Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Болат өндіру әдісі
Steel production method
Бессемер процесі – ашық ошақтың пайда болуына дейін балқытылған шойыннан болатты көптеп өндіруге арналған алғашқы, төмен құнмен өнеркәсіптік процесс болды. Негізгі қағидасы – балқытылған темірге ауа үрлеу арқылы тотығу процесінде темірден қоспаларды жою. Тотығу темір массасының температурасын көтеріп, оны балқытылған күйде ұстайды. Ауамен декарбонизациялауға байланысты процестер Еуропадан тыс жерлерде жүздеген жылдар бойы қолданылып келген, бірақ өнеркәсіптік деңгейде емес. Мұндай процестердің бірі (құюға ұқсас) 11-ші ғасырда Шығыс Азияда белгілі болған, сол кездегі ғалым Шэнь Куо Қытайдың темір және болат өнеркәсібінде оның қолданылуын сипаттаған. 17-ші ғасырда еуропалық саяхатшылар жапондықтардың оны қолданғандығы туралы мәліметтер келтірген. Қазіргі заманғы процесс өнертапқышы, ағылшын Генри Бессемердің есімімен аталады, ол 1856 жылы осы процесске патент алған, бірақ бұл талас-тартыс тудырады. Негізгі отқа төзімді қаптаманы пайдаланатын процесс "негізгі Бессемер процесі" немесе ағылшын ғалымдары Перси Гилхрист пен Сидни Гилхрист Томас есімдерімен Гилхрист-Томас процесі деп аталады.
The Bessemer process was the first inexpensive industrial process for the mass production of steel from molten pig iron before the development of the open hearth furnace. The key principle is removal of impurities from the iron by oxidation with air being blown through the molten iron. The oxidation also raises the temperature of the iron mass and keeps it molten. Related decarburizing with air processes had been used outside Europe for hundreds of years, but not on an industrial scale. One such process (similar to puddling) was known in the 11th century in East Asia, where the scholar Shen Kuo of that era described its use in the Chinese iron and steel industry. In the 17th century, accounts by European travelers detailed its possible use by the Japanese. The modern process is named after its inventor, the Englishman Henry Bessemer, who took out a patent on the process in 1856. though the claim is controversial. The process using a basic refractory lining is known as the "basic Bessemer process" or Gilchrist–Thomas process after the English discoverers Percy Gilchrist and Sidney Gilchrist Thomas.
Қытай
Бессемер процесіне ұқсас жүйе Шығыс Азияда 11 ғасырдан бері қолданылып келеді. Экономикалық тарихшы Роберт Хартвеллдің айтуынша, Сун әулетінің (960–1279 жж.) қытайлықтары «жартылай көміртексіздендіру» әдісін жаңартқан. Синолог Джозеф Нидхам және металлургия тарихшысы Теодор А. Вертиме бұл әдісті болат жасаудың Бессемер процесіне дейінгі баламасы ретінде сипаттаған. Бұл процесті алғаш рет 1075 жылы Чичжоуға сапар барысында, көп білімді ғалым және мемлекеттік шенеунік Шэнь Куо (1031–1095) сипаттаған. Сэр Генри Бессемер өзінің 1890 жылы жазған өмірбаяндығында өнертабысының бастауын баяндады. Қырым соғысы кезінде көптеген британдық өнеркәсіпшілер мен өнертапқыштар әскери технологияға қызығушылық танытты. Бессемердің сөзіне сәйкес, оның өнертабысы 1854 жылы Наполеон III-мен жақсы артиллерия үшін қажетті болат туралы әңгімесінен туындаған. Бессемер былай деді: «Бұл – осы ғасырдың ең маңызды революцияларының бірін бастаған ұшқын болды, себебі сол түні Винсеннен Парижде таксиде жалғыз келе жатып, мен