2022足球世界杯押注:【国外钢铁业开展史】是什么让美国钢铁工业腾飞?

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  1860年~1900年是美国钢铁业完成快速开展的一个重要时期。美国钢铁业之所以在这一时期完成快速开展,首要得益与两个方面的要素:一是美国各个范畴的快速开展对钢铁需求大幅增加,一是两项低成本革命性炼钢技能的成功创造。这两项革命性的炼钢技能便是贝塞麦转炉炼钢技能和西门子-马丁平炉炼钢技能。这两项具有深远影响的炼钢技能直接导致钢替代了熟铁与生铁,并使用于许多范畴。

  许多学者将这一时期命名为美国钢铁工业的“巨大改变”时期或“起飞”时期。也便是在这一时期,美国成为位居国际前列的工业国家。这一时期美国钢铁产值的改变,能够很好地诠释“巨大改变”或“起飞”的重大意义。这一时期,美国的生铁产值增加了1580%,钢产值更是增加了88000%,钢从本来生铁出产范畴的副产品变成首要产品。1860年,美国的钢产值仅有1.3万吨,占美国铁产值的1.41%,到1900年,钢产值达1141.2万吨,占铁产值的73.9%。

  19世纪50年代,英国人亨利-贝塞麦产生了这样一个主意:将空气吹入装满液态铁水的锅中进行炼钢。他并没有将此主意停留在主意的阶段,随后他着手开发了完成此主意的机械设备,例如用于空气喷吹的鼓风机。贝塞麦工艺要顺利进行,还需求参加一定量的碳,还必须有特定的化学反应,将碳和铁以恰当的份额混合。惋惜的是,贝塞麦并没有找到碳和铁恰当的混合份额,所以最早的贝塞麦工艺并没有真实炼出钢。可是,贝塞麦在英格兰和欧洲一些国家依旧取得了该工艺和相关机械设备的专利。

  就在贝塞麦创造此炼钢工艺的同一时期,还有几位重要的冶金学家,也别离从不同的视点创造了该工艺。例如,英国冶金学家罗伯特-墨希特(Robert Mushet),找到了铁碳及其他元素恰当的化学混合份额,并在贝塞麦转炉中炼出了钢。罗伯特-墨希特取得了该技能的专利。美国人威廉-凯利(William Kelly)先于贝塞麦独立创造了贝塞麦工艺,并在美国取得了该技能的专利,可是凯利仅仅用该工艺出产熟铁。

  但是一个扎手的问题呈现了:假如没有墨希特的专利技能,凯利和贝塞麦工艺都不或许有用、安稳和接连的炼钢。在英国,有一家公司一起具有贝塞麦的两个专利和墨希特的专利。在美国,有两个集团具有这些专利。一家集团包含凯利,具有凯利和墨希特的专利,这个集团为Wyandotte集团。别的一家集团名为特洛伊,该集团取得了贝塞麦机械专利在美国的运用权。假如要出产钢,特洛伊集团需求墨希特的专利技能,Wyandotte集团则需求贝塞麦机械专利技能。随后,这两家公司兼并进入喷气炼钢协会,由此,该协会具有了三个专利。具有这些专利,喷气炼钢协会便答应其他公司运用这些专利,三个专利在美国敏捷得到遍及。

  1873年曾经,在喷气炼钢协会的答应下,美国有10座贝塞麦转炉。例如,坐落Johnstown宾夕法尼亚出产厂的6吨贝塞麦转炉,每年可出产3万吨钢。该厂具有两个6吨转炉,该厂可出产6万吨钢。相比之下,那个时期高炉均匀一年出产1000吨铁。所以说,贝塞麦转炉的质料处理量要远大于其他工艺。

  由此,喷气炼钢协会成为技能遍及的重要机制,当其答应一家企业运用贝塞麦工艺后,它会派出专家组,制作转炉并担任使其运转。在制作这些出产厂的进程中,专家不只教会他人怎么操作运转设备,并且本身也在实践中取得了新的常识,这一进程终究导致了工艺的前进。这些专家中的许多人都成为美国钢铁工业技能前进的重要贡献者。其间比较有代表性的有Alexander Holley, William Jones上尉,以及John Fritz.。Holley为喷气炼钢协会工作了几年,后来进行了一系列技能创新,对贝塞麦工艺进行了优化,最重要的一项是为转炉增加可移动炉底,并取得了专利。还有许多人供职于新的钢铁公司。例如,William Jones上尉成为Edgar Thomason出产厂的司理,这家厂是卡内基钢铁公司的首要出产厂。John Fritz则成为Bethlehem Iron Company的首席执行官。

  贝塞麦炼钢工艺具有三个方面的新特征是旧工艺所不具备的。一是出产进程中的高度协谐和准确,二是关于工程方面的常识,三是全面的冶金常识。具有以上新特征的革命性工艺使美国钢铁产值大幅增加,1880年美国22座转炉出产120.3万吨钢,到1892年,110座转炉出产470万吨钢。

  贝塞麦转炉与西门子-马丁平炉的开展不只仅引发了炼钢出产范畴的革命性改变,还带动了整个钢铁出产工序的优化。例如,贝塞麦转炉的顺行要求较为准确的与上下游工序的合作以及丰厚的化学常识。这些特色被炼铁与轧钢工序所学习使用

  贝塞麦转炉对物料的很多处理导致了对其他出产工序产品更多的需求。贝塞麦转炉需求更高的热量导致工程师将此使用于其他工艺。贝塞麦转炉对化学常识更高要求随后被使用高炉出产和轧钢工艺,导致出产率大幅前进。例如,贝塞麦转炉工艺要求的高产值对高炉大型化提出了要求。此外,高炉的鼓风引擎简直悉数由水力动力换成了蒸汽动力。由此,高炉的大型化对鼓风的温度提出了更高的而要求,热风炉随后被引入。

  贝塞麦转炉工艺导致高炉生铁产值的前进,一起激发了一种被称为硬驱动(Hard Driving)的实践。19世纪70年代,跟着高炉炼铁产值的前进,其产值逐步超越高炉的额外产能。但是,高炉的额外产能在高炉制作结束后是确定好的。1860年之前,很少有炼铁厂的产值超越额外产能。

  硬驱动能够经过三种办法取得,第一种是经过往高炉内增加更多的质料。第二是延聘一些化学方面的专家对高炉工艺进行研究后,找到前进高炉炼铁产值的办法。第三是在高炉大修的时分,对高炉进行全方位的改造,以有用前进产值。这些办法都是试验,有些能前进产值,有些则不能。钢铁厂也将这些信息反馈给工程规划公司和规划人员,以规划新的高炉。

  但从长时间来看,作用是非常好的。1880年曾经,卡内基钢铁公司的伊莎贝拉与露西高炉出产了3.7万吨生铁/年。后来,同一公司的Duquesne高炉出产了10万吨生铁/年。1890年前,美国高炉均匀产铁到达2.5万吨。1850年,这一数字仅仅为1000吨。

  此外,前进产值的别的一项重要技能是质料处理技能的前进。高炉出产厂开始运用卷扬机将物料送到高炉顶部,皮带机、火车和手摇轨道车等被用来移动炉子和主轧跨。这些技能前进大大前进了高炉的产值。

  我国冶金报/我国钢铁新闻网法律顾问:大成律师事务所 杨贵生律师 电话 Email:guisheng.



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