Процесс Бессемера: История и развитие производства стали

Введение

Метод производства стали

Бессемеровский процесс был первым недорогим промышленным способом массового производства стали из жидкого чугуна до разработки мартеновской печи. Ключевой принцип заключается в удалении примесей из железа путём окисления воздухом, продуваемым через расплавленное железо. Окисление также повышает температуру металлической массы и поддерживает её в расплавленном состоянии. Процессы, связанные с декарборизацией воздухом, использовались за пределами Европы на протяжении сотен лет, но не в промышленных масштабах. Один из таких процессов (похожий на раскисление) был известен в XI веке в Восточной Азии, где ученый Шэнь Куо того времени описал его применение в китайской железо- и сталелитейной промышленности. В XVII веке описания европейских путешественников указывали на возможное использование этого процесса в Японии. Современный процесс назван в честь его изобретателя, англичанина Генри Бессемера, который запатентовал его в 1856 году, хотя это утверждение является спорным. Процесс с использованием основной огнеупорной футеровки известен как «бессемеровский процесс с основным футерованием» или процесс Гилкриста — Томаса, названный в честь английских исследователей Перси Гилкриста и Сидни Гилкриста Томаса.

Китай

Система, подобная процессу Бессемера, существовала с XI века в Восточной Азии. Экономический историк Роберт Хартвелл пишет, что китайцы династии Сун (960–1279 гг. н.э.) разработали метод "частичной декарбонизации" – многократную ковку чугуна под струей холодного воздуха. Синолог Джозеф Нидхэм и историк металлургии Теодор А. Вертийм описали этот метод как предшественник процесса Бессемера по производству стали. Этот процесс был впервые описан плодовитым ученым и государственным деятелем Шэнь Куо (1031–1095) в 1075 году, во время его посещения города Цзычжоу. Сэр Генри Бессемер описал происхождение своего изобретения в своей автобиографии, написанной в 1890 году. Во время Крымской войны многие английские промышленники и изобретатели проявили интерес к военной технике. По словам Бессемера, его изобретение было вдохновлено беседой с Наполеоном III в 1854 году относительно стали, необходимой для усовершенствованной артиллерии. Бессемер утверждал, что это "стало искрой, которая зажгла одну из величайших революций, которую предстояло зафиксировать в этом столетии, поскольку во время моей одинокой поездки в такси той ночью из Винсенна в Париж я решил сделать все возможное, чтобы улучшить качество железа при изготовлении оружия". В то время сталь использовалась лишь для изготовления небольших предметов, таких как столовые приборы и инструменты, но была слишком дорогой для пушек. Начиная с января 1855 года, он начал работать над способом производства стали в огромных количествах, необходимых для артиллерии, и в октябре подал свой первый патент, связанный с процессом Бессемера. Он запатентовал метод годом позже, в 1856 году. Бессемер лицензировал патент на свой процесс четырем производителям железа в общей сложности за 27 000 фунтов стерлингов, но лицензиаты не смогли произвести сталь того качества, которое он обещал – она была "горячей и хрупкой", по словам его друга Уильяма Клея, – и позже он выкупил их патенты за 32 500 фунтов стерлингов. Его план заключался в том, чтобы предлагать лицензии одной компании в каждом из нескольких географических регионов по цене роялти за тонну, которая включала бы более низкую ставку на определенную долю их производства для стимулирования производства, но не настолько большую, чтобы они могли решить снизить свои цены. Таким образом он надеялся, что новый процесс приобретет известность и долю на рынке. Определенные марки стали чувствительны к 78% азота, содержащегося в воздушном потоке, проходящем через сталь. Решение было впервые найдено английским металлургом Робертом Форестером Мушетом, который провел тысячи экспериментов в лесу Дин. Его метод заключался в том, чтобы сначала максимально удалить все примеси и углерод, а затем повторно ввести углерод и марганец, добавив точное количество шпиеглезена – сплава железа и марганца с незначительным количеством углерода и кремния. Это улучшало качество готового продукта, повышало его ковкость – способность выдерживать прокатку и ковку при высоких температурах – и делало его более подходящим для широкого спектра применений. Патент Мушета в конечном итоге истек из-за неспособности Мушета оплатить патентные сборы и был приобретен Бессемером. Бессемер заработал более 5 миллионов долларов в виде роялти от патентов. Первой компанией, лицензировавшей процесс, была манчестерская фирма W & J Galloway, и они сделали это до того, как Бессемер объявил об этом в Челтенеме в 1856 году. Они не вошли в его список из четырех лицензиатов, которым он вернул лицензионные сборы. Однако впоследствии они отозвали свою лицензию в 1858 году в обмен на возможность инвестировать в партнерство с Бессемером и другими. Это партнерство начало производство стали в Шеффилде с 1858 года, первоначально используя импортируемый угольный чугун из Швеции. Это было первое коммерческое производство. 20% доля в патенте Бессемера также была приобретена для использования в Швеции и Норвегии шведским торговцем и консулом Гераном Фредриком Геранссоном во время визита в Лондон в 1857 году. В первой половине 1858 года Геранссон вместе с небольшой группой инженеров экспериментировал с процессом Бессемера в Эдскене, недалеко от Хофорса, Швеция, прежде чем ему, наконец, удалось добиться успеха. Позже, в 1858 году, он снова встретился с Генри Бессемером в Лондоне, убедил его в успехе процесса и договорился о праве продавать свою сталь в Англии. Производство продолжалось в Эдскене, но оно было слишком малым для промышленного производства. В 1862 году Геранссон построил новый завод для своей компании Högbo Iron and Steel Works на берегу озера Стёрсьён, где был основан город Сандвикен. Компания была переименована в Sandvikens Ironworks, продолжала расти и в конечном итоге стала Sandvik в 1970-х годах.