қару жасаудағы темірдің сапасын жақсартуға бар күшімді салуға шешім қабылдадым». Ол кезде болат тек ас-үй құралдары мен аспаптар сияқты ұсақ бұйымдар жасауға қолданылатын, ал зеңбіректер үшін тым қымбат еді. 1855 жылдың қаңтарынан бастап ол артиллерияға қажетті үлкен көлемде болат өндірудің жолын іздестіре бастады және қазан айында Бессемер процесіне қатысты алғашқы патентын тіркеді. Ол бұл әдісті бір жылдан кейін, 1856 жылы патенттеді. Бессемер өзінің процесіне төрт темір өндірушіге лицензия берді, жалпы сомасы 27 000 фунт стерлинг болды, бірақ лицензия алғандар оның уәделеген болат сапасын өндіре алмады – оның досы Уильям Клейдің айтуынша, «ыстыққа төзімсіз және суыққа да төзімсіз» еді, кейіннен ол оларды 32 500 фунт стерлингке қайта сатып алды. Оның жоспары бірнеше географиялық аймақтардың әрқайсысында бір компанияға лицензия беру еді, тоннасына роялти мөлшерлемесімен, өндірісті ынталандыру үшін олардың өнімдерінің бір бөлігіне төменгі ставка қосатын, бірақ олар сату бағасын төмендетпеуі үшін үлкен емес. Осы әдіс арқылы ол жаңа процестің беделін арттырып, нарықтағы үлесін ұлғайтуды жоспарлады. Болаттың кейбір сорттары болаттан өтетін ауа ағынындағы 78% азотқа сезімді. Бұл шешімді алғаш рет Дина орманында мыңдаған тәжірибелер жүргізген британдық металлург Роберт Форестер Мушет тапты. Оның әдісі алдымен барлық қоспаларды және көміртекті мүмкіндігінше күйдіріп, содан кейін көміртек пен марганецті спиегельэйзен қосып қайтадан енгізу болды – бұл темір мен марганецтің, көміртектің және кремнийдің аздаған мөлшерлері бар қоспасы. Бұл дайын өнімнің сапасын жақсартады, оның пластикалық қасиеттерін арттырады – жоғары температурада прокаткалау мен соғуға төзімділігін арттырады және оны алуан түрлі қолдануға ыңғайлы етеді. Мушеттің патенты патенттік алымдарды төлеуге қабілетсіздігіне байланысты мерзімі бітіп, Бессемер сатып алды. Бессемер патенттерінен 5 миллион доллардан астам роялти түсімдері болды. Бұл процеске лицензия алған алғашқы компания Манчестердегі W & J Galloway фирмасы болды, олар Бессемер 1856 жылы Челтенхемде жариялағанға дейін мұны жасады. Олар лицензиялық төлемдерді қайтарған төрт компанияның тізіміне кірмейді. Алайда, олар 1858 жылы лицензиясын қайтарып алып, Бессемер және басқалармен серіктестікке инвестиция салу мүмкіндігіне ие болды. Бұл серіктестік 1858 жылдан бастап Шеффилдте болат өндіре бастады, бастапқыда Швециядан импортталған ағаш көмірінен жасалған шикізат пайдаланды. Бұл алғашқы коммерциялық өндіріс болды. Сондай-ақ, швед саудагері және консулы Горан Фредрик Горанссон 1857 жылы Лондонға сапары кезінде Швеция мен Норвегияда пайдалану үшін Бессемер патентіндегі 20% үлесін сатып алды. 1858 жылдың бірінші жартысында Горанссон инженерлердің шағын тобымен бірге Швецияның Хофорс қаласына жақын Эдскен қаласында Бессемер процесін тәжірибеден өткізді, содан кейін ол сәттілікке жетті. Кейінірек 1858 жылы ол Лондонда Генри Бессемермен тағы да кездесіп, оны процестің сәттілігіне сендірді және Англияда өзінің болат сату құқығын келісті. Өндіріс Эдскенде жалғасты, бірақ қажетті өндірістік масштабқа жетпеді. 1862 жылы Горанссон өзінің Högbo Iron and Steel Works компаниясы үшін Сторсжон көлінің жағалауында, Сандвикен қаласының негізі қаланған жерде жаңа зауыт салды. Компанияның атауы Sandviken's Ironworks болып өзгертілді, өсіп, 1970 жылдары Sandvik болды.
