁水预处理、复吹转炉、炉外精炼、连铸技术的发展,打破了传统的转炉炼钢模式。已由单纯用转炉冶炼发展为铁水预处理、复吹转炉吹炼、炉外精炼、连铸这一新的工艺流程。而转炉就成了主要承担钢水脱碳和升温的任务了
原理与构造
贝塞麦设计了一个炉子,高约1.22米,系固定式的垂直容器,下部有6个风口,可加入熔融生铁约350公斤。试验时人们对此表示极大的怀疑。就连参加实验的工匠们都警告他说,不加焦炭光吹空气,会使铁水在炉中凝固。
但是,从炉底鼓进空气后,情况出人意料。首先将铁水中的锰和矽氧化,形成褐色烟雾逸出,在这期间,铁水中的碳也被氧化成二氧化碳。炉温从倒入铁水时的1350℃大约上升到1600℃,反应非常剧烈,像火山爆发一样。整个过程约30分钟,而且不需要任何燃料,就可以炼一炉钢。接著,他将炼钢炉从固定式结构改为可向一侧倾倒,以使炼好的钢水易于倒出。使炼钢炉成为可转动的炉。即转炉。1857年他取得了这项发明的专利。
威廉•开雷炼钢法
1851年美国威廉•开雷 (发明家)也独立地发明了该工艺,并宣称亨利•贝塞麦剽窃了该技术。据李约瑟同僚汉学家唐纳德•瓦格纳(汉名华道安)指出威廉•开雷曾在1854年聘用四名清国铁艺工人,并指出在受到他们的启发后威廉•开雷发明了此工艺;以李约瑟为主的汉学家认为该工艺的雏形能追溯到北宋时期沈括的《梦溪笔谈•卷三•辨证一•锻钢法》一文