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.

Промышленная революция в США

Александр Лайман Холли внес значительный вклад в успех стали Бессемера в Соединенных Штатах. Его труд «Трактат об артиллерии и броне» является важной работой по современному производству вооружений и практике выплавки стали. В 1862 году он посетил завод Бессемера в Шеффилде и заинтересовался приобретением лицензии на использование этого процесса в США. Вернувшись в США, Холли встретился с двумя производителями железа из Трой, штат Нью-Йорк, Джоном Ф. Уинслоу и Джоном Августом Грисуолдом, которые попросили его вернуться в Соединенное Королевство и провести переговоры с Банком Англии от их имени. Холли получил лицензию для Грисуолда и Уинслоу на использование запатентованных процессов Бессемера и вернулся в Соединенные Штаты в конце 1863 года. В 1865 году эта троица начала строительство завода в Трое, штат Нью-Йорк. Завод включал в себя ряд инноваций Холли, которые значительно повысили производительность по сравнению с заводом Бессемера в Шеффилде, и владельцы провели успешную публичную демонстрацию в 1867 году. Завод в Трое привлек внимание Пенсильванской железной дороги, которая хотела использовать новый процесс для производства стальных рельсов. Она профинансировала второй завод Холли в рамках своего дочернего предприятия Pennsylvania Steel. В период с 1866 по 1877 год партнеры смогли лицензировать в общей сложности 11 заводов по производству стали Бессемера. Одним из инвесторов, которых они привлекли, был Эндрю Карнеги, который увидел большой потенциал в новой стальной технологии после посещения Бессемера в 1872 году и рассматривал ее как полезное дополнение к своим существующим предприятиям, Keystone Bridge Company и Union Iron Works. Холли построил новый сталелитейный завод для Карнеги и продолжил совершенствовать процесс. Новый завод, известный как Edgar Thomson Steel Works, был открыт в 1875 году и положил начало росту Соединенных Штатов как крупного мирового производителя стали. Используя процесс Бессемера, Carnegie Steel смогла снизить стоимость стальных железнодорожных рельсов со 100 долларов за тонну до 50 долларов за тонну в период с 1873 по 1875 год. Цена на сталь продолжала падать, пока к 1890-м годам Карнеги не стал продавать рельсы по 18 долларов за тонну. До открытия завода Карнеги Thomson производство стали в Соединенных Штатах составляло около 157 000 тонн в год. К 1910 году американские компании производили 26 миллионов тонн стали в год. Уильям Уокер Скрантон, управляющий и владелец Lackawanna Iron & Coal Company в Скрантоне, штат Пенсильвания, также исследовал этот процесс в Европе. В 1876 году он построил завод, использующий процесс Бессемера для производства стальных рельсов, и увеличил производство в четыре раза. Сталь Бессемера в Соединенных Штатах использовалась в основном для железнодорожных рельсов. Во время строительства Бруклинского моста возник серьезный спор о том, следует ли использовать тигельную сталь вместо более дешевой стали Бессемера. В 1877 году Абрам Хьюитт написал письмо с призывом не использовать сталь Бессемера при строительстве Бруклинского моста. Были представлены предложения как на тигельную сталь, так и на сталь Бессемера; компания John A. Roebling's Sons представила самую низкую цену на сталь Бессемера, но по указанию Хьюитта контракт был заключен с J. Lloyd Haigh Co.