A system akin to the Bessemer process has existed since the 11th century in East Asia. Economic historian Robert Hartwell writes that the Chinese of the Song Dynasty (960–1279 CE) innovated a "partial decarbonization" method of repeated forging of cast iron under a cold blast. Sinologist Joseph Needham and historian of metallurgy Theodore A. Wertime have described the method as a predecessor to the Bessemer process of making steel. This process was first described by the prolific scholar and polymath government official Shen Kuo (1031–1095) in 1075, when he visited Cizhou. Sir Henry Bessemer described the origin of his invention in his autobiography written in 1890. During the outbreak of the Crimean War, many English industrialists and inventors became interested in military technology. According to Bessemer, his invention was inspired by a conversation with Napoleon III in 1854 pertaining to the steel required for better artillery. Bessemer claimed that it "was the spark which kindled one of the greatest revolutions that the present century had to record, for during my solitary ride in a cab that night from Vincennes to Paris, I made up my mind to try what I could to improve the quality of iron in the manufacture of guns." At the time, steel was used to make only small items like cutlery and tools, but was too expensive for cannons. Starting in January 1855, he began working on a way to produce steel in the massive quantities required for artillery and by October he filed his first patent related to the Bessemer process. He patented the method a year later in 1856. Bessemer licensed the patent for his process to four ironmasters, for a total of £27,000, but the licensees failed to produce the quality of steel he had promised—it was "rotten hot and rotten cold", according to his friend, William Clay—and he later bought them back for £32,500. His plan had been to offer the licenses to one company in each of several geographic areas, at a royalty price per ton that included a lower rate on a proportion of their output in order to encourage production, but not so large a proportion that they might decide to reduce their selling prices. By this method he hoped to cause the new process to gain in standing and market share. Certain grades of steel are sensitive to the 78% nitrogen which was part of the air blast passing through the steel. The solution was first discovered by English metallurgist Robert Forester Mushet, who had carried out thousands of experiments in the Forest of Dean. His method was to first burn off, as far as possible, all the impurities and carbon, then reintroduce carbon and manganese by adding an exact amount of spiegeleisen, an alloy of iron and manganese with trace amounts of carbon and silicon. This had the effect of improving the quality of the finished product, increasing its malleability—its ability to withstand rolling and forging at high temperatures and making it more suitable for a vast array of uses. Mushet's patent ultimately lapsed due to Mushet's inability to pay the patent fees and was acquired by Bessemer. Bessemer earned over 5 million dollars in royalties from the patents. The first company to license the process was the Manchester firm of W & J Galloway, and they did so before Bessemer announced it at Cheltenham in 1856. They are not included in his list of the four to whom he refunded the license fees. However, they subsequently rescinded their license in 1858 in return for the opportunity to invest in a partnership with Bessemer and others. This partnership began to manufacture steel in Sheffield from 1858, initially using imported charcoal pig iron from Sweden. This was the first commercial production. A 20% share in the Bessemer patent was also purchased for use in Sweden and Norway by Swedish trader and Consul Göran Fredrik Göransson during a visit to London in 1857. During the first half of 1858, Göransson, together with a small group of engineers, experimented with the Bessemer process at Edsken near Hofors, Sweden before he finally succeeded. Later in 1858 he again met with Henry Bessemer in London, managed to convince him of his success with the process, and negotiated the right to sell his steel in England. Production continued in Edsken, but it was far too small for the industrial scale production needed. In 1862 Göransson built a new factory for his Högbo Iron and Steel Works company on the shore of Lake Storsjön, where the town of Sandviken was founded. The company was renamed Sandviken's Ironworks, continued to grow and eventually became Sandvik in the 1970s.
