فرآیند بسمر و صنعت فولاد
روند BESSEMER
فرآیند بسمر
روند بسمر، اولین روش برای ساخت فولاد در مقدار زیاد و ارزان بود که در اوایل دهه 1850 نیز توسعه یافت. این روش نام خود را از مهندس انگلیسی هنری بسمر (1813-1898) که مخترع این روش بود گرفته است. این روش در سال 1857 توسط ویلیام کلی ثبت اختراع دریافت کرد و به طور مستقل در ایالات متحده امریکا توسعه پیدا کرد.
بسمر و کلی، آهن خام مذاب را با تزریق هوا آزمایش کردند. اکسیژن موجود در هوا باعث پاکسازی آهن خام از آلودگی هایی مثل سیلیکون و کربن شده و آهن مذاب خام را به فولاد مذاب شده تبدیل کرد. پس از دمیدن هوا برای از بین بردن ناخالصی ها، مقادیر دقیقی از کربن و سایر فلزات به آن اضافه می شود تا خصوصیات نوع فولاد موردنظر به آن داده شود. سپس در این روش، فولاد مذاب شده را به قالب می ریزند.
در سال 1864 این فرآیند موفق شد به صنعت فولاد ایالات متحده وارد شود و بهبود یابد.
بنیامین هانتسمن مخترع روش بوته زنی فولاد
بنیامین هانتسمن
1704-1776
مخترع انگلیسی
بنجامین هانتسمن، یک مخترع انگلیسی و تاجر بود که برای اختراع خود یعنی روند بوته برای ریخته گری از فولاد در سال 1740 شناخته شده است. این فرآیند منجر به فولاد با ترکیب یکنواخت تر و خلوص بیشتر از هر نوع فولادی که قبلاً تولید شده بود ، شد. به دلیل این خواص ، ابزار و کارد و چنگال بهتر و بهینه تری را می ساخت. گرچه این فرآیند در مقایسه با پیشرفتهای مدرن ساخت فولاد گران قیمت و دست و پا گیر است ، اما مهمترین پیشرفت در تولید فولاد در آن زمان بود.
بنجامین هانتسمن در سال 1704 در لینکلن شایر انگلیس متولد شد. والدین وی تنها چند سال قبل از تولد وی از آلمان مهاجرت کردند. بنیامین در دوران جوانی استعداد درخشان صنایع دستی را از خود نشان داد. او در تعمیر ساعت بسیار ماهر شد و یک کار ساعت سازی در دونکستر راه اندازی کرد. وی همچنین سایر تعمیرات مکانیکی عمومی را نیز انجام داد و یک جراح ماهر بود. وی به واسطه هر دو ویژگی به طور گسترده ای شناخته شد.
وی در کار خود به دنبال بهبود ابزارهایی بود که با آنها کار می کرد. او از کیفیت پایین فولادی که از آلمان به دست آورد ناامید شد. این امر خصوصاً در مورد فنرهای پیچیده و آونگ هایی که برای ساختن ساعتهای خود احتیاج داشت ، صادق بود. ناامیدانه ، هانتسمن شروع به آزمایش تولید فولاد خودش برای ارتقا کیفیت کرد. پس از چندین تلاش ناموفق برای روشن کردن کوره خودش در دمای مناسب ، او به شفیلد انگلیس نقل مکان کرد تا بتواند سوخت بهتری داشته باشد.
فولاد و استفاده از آن در صنایع صاختمان سازی
فولاد
به دنبال استفاده از چدن و فرفورژه در ساختمانها ، از فولاد (فلزی مقاوم و قابل انعطاف ، بیشتر آهن ، با کربن اضافه شده و بعضاً مقدار کمی فلزات دیگر) برای سازه های بلند ، به ویژه آسمان خراش های دهه 1880 در آمریکا استفاده شد. یکی از اولین کسانی که دارای اسکلت اسکلت کامل بود و بدون کمک آجر یا سفت کننده های سنگ تراشی ، از تمام کف ها و غیره پشتیبانی می کرد ، ساختمان منیتن جنی ، شیکاگو بود، (1889–90) .
اما این قاب کاملاً از فولاد نبوده و از آهن و چدن ساخته شده و همچنین فولاد تشکیل شده بود. جنی در طبقات فوقانی ساختمان شرکت بیمه خانه ، شیکاگو (5-1884) از فولاد استفاده کرده بود که واقعاً یک آسمان خراش نمونه بود ، اما ساختار هیبریدی بود و اسکلت فولادی واقعی نداشت.
مستحکم و قابلیت جمع شدن سریع فولاد ، در ساخت پل و جاهای دیگر ثابت شده است ، بنابراین پتانسیل آن برای ساختمانی صنعتی و آسمان خراش ها در سالهای پایانی C19 آشکار شدند . فولاد در دماهای بالا ممکن است از کار بیفتد ، بنابراین باید از آن در برابر آتش محافظت شود ، و به نظر می رسد این در ابتدا باعث جلوگیری از طراحانی شده است که قابهای پشت سنگ تراشی و نمای دیگر را پنهان کرده اند.
بعداً استفاده های زیبا از سازه های فلزی توسط میس ون روهه نشان داده شد Cor-Ten Steel ، زیرا نیازی به محافظت از رنگ ندارد و میتوانست در محیط های خارجی و غیر سرپوشیده استفاده شود.
صنعت فولاد از ابتدا تاکنون
صنعت فولاد
فولاد ترکیب آلیاژهای کربن و آهن بوده که سخت تر و قوی تر از آهن است. در حالی که اولین کارخانه آهن سازی در آمریکای شمالی انگلیس در شهر جیمز تاون ، ویرجینیا (1621) تأسیس شد ، صنعت فولاد آمریکا تا پس از جنگ داخلی آمریکا (1861 - 1865) پیشرفت نکرد. استفاده از فولاد تا قبل از جنگ داخلی آمریکا به دلیل بالا بودن هزینه تولید با روشهای موجود، عمدتاً به محصولات با ارزش خیلی بالا محدود می شد و ایالات متحده در آن زمان تقریباً تمام فولاد مورد نیاز خود را وارد می کرد .
اوایل قرن نوزدهم و با رسیدن به عصر بخار، تقاضای زیادی برای آهن ایجاد شد. تا این زمان بیشتر معادن آهن ، کوره های آهنگری و آهنگران بخش های کوچکی بودند. بخار تقاضا را برای آهن نورد ایجاد کرد که در ساخت دیگهای بخار استفاده میشد.
استفاده از دیگهای آهنی ، همانطور که خطوط راه آهن و قایق های پارویی آن زمان استفاده می کردند ، خطرناک بود زیرا آهن از مقاومت کافی در برابر فشار بخار برخوردار نبود و اغلب منفجر شده و باعث مرگ و قتل عام می شدند. علاوه بر این ، بیش از 30000 مایل مسیر راه آهن با ریل های آهنی بین سالهای 1830 و آغاز جنگ داخلی آمریکا در ایالات متحده گذاشته شد . در نتیجه کارخانه های آهن به شرکت های بزرگ تبدیل شدند ، اما ریل های آهن اغلب به دلیل شدت دما تاب می خورند و باعث ایجاد خارج شدن قطار از خط می شدند.