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.

Технические детали

Используя процесс Бессемера, для превращения трех-пяти тонн железа в сталь требовалось от 10 до 20 минут, в то время как ранее для этого требовался как минимум целый день нагрева, перемешивания и повторного нагрева. Обычно они работали попарно: в одном конвертере производили продувку, а другой наполняли или выпускали сталь.

Процессы-предшественники

К началу XIX века процесс пудлингования был широко распространен. До тех пор, пока технологические усовершенствования не позволили работать при более высоких температурах, шлаковые примеси невозможно было полностью удалить, но реверберационная печь давала возможность нагревать железо, не помещая его непосредственно в огонь, обеспечивая некоторую защиту от примесей топлива. Таким образом, с появлением этой технологии уголь начал заменять древесный уголь в качестве топлива. Бессемеровский процесс позволял производить сталь без топлива, используя примеси железа для создания необходимого тепла. Это значительно снизило стоимость производства стали, однако сырье с требуемыми характеристиками было нелегко найти. Высококачественную сталь получали обратным процессом – добавлением углерода к бескорбоновому кованому железу, которое обычно импортировали из Швеции. Процесс производства, называемый цементацией, заключался в нагреве полос кованого железа вместе с древесным углем в течение до недели в длинной каменной коробке. В результате получалась пузырчатая сталь. Пузырчатую сталь помещали в тигель с кованым железом и плавили, получая тигельную сталь. На каждую тонну стали требовалось сжигать до 3 тонн дорогостоящего кокса. Такая сталь, прокат которой в стержни, продавалась по цене от 50 до 60 фунтов стерлингов (примерно от 3390 до 4070 фунтов стерлингов в 2008 году) за длинную тонну. Однако самой сложной и трудоемкой частью процесса было производство кованого железа, осуществлявшееся на мелкофорговых заводах в Швеции. Этот процесс был усовершенствован в XVIII веке с внедрением технологии производства тигельной стали Бенджамина Хантсмана, которая увеличивала время обжига на три часа и требовала дополнительных больших объемов кокса. При производстве тигельной стали прутки пузырчатой стали разбивались на куски и плавились в небольших тиглях, каждый из которых содержал около 20 кг. Это позволяло получать более качественную тигельную сталь, но увеличивало ее стоимость. Бессемеровский процесс сократил время, необходимое для производства стали более низкого сорта, примерно до получаса, требуя лишь кокс, необходимый для первоначального плавления чугуна. Первые бессемеровские конвертеры производили сталь по цене 7 фунтов стерлингов за тонну, хотя первоначально она продавалась примерно по 40 фунтов стерлингов за тонну.

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.

"Базический" против кислотного процесса Бессемера

Сидни Гилкрист Томас, уроженец Лондона с валлийским отцом, был промышленным химиком, который взялся за решение проблемы фосфора в железе, что привело к производству стали более низкого сорта. Убежденный, что нашел решение, он обратился к своему кузену Перси Гилкристу, химику, работавшему на Бленавонском металлургическом заводе. Директор завода в то время, Эдвард Мартин, предоставил Сидни оборудование для проведения крупномасштабных испытаний и помог ему оформить патент, который был получен в мае 1878 года. Изобретение Сидни Гилкриста Томаса заключалось в использовании доломитовой или, иногда, известковой футеровки для конвертера Бессемера вместо глины, и этот процесс стал известен как "основной" Бессемер, в отличие от "кислотного" Бессемера. Дополнительным преимуществом было то, что в процессе в конвертере образовывалось больше шлака, который можно было извлекать и с большой выгодой использовать в качестве фосфатного удобрения.