АҚШ-тағы өнеркәсіптік революция
Александр Лайман Холли Америка Құрама Штаттарында Бессемер болат өндірісінің табысына зор үлес қосты. Оның "Орданс және бронь туралы трактаты" заманауи қару-жарақ өндірісі және болат жасау тәжірибесі туралы маңызды еңбек саналады. 1862 жылы ол Бессемердің Шеффилд зауытына сапар шегіп, АҚШ-та пайдалану үшін процесті лицензиялауға қызығушылық танытты. АҚШ-қа оралғаннан кейін Холли Нью-Йорк штатының Троя қаласынан екі темір өндіруші – Джон Ф. Уинслоу және Джон Август Грисвольдпен кездесті. Олар оны Ұлыбританияға оралып, өз атынан Англия банкімен келіссөздер жүргізуді сұрады. Холли Грисвольд пен Уинслоуға Бессемердің патенттелген процестерін пайдалануға лицензия алды және 1863 жылдың соңында АҚШ-қа қайтты. Үшеуі 1865 жылы Нью-Йорк штатының Троя қаласында зауыт құруға кірісті. Зауытта Холлидің Шеффилдтегі Бессемер зауытынан гөрі өнімділікті едәуір арттырған бірқатар жаңалықтары бар болды, ал иелері 1867 жылы сәтті қоғамдық көрме ұйымдастырды. Троя зауыты жаңа процесті болат рельстерін өндіру үшін пайдалануды ниеттенген Пенсильвания темір жолының назарын аударды. Ол Холлидің екінші зауытын өзінің Pennsylvania Steel еншілес компаниясының аясында қаржыландырды. 1866 мен 1877 жылдар аралығында серіктестер барлығы 11 Бессемер болат зауытына лицензия берді. Олардың арасында инвесторлардың бірі Эндрю Карнеги болды, ол 1872 жылы Бессемерге сапар шеккеннен кейін жаңа болат технологиясында зор мүмкіндік көріп, оны өзінің қолданыстағы бизнесі – Keystone Bridge Company және Union Iron Works компанияларына пайдалы қосымша ретінде қарастырды. Холли Карнеги үшін жаңа болат зауытын салып, процесті жетілдіруді жалғастырды. 1875 жылы ашылған жаңа зауыт Эдгар Томсон болат зауыты деп аталды және АҚШ-тың ірі әлемдік болат өндіруші ел ретінде өсуіне бастама берді. Бессемер процесін пайдаланып, Carnegie Steel 1873 және 1875 жылдар аралығында болат теміржол рельстерінің құнын тоннасына 100 доллардан тоннасына 50 долларға дейін төмендетті. Болат бағасы 1890 жылдарға қарай тоннасына 18 долларға дейін төмендеді. Карнегидің Томсон зауыты ашылғанға дейін АҚШ-тағы болат өндірісі жылына шамамен 157 000 тоннаны құрады. 1910 жылы американдық компаниялар жылына 26 миллион тонна болат өндірді. Скрантон қаласындағы (Пенсильвания штаты) Lackawanna Iron & Coal Company компаниясының басқарушысы және иесі Уильям Уокер Скрантон да Еуропадағы процесті зерттеді. Ол 1876 жылы Бессемер әдісімен теміржол рельстерін өндіретін зауыт салып, өндірісін төрт есеге арттырды. Бессемер болаты АҚШ-та негізінен теміржол рельстерін жасау үшін қолданылды. Бруклин көпірін салу кезінде арзан Бессемер болатының орнына балқыту болаты қолданылуы керек пе деген мәселе бойынша үлкен дау туды. 1877 жылы Абрам Хьюит Бруклин көпірінің құрылысында Бессемер болатын пайдаланбауға шақырып хат жазды. Тюльменді болат пен Бессемер болат үшін де ұсыныстар келіп түсті; Джон А. Роблингтің ұлдары Бессемер болаты үшін ең төмен баға ұсынды, бірақ Хьюиттің тапсырмасымен келісімшарт J. Lloyd Haigh Co. компаниясына берілді.
