Bessemer-processen är en ståltillverkningsteknik som uppfanns under industriåldern. Skyskrapor, broar och kolossala maskiner blev alla möjliga tack vare styrkan och mångsidigheten hos stål som produceras med denna teknik. Även de räls som förband nationer och underlättade transportrevolutionen har sin existens tack vare denna innovativa teknik.

Även om det har gjorts många framsteg sedan framväxten av ståltillverkning, utlöste Bessemer-processen en våg av industrialisering som fortsätter att påverka våra liv.

1. Vad var Bessemer-processen?
2. Vem uppfann Bessemerprocessen?
3. Hur Bessemer-processen fungerade
4. Stålproduktion och den industriella revolutionen

Vad var Bessemerprocessen?

Bessemer-processen var en ståltillverkningsmetod som utvecklades av Sir Henry Bessemer på 1850-talet och som revolutionerade produktionen av stål. Metoden gick ut på att ståltillverkare värmde tackjärn i en ugn för att nå en viss temperatur. När det brinnande järnet smälte överfördes det till Bessemer-omvandlaren, som var som en eldig slagmark där smält järn förvandlades.

Konverteringsprocessen var snabb och tog vanligtvis cirka 20 minuter. Det resulterande stålet hade en låg kolhalt, vilket gör det lämpligt för tillverkning av järnvägsspår, broar och maskiner.

Medan Bessemer-processen spelade en avgörande roll tidigare, har den ersatts av mer avancerade och effektiva tekniker för att tillverka stål. Nuförtiden använder stålindustrin nyare metoder som den grundläggande oxygenugnen och ljusbågsugnen, som ger bättre kontroll och flexibilitet vid tillverkning av olika typer av stål.

Vem uppfann Bessemerprocessen?

1856 uppfann Sir Henry Bessemer, en skicklig uppfinnare och ingenjör, Bessemerprocessen. Efter att ha fått erfarenhet av att arbeta med den öppna härdprocessen – som innebar att värma en blandning av järn och stålskrot i en öppen härdugn – kom ingenjören på idén till en ny och förbättrad ståltillverkningsteknik.

Men han var inte den enda som försökte flytta fram stålproduktionen under den tiden. En annan anmärkningsvärd figur i denna strävan var William Kelly, en amerikansk järnmästare. Oberoende upptäckte Kelly en liknande process som involverade att blåsa syre genom smält järn för att avlägsna föroreningar.

Det fanns dock skillnader mellan Kellys och Bessemers tillvägagångssätt. Kellys metod använde en lutande omvandlare, medan Bessemer introducerade en stationär omvandlare. Dessutom innebar Bessemers process att blåsa luft direkt in i det smälta järnet, medan Kellys process använde ett preliminärt uppvärmningssteg innan syre blåstes. Trots dessa skillnader var det Kellys arbete som lade grunden för ytterligare framsteg och fungerade som en inspirationskälla för Bessemer.

Bessemer byggde på Kellys upptäckter och gjorde betydande framsteg i att fullända ståltillverkningsprocessen. Hans mest anmärkningsvärda uppfinning var Bessemer-omvandlaren, en avgörande komponent i hans metod. Genom att blåsa syre genom smält tackjärn i omvandlaren tog Bessemer bort orenheter och kunde omvandla smidesjärn till högkvalitativt stål. Han introducerade också innovativa tekniker för att kontrollera luftflöde och temperatur, vilket gör storskalig stålproduktion mer effektiv och praktisk.

Och sist men inte minst föreslog den skicklige metallurgen Robert Mushet att spegeleisen, en järnlegering, skulle läggas till omvandlaren. Detta tillägg förbättrade avsevärt kvaliteten och styrkan hos det resulterande stålet, vilket ytterligare bidrog till effektiviteten av Bessemer-processen.

Hur Bessemer-processen fungerade

Några avgörande steg ger liv i smält järn, som kulminerar i skapandet av högkvalitativt stål. Här är en titt på Bessemer-processen i aktion:

1. Först värmer ståltillverkaren järnet i en ugn tills det når ett smält tillstånd och omvandlar det från fast till flytande form. Den intensiva värmen i ugnen gör att järnet smälter, vilket förbereder det för de efterföljande stegen i Bessemer-processen.
2. När järnet har smält hälls det försiktigt i en specialiserad behållare som kallas Bessemer-omvandlaren. Detta kärl är designat för att motstå de extrema temperaturer och tryck som är involverade i processen.
3. Med det smälta järnet i omvandlaren blåser en kraftig luftblåsning genom den. Denna luft initierar en kemisk reaktion som bränner bort föroreningar, såsom överskott av kol, som finns i järnet. Reaktionen frigör intensiv värme, vilket hjälper till att eliminera föroreningar och bildandet av stål.
4. När föroreningarna brinner, kombineras de och bildar ett lager av avfallsmaterial som kallas slagg. Denna slagg, som är mindre tät än det smälta järnet, flyter ovanpå och avlägsnas senare från ytan. Separationen av slagg liknar hur flytande fett stiger och kan skummas från ytan på en gryta med bönor eller soppa.
5. För att förbättra stålets styrka och kvalitet tillsätts ofta en liten mängd mangan till det smälta järnet. Mangan tjänar flera syften, inklusive att förbättra stålets övergripande kvalitet och hjälpa till att ta bort eventuellt kvarvarande syre som kan påverka dess egenskaper negativt.

Stålproduktion och den industriella revolutionen

Uppfinningen av Bessemer-processen medförde betydande förändringar i stålindustrin, revolutionerade stålproduktionen och dess inverkan på olika sektorer:

• Etablera stålverksindustrin :Efter att ha erhållit det första patentet för sin teknik, arbetade Bessemer med olika industriella partners och startade stålverk utrustade med Bessemer-omvandlare för att effektivt tillverka stål. Dessa bruk var speciellt utformade för att implementera den nya processen i stor skala och effektivt producera stål. Den framgångsrika driften av dessa fabriker bidrog till att hans ståltillverkningsteknik i stor utsträckning användes.
• Effektivitet och kostnadsminskning :Bessemer-processen ökade dramatiskt effektiviteten i stålproduktionen, vilket minskade både tid och kostnader. Det eliminerade det arbetsintensiva manuella avlägsnandet av föroreningar från uppvärmd järnmalm, vilket effektiviserade processen och gjorde den mer ekonomiskt lönsam.
• Framsteg inom konstruktion :Tillgången till prisvärt stål förändrade byggbranschen. Jämfört med järn var Bessemer-stålet starkare och mer hållbart, vilket gör det idealiskt för att bygga broar, järnvägar och skyskrapor. Detta framsteg gjorde det möjligt att bygga större, högre och mer motståndskraftiga strukturer, som formade det moderna stadslandskapet.
• Tillväxt inom tillverkning :Massproduktionen av stål drev på tillväxten av tillverkningssektorn. Stål blev ett viktigt material för tillverkning av maskiner, verktyg och konsumtionsvaror. Branscher blomstrade när tillgången på stål underlättade ökad produktivitet och utökade tillverkningsmöjligheter.
• Ekonomisk utveckling :Tillgängligheten av kostnadseffektivt stål spelade en avgörande roll för den ekonomiska utvecklingen. Dess utbredda användning inom konstruktion och tillverkning drev industriell expansion, teknisk innovation och urbanisering. Stål lade grunden för utvecklingen av transportsystem, vilket möjliggör effektiv handel och förbinder regioner i större skala.

Den här artikeln skapades i samband med AI-teknik, sedan faktagranskad och redigerad av en HowStuffWorks-redaktör.