Важность

В 1898 году журнал Scientific American опубликовал статью под названием «Бессемерская сталь и ее влияние на мир», в которой объяснялось значительное экономическое воздействие увеличения предложения дешевой стали. В ней отмечалось, что расширение железнодорожного сообщения в ранее малонаселенные регионы страны привело к их заселению и сделало прибыльной торговлю определенными товарами, транспортировка которых ранее была слишком дорогой. Бессемерский процесс произвел революцию в производстве стали, снизив ее стоимость с 40 фунтов стерлингов за длинную тонну до 6–7 фунтов стерлингов за длинную тонну, а также значительно увеличив масштабы и скорость производства этого важнейшего сырья. Процесс также снизил потребность в рабочей силе для производства стали. До его внедрения сталь была слишком дорогой для строительства мостов или каркасов зданий, поэтому на протяжении всей промышленной революции использовалось кованое железо. После внедрения бессемеровского процесса цены на сталь и кованое железо стали сопоставимы, и некоторые потребители, прежде всего железные дороги, перешли на сталь. Проблемы с качеством, такие как хрупкость, вызванная содержанием азота в продувочном воздухе, препятствовали использованию бессемеровской стали во многих строительных конструкциях. Для этих целей больше подходила сталь, выплавленная в мартеновской печи. Сталь значительно повысила производительность железных дорог. Стальные рельсы служили в десять раз дольше, чем чугунные. Стальные рельсы, которые становились тяжелее по мере снижения цен, могли выдерживать более тяжелые локомотивы, способные тянуть более длинные составы. Стальные вагоны были длиннее и позволили увеличить отношение веса груза к весу вагона с 1:1 до 2:1.

Устаревание

Еще в 1895 году в Великобритании отмечали, что период расцвета процесса Бессемера завершился и что преобладает мартеновский метод. В журнале "Iron and Coal Trades Review" говорилось, что процесс находится "в полузабытом состоянии. Из года в год он не только не развивается, но и приходит в абсолютный упадок". Предполагалось, как в то время, так и в последнее время, что причиной этого была нехватка квалифицированного персонала и инвестиций в технологии, а не какие-либо внутренние недостатки самого процесса. Например, одной из основных причин упадка гигантской компании Bolckow Vaughan из Миддлсбро стала ее неспособность модернизировать технологии. Основной процесс, процесс Томаса-Гилкриста, оставался в употреблении дольше, особенно в континентальной Европе, где железные руды содержали много фосфора, а мартеновский процесс не мог полностью удалить фосфор; почти вся недорогая конструкционная сталь в Германии в 1950-х и 1960-х годах производилась этим методом. В конечном итоге его вытеснила кислородно-конвертерная сталеплавильная технология. В США коммерческое производство стали этим способом прекратилось в 1968 году. Его заменили такими процессами, как кислородно-конвертерный процесс (Линц-Донавиц), который обеспечивал лучший контроль над конечным химическим составом. Процесс Бессемера был настолько быстрым (10–20 минут на плавку), что оставлял мало времени для химического анализа или корректировки легирующих элементов в стали. Бессемеровские конвертеры неэффективно удаляли фосфор из расплавленной стали; по мере роста цен на руды с низким содержанием фосфора затраты на переработку увеличивались. Процесс допускал загрузку лишь ограниченного количества стального лома, что еще больше увеличивало затраты, особенно когда лом был дешевым. Конкуренция с технологией электродуговых печей оказалась выгодной для процесса Бессемера, что привело к его устареванию. Кислородно-конвертерная сталеплавильная технология по сути является усовершенствованной версией процесса Бессемера (обезуглероживание путем продувки кислородом в газообразном состоянии в плавку, а не выжигание избыточного углерода путем добавления кислородосодержащих веществ в плавку). Преимущества использования чистого кислорода вместо воздуха были известны Генри Бессемеру, но технологии XIX века были недостаточно развиты для производства больших объемов чистого кислорода, необходимых для обеспечения экономической целесообразности.

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.