Alexander Lyman Holley contributed significantly to the success of Bessemer steel in the United States. His A Treatise on Ordnance and Armor is an important work on contemporary weapons manufacturing and steel making practices. In 1862, he visited Bessemer's Sheffield works, and became interested in licensing the process for use in the US. Upon returning to the US, Holley met with two iron producers from Troy, New York, John F. Winslow and John Augustus Griswold, who asked him to return to the United Kingdom and negotiate with the Bank of England on their behalf. Holley secured a license for Griswold and Winslow to use Bessemer's patented processes and returned to the United States in late 1863. The trio began setting up a mill in Troy, New York in 1865. The factory contained a number of Holley's innovations that greatly improved productivity over Bessemer's factory in Sheffield, and the owners gave a successful public exhibition in 1867. The Troy factory attracted the attention of the Pennsylvania Railroad, which wanted to use the new process to manufacture steel rail. It funded Holley's second mill as part of its Pennsylvania Steel subsidiary. Between 1866 and 1877, the partners were able to license a total of 11 Bessemer steel mills. One of the investors they attracted was Andrew Carnegie, who saw great promise in the new steel technology after a visit to Bessemer in 1872, and saw it as a useful adjunct to his existing businesses, the Keystone Bridge Company and the Union Iron Works. Holley built the new steel mill for Carnegie, and continued to improve and refine the process. The new mill, known as the Edgar Thomson Steel Works, opened in 1875, and started the growth of the United States as a major world steel producer. Using the Bessemer process, Carnegie Steel was able to reduce the costs of steel railroad rails from $100 per ton to $50 per ton between 1873 and 1875. The price of steel continued to fall until Carnegie was selling rails for $18 per ton by the 1890s. Prior to the opening of Carnegie's Thomson Works, steel output in the United States totaled around 157,000 tons per year. By 1910, American companies were producing 26 million tons of steel annually. William Walker Scranton, manager and owner of the Lackawanna Iron & Coal Company in Scranton, Pennsylvania, had also investigated the process in Europe. He built a mill in 1876 using the Bessemer process for steel rails and quadrupled his production. Bessemer steel was used in the United States primarily for railroad rails. During the construction of the Brooklyn Bridge, a major dispute arose over whether crucible steel should be used instead of the cheaper Bessemer steel. In 1877, Abram Hewitt wrote a letter urging against the use of Bessemer steel in the construction of the Brooklyn Bridge. Bids had been submitted for both crucible steel and Bessemer steel; John A. Roebling's Sons submitted the lowest bid for Bessemer steel, but at Hewitt's direction, the contract was awarded to J. Lloyd Haigh Co.
Техникалық мәліметтер
Бессемер процесін қолдану арқылы үш-бес тонна темірді стальға айналдыруға 10 мен 20 минуттың арасында уақыт кетті, ал бұрын осыны істеу үшін кем дегенде бір күн бойы қыздыру, араластыру және қайта қыздыру қажет болатын. Олар көбінесе жұпта жұмыс істеді, біреуіне үрленген кезде, екіншісіне металл құйылды немесе босатылды.
Using the Bessemer process, it took between 10 and 20 minutes to convert three to five tons of iron into steelit would previously take at least a full day of heating, stirring and reheating to achieve this. They were usually operated in pairs, one being blown while another was being filled or tapped.
Алдыңғы процестер
XIX ғасырдың басында бұл әдіс кеңінен таралды. Технологиялық жетістіктер жоғары температурада жұмыс істеуге мүмкіндік бергенімен, шлак қоспаларын толығымен жою мүмкін болмады. Бірақ, реверберациялық пеш темірді тікелей отқа қоймай қыздыруға мүмкіндік берді, бұл отын көзінің зияндылығынан қорғады. Осы технологияның пайда болуымен көмір отыны, көмірдің орнын баса бастады. Бессемер процесі темірдің қоспаларын пайдаланып, отынсыз болат өндіруге мүмкіндік берді, қажетті жылуды осы қоспалардың есебінен жасады. Бұл болат өндірісінің құнын күрт төмендетті, алайда қажетті сипаттамалары бар шикізатты табу қиындық тудырды. Жоғары сапалы болат көміртегі қосылған, көміртегісіз темірден жасалатын, көбінесе Швециядан импортталатын. Дайындау процесі, цементтеу процесі деп аталатын, ұзын тас қорапшаға темір таяқшаларын және көмірді бірге бір аптаға дейін қыздырудан тұратын. Бұл көпіршікті болатты (blister steel) өндірді. Көпіршікті болат балқытылған темірмен бірге тигельге (crucible) салынып, балқытылды, нәтижесінде тигельді болат (crucible steel) алынды. Өндірілген әр тонна болат үшін 3 тоннаға дейін қымбат кокс өртеліп, жағылды. Мұндай болаттан жасалған шиналар бір тоннасына 50-60 фунт стерлингке (2008 жылы шамамен 3390-4070 фунт стерлинг) сатылды. Дегенмен, процестің ең қиын және еңбекті қажет ететін бөлігі – Швециядағы темірдің өндірілуі болды. Бұл процесс 18 ғасырда Бенджамин Хантсманның тигельді болат жасау әдістерін енгізу арқылы жетілдірілді, бұл қосымша үш сағаттық қыздыру уақытын және қосымша көп мөлшерде кокс қажеттілігін қосты. Тигельді болат жасау кезінде, көпіршікті болат таяқшалары бөлшектерге бөлініп, әрқайсысы шамамен 20 кг болатын кішкентай тигельдерде балқытылды. Бұл жоғары сапалы тигельді болатты өндірді, бірақ құнын арттырды. Бессемер процесі төмен сапалы болатты жасауға қажетті уақытты жарты сағатқа дейін қысқартты, ал бастапқыда қоңыр темірді балқыту үшін қажетті кокс ғана қолданылды. Ең алғашқы Бессемер конвертерлері болатты бір тоннасына 7 фунт стерлингке өндірді, бірақ бастапқыда ол тоннасына 40 фунт стерлингке сатылды.
