贝塞麦转炉炼钢法

贝塞麦转炉炼钢法概述

随着工业革命的胜利，工场手工业转向了机器大工业。机器的大量发明和广泛使用，使钢铁成了最基本的工业材料。从前的炼钢方法已经不能满足工业和技术发展的急需，寻找新炼钢法最早获得成就的是英国的威廉·凯利。19世纪40年代末他在肯特郡自己开办的工厂里发现，精炼生铁时，少加一些木炭，多往炉内鼓进些空气，能使炉温升高。此法不仅节约了木炭，而且可以把铁炼成钢。1851年凯利建成了新的炼钢炉，但他严格保密，不向外公布。(图)(中国本

贝塞麦转炉炼钢法

溪钢铁厂内的120吨氧气顶吹转炉)

首先公布转炉炼钢法是英国发明家贝塞麦。直接导致他寻找新炼钢法的契机是军备和战争的需要。1854年底，在阿萨斯诺靶场试射贝塞麦研制的新型炮弹时，军官们担心:用生铁铸造的旧炮发射这种新型炮弹，它是否承受得了炮弹的爆炸力，贝塞麦回忆说: "这是导致他考虑去寻找新炼钢方法的 "一个火花"。

随后贝塞麦设计了一个炉子，高约1.22米，系固定式的垂直容器，下部有6个风口，可加入熔融生铁约350公斤。试验时人们对此表示极大的怀疑。就连参加实验的工匠们都警告他说，不加焦炭光吹空气，会使铁水在炉中凝固。但是，从炉底鼓进空气后，情况出人意料。首先将铁水中的锰和硅氧化，形成褐色烟雾逸出，在这期间，铁水中的碳也被氧化成二氧化碳。炉温从倒入铁水时的135。C大约上升到1600。C，反应非常剧烈，象火山爆发一样。整个过程约30分钟，而且不需要任何燃料，就可以炼一炉钢。接着，他将炼钢炉从固定式结构改为可向一侧倾倒，以使炼好的钢水易于倒出。使炼钢炉成为可转动的炉。即转炉。1857年他取得了这项发明的专利。

贝塞麦的发明，引起世界各国的兴趣，纷纷申请采用该法生产的专利。但是很快就出现了问题，不少钢铁企业用此法炼出的钢太脆，一击就碎，原因是矿石中含磷较高。而贝塞麦实验用的矿石恰巧含磷较低。贝塞麦花了很大精力试图解决这一问题，但未能取得成效，此法只限于吹炼含磷少的生铁。

转炉吹炼法还有另一个质量问题，即铸锭内有许多气孔。这一问题由贝塞麦的一位苏格兰朋友乌希特建议"鼓风"之后加去氧剂(铁锰合金)得以解决。

磷的问题是20多年后由英国人托马斯解决的。他认为生铁中的磷被空气氧化后，又被硅质炉衬还原成磷，重新进入钢水。经过一番努力，他发现石灰石能使铁水脱磷，但必须把贝塞麦转炉原先的酸性硅酸质炉衬改为碱性炉衬。新的碱性耐火砖是用在高温下烧成熟料的白云石与焦油混合烧成的。1877年托马斯利用一个星期天的时间在南威尔炼钢厂进行了实验，用碱性耐火砖砌衬，在转炉冶炼过程中与鼓风的同时添加石灰石使炉渣成为高碱性，结果炼出了脱磷的钢。实验大获成功，创造了碱性转炉炼钢法，又称贝塞麦一托马斯法。

第二次世界大战后，不少国家开始实验用纯氧代替空气炼钢。1948年奥地利首先取得了技术突破。此法是把生铁水与废钢混合，倒入转炉中，然后吹氧，将碳与杂质迅速烧掉。用这种方法炼出的钢，质量可与平炉炼出的钢相媲美，所需时间却只有平炉的十分之一。