By the early 19th century the puddling process was widespread. Until technological advances made it possible to work at higher heats, slag impurities could not be removed entirely, but the reverberatory furnace made it possible to heat iron without placing it directly in the fire, offering some degree of protection from the impurity of the fuel source. Thus, with the advent of this technology, coal began to replace charcoal fuel. The Bessemer process allowed steel to be produced without fuel, using the impurities of the iron to create the necessary heat. This drastically reduced the costs of steel production, but raw materials with the required characteristics could be difficult to find. High quality steel was made by the reverse process of adding carbon to carbon free wrought iron, usually imported from Sweden. The manufacturing process, called the cementation process, consisted of heating bars of wrought iron together with charcoal for periods of up to a week in a long stone box. This produced blister steel. The blister steel was put in a crucible with wrought iron and melted, producing crucible steel. Up to 3 tons of expensive coke was burnt for each ton of steel produced. Such steel when rolled into bars was sold at £50 to £60 (approximately £3,390 to £4,070 in 2008) a long ton. The most difficult and work intensive part of the process, however, was the production of wrought iron done in finery forges in Sweden. This process was refined in the 18th century with the introduction of Benjamin Huntsman's crucible steel making techniques, which added an additional three hours firing time and required additional large quantities of coke. In making crucible steel, the blister steel bars were broken into pieces and melted in small crucibles, each containing 20 kg or so. This produced higher quality crucible steel but increased the cost. The Bessemer process reduced the time needed to make lower grade steel to about half an hour while requiring only the coke needed initially to melt the pig iron. The earliest Bessemer converters produced steel for £7 a long ton, although it initially sold for around £40 a ton.
"Негізгі" және қышқылдық Бессемер процесі
Сидни Гилкрист Томас, Уэльс әкесі бар лондондық өнеркәсіптік химик, темірдегі фосфор мәселесін шешуге кірісті, нәтижесінде төмен сұрыпты болат өндірілді. Ол өзінің шешімін тапқанына сеніп, Бленавон темір зауытында химияшы болып жұмыс істейтін туысы Перси Гилкристпен байланысқа түсті. Ол кездегі менеджер Эдвард Мартин Сидниге кең көлемде сынақтар жүргізу үшін жабдықтар ұсынды және 1878 жылдың мамырында патент алуға көмектесті. Сидни Гилкрист Томастың өнертабысы Бессемер конвертерінің ішкі қабырғасын саздың орнына доломит немесе кейде әктаспен қаптаудан тұрады, бұл процеске "негізді" Бессемер процесі деп атауға әкелді, ал бұрынғысы "қышқыл" Бессемер процесі болған. Қосымша артықшылығы – процестер конвертерде көбірек шлак түзіп, оны қайта өңдеуге болып, фосфатты тыңайтқыш ретінде пайдалану өте тиімді болды.
Sidney Gilchrist Thomas, a Londoner with a Welsh father, was an industrial chemist who decided to tackle the problem of phosphorus in iron, which resulted in the production of low grade steel. Believing that he had discovered a solution, he contacted his cousin, Percy Gilchrist, who was a chemist at the Blaenavon Ironworks. The manager at the time, Edward Martin, offered Sidney equipment for large scale testing and helped him draw up a patent that was taken out in May 1878. Sidney Gilchrist Thomas's invention consisted of using dolomite or sometimes limestone linings for the Bessemer converter rather than clay, and it became known as the 'basic' Bessemer rather than the 'acid' Bessemer process. An additional advantage was that the processes formed more slag in the converter, and this could be recovered and used very profitably as a phosphate fertilizer.
Маңыздылық
1898 жылы "Scientific American" журналы "Бессемер болат және оның әлемге тигізген әсері" деген мақала жариялап, арзан болаттың көбеюінен туындаған маңызды экономикалық әсерлерді түсіндірді. Олар елдің бұрын сирек қоныстанған аймақтарына темір жолдардың кеңейтілуі сол аймақтардағы қоныстануға алып келгенін, сондай-ақ бұрын тасымалдауға тым қымбат болған тауарлардың саудасын пайдалы еткенін атап өтті. Бессемер процесі болат өндірісін революциялық түрде өзгертті, оның құнын ұзын тоннасына 40 фунт стерлингтен ұзын тоннасына 6-7 фунт стерлингке дейін төмендетті, сонымен қатар бұл маңызды шикізаттың өндіріс көлемін және жылдамдығын күрт арттырды. Бұл процеске болат жасау үшін қажет жұмыс күші де азайды. Ол енгізілгенге дейін болат көпірлерді немесе ғимараттардың қаңқасын салу үшін тым қымбат болғандықтан, Өнеркәсіптік революцияның барлық кезеңінде балқытылған темір қолданылды. Бессемер процесі енгізілгеннен кейін болат пен балқытылған темірдің бағасы шамалас болды, ал темір жолдар сияқты кейбір қолданушылар болатқа көшті. Ауадағы азоттан туындаған сынғыштық сияқты сапа мәселелері Бессемер болатын көптеген құрылымдық қолдануларға қолдануға кедерілді. Ашық ошақтағы болат құрылымдық қолданулар үшін қолайлы болды. Болат темір жолдардың өнімділігін едәуір арттырды. Болат рельстер темір рельстерге қарағанда он есе ұзақ қызмет етеді. Бағалар төмендеген сайын ауырлаған болат рельстер ауыр локомотивтерді тасымалдап, ұзын пойызды тарта алатын болды. Болат вагондардың ұзындығы артты, соның нәтижесінде жүк көлемі вагондардың салмағына қатынасы 1:1-ден 2:1-ге дейін өсті.
In 1898, Scientific American published an article called Bessemer Steel and its Effect on the World explaining the significant economic effects of the increased supply in cheap steel. They noted that the expansion of railroads into previously sparsely inhabited regions of the country had led to settlement in those regions, and had made the trade of certain goods profitable, which had previously been too costly to transport. The Bessemer process revolutionized steel manufacture by decreasing its cost, from £40 per long ton to £6–7 per long ton, along with greatly increasing the scale and speed of production of this vital raw material. The process also decreased the labor requirements for steel making. Before it was introduced, steel was far too expensive to make bridges or the framework for buildings and thus wrought iron had been used throughout the Industrial Revolution. After the introduction of the Bessemer process, steel and wrought iron became similarly priced, and some users, primarily railroads, turned to steel. Quality problems, such as brittleness caused by nitrogen in the blowing air, prevented Bessemer steel from being used for many structural applications. Open hearth steel was suitable for structural applications. Steel greatly improved the productivity of railroads. Steel rails lasted ten times longer than iron rails. Steel rails, which became heavier as prices fell, could carry heavier locomotives, which could pull longer trains. Steel rail cars were longer and were able to increase the freight to car weight from 1:1 to 2:1.
Ескіру
1895 жылы Ұлыбританияда Бессемер процесінің өркендеу кезеңі аяқталғаны және ашық ошақ әдісінің басымдыққа ие болғаны байқалды. "Темір және көмір саудасы" журналында бұл процесс "жартылай тоқырау күйде" екені айтылды. "Жылдар өте келе, ол дамуын тоқтатпай ғана қоймай, керісінше, төмендеп келеді". Бұл жағдайдың себебі, сол кезде де, кейінірек те, процесс өзіне тән кемшіліктерінен емес, білікті мамандардың жетіспеуінен және технологияға инвестиция құймаудан туындады деген пікірлер айтылды. Мысалы, Миддлсбродағы ірі темір өндіруші компаниясы – Болков Вонның құлдырауының басты себебі, олардың технологиясын жаңарта алмауы болды. Негізгі процесс, яғни Томас Гилкрист процесі, әсіресе Континенттік Еуропада ұзақ уақыт қолданылып келді, себебі ондағы темір кенінің құрамында фосфордың мөлшері жоғары болды және ашық ошақ әдісі барлық фосфорды толығымен алып тастай алмады. 1950 және 1960 жылдары Германиядағы арзан құрылыс болаттарының көп бөлігі осы әдіспен өндірілді. Ақырында, бұл процесс негізгі оттегімен болат өндіру әдісімен ығыстырылды. АҚШ-та осы әдіспен коммерциялық болат өндірісі 1968 жылы тоқтатылды. Оның орнына негізгі оттегі (Линц-Донавиц) процесі сияқты, соңғы химиялық құрамын жақсырақ бақылауға мүмкіндік беретін әдістер енгізілді. Бессемер процесінің өте жоғары жылдамдығы (бір қыздыру 10-20 минут) химиялық талдау жасауға немесе болаттағы қорытпа элементтерін реттеуге уақыт қалдырмады. Бессемер конвертерлері балқытылған болаттан фосфорды тиімді түрде шығара алмады, ал фосфор аз кендердің бағасы өскен сайын, конверсияның құны да артты. Бұл процесске шектеулі мөлшерде металл сынығын салуға болатын, бұл шығындарды одан әрі арттырды, әсіресе сынық арзан болған кезде. Электрлік доғалық пеш технологиясы Бессемер процесімен бәсекелесе алды, нәтижесінде ол қолданудан шықты. Негізгі оттегімен болат өндіру – Бессемер процесінің жетілдірілген түрі болып табылады (қыздыруға оттегі газын үрлеу арқылы көміртегіден тазарту, ал ескі әдісте оттегі тасымалдаушы заттарды қыздыруға қосу арқылы артық көміртегін жағу). Генри Бессемер таза оттегімен үрлеудің ауамен үрлеуден артықшылықтарын білген, бірақ 19 ғасырдың технологиясы оны экономикалық тұрғыдан тиімді ету үшін қажетті таза оттегінің көп мөлшерін өндіруге жеткіліксіз болды.
As early as 1895 in the UK it was being noted that the heyday of the Bessemer process was over and that the open hearth method predominated. The Iron and Coal Trades Review said that it was "in a semi moribund condition. Year after year, it has not only ceased to make progress, but it has absolutely declined." It has been suggested, both at that time and more recently, that the cause of this was the lack of trained personnel and investment in technology rather than anything intrinsic to the process itself. For example, one of the major causes of the decline of the giant ironmaking company Bolckow Vaughan of Middlesbrough was its failure to upgrade its technology. The basic process, the Thomas Gilchrist process, remained in use longer, especially in Continental Europe, where iron ores were of high phosphorus content and the open hearth process was not able to remove all phosphorus; almost all inexpensive construction steel in Germany was produced with this method in the 1950s and 1960s. It was eventually superseded by basic oxygen steelmaking. In the U. S., commercial steel production using this method stopped in 1968. It was replaced by processes such as the basic oxygen (Linz–Donawitz) process, which offered better control of final chemistry. The Bessemer process was so fast (10–20 minutes for a heat) that it allowed little time for chemical analysis or adjustment of the alloying elements in the steel. Bessemer converters did not remove phosphorus efficiently from the molten steel; as low phosphorus ores became more expensive, conversion costs increased. The process permitted only limited amount of scrap steel to be charged, further increasing costs, especially when scrap was inexpensive. Use of electric arc furnace technology competed favourably with the Bessemer process resulting in its obsolescence. Basic oxygen steelmaking is essentially an improved version of the Bessemer process (decarburization by blowing oxygen as gas into the heat rather than burning the excess carbon away by adding oxygen carrying substances into the heat). The advantages of pure oxygen blast over air blast were known to Henry Bessemer, but 19th century technology was not advanced enough to allow for the production of the large quantities of pure oxygen necessary to make it economical.