Бессемер что изобрел в 1856 году
Изобретения
Генри Бессемер получил свыше 100 патентов на изобретения в различных областях техники:
Устройство и работа бессемеровского конвертера
Английский гений Генри Бессемер к 1856 году был уже прославленным изобретателем. Но ни игольчатый штамп для марок, ни машина для прессования сахарного тростника, ни даже центробежный насос не сохранили бы его имя для потомства. А сохранил конвертер Бессемера — та самая штука, которую он запатентовал 17 октября 1856 года. Если совсем просто — это печь, в которой получают сталь из чугуна, продувая техническим кислородом или воздухом. Бессемеровская печка используется и сегодня — спустя полторы сотни лет. Редкостно живучее изобретение!
КОНВЕРТЕР БЕССЕМЕРА.
Примерно в середине 19 века во всем мире возникает потребность к увеличению количества металла и повышаются требования к его качеству. Связано это прежде всего с тем, что военная и машиностроительная промышленность растет и развивается. Необходимо было заменить деревянные корабли на чугунные и железные. Существующие на то время способы изготовления железа, чугуна и стали оставляли желать лучшего в силу того, что занимали очень много времени и требовали огромного количества затрат, а металла требовалась огромное количество. Известный английский ученый Генри Бессемер в изобретает новый, оригинальный способ, благодаря которому чугун за короткое время и в огромных количествах переделывается в железо и сталь.
Весь процесс происходит в конвертере, который стоит на подвижном основании и имеет на дне специальные отверстия для воздуха, что позволяет без труда двигать эту махину как в горизонтальном положении, так и в вертикальном. В чугуне содержатся примеси из кремния и марганца, которые окисляются в конвертере, образуя необходимое для всего процесса тепло. Вся процедура проходит буквально за 10–15 минут, при этом необходимого материала можно получить до 10 тонн. После наполнения конвертера, его необходимо развернуть вертикально, вдувая воздух в отверстия на дне конструкции. Тем самым кислород соединяется с углеродом в чугуне. После чего необходимо вернуть конвертер в исходное положение и уже не вдувать воздух. Именно тогда происходит процесс образования железа, куда надо добавить примеси углерода для продолжения окисления железа. Только тогда образуется нужная сталь с определенным процентом углерода.
К сожалению, изобретение великого мастера нашло свое применение лишь через 20 лет своего существования. Большинство капиталистов, вложивших деньги в старый способ изготовления металла, который был более трудоемкий и занимал большее количество времени, не могли допустить наличия нового более прогрессивного. Именно они препятствовали его претворению в жизнь. Поэтому Бессемер начал самостоятельно внедрять в металлургическое производство свое изобретение. Сначала он построил завод в Шеффильде (Англия) с целью распространения нового способа получения тяжелого металла. Чуть позже на всемирной выставке в Лондоне изобретение великого мастера наконец-то было замечено фабрикантами, которые сразу же стали внедрять его на своих предприятиях. Более чем в 50 раз в металлургической промышленности увеличивается производство конвертеров. Даже в далекой России стали применять бессемеровский способ изготовления стали из чугуна. Правда, его немного видоизменили, но суть осталась прежней. К слову сказать, многие страны, взяв на вооружение основные навыки изготовления металла у Бессемера, привносят свою лепту, тем самым усовершенствовав дело мастера.
Кладка в конвертерах Бессемера и Томаса состоит из огнеупорных кирпичей. Необходимость в таком материале объясняется тем, что оба конвертера действуют при температурах около 1400°С. Кладку в них приходится время от времени заменять. Старую кладку из конвертеров Томаса перемалывают в мелкий порошок и используют в качестве удобрения.
Рис. 19. Схема конвертера Бессемера. С изобретением конвертера технология производства стали полностью изменилась.
Бессемер, Генри
Генри Бессемер | |
Sir Henry Bessemer | |
Сэр Генри Бессемер (1813—1898) | |
Дата рождения: | Бессемер имел свыше 100 патентов на изобретения в различных областях техники: игольчатый штамп для марок, словолитная машина (1838 год), машина для прессования сахарного тростника (1849 год), центробежный насос (1850 год) и др. Работа по улучшению тяжёлого артиллерийского снаряда (1854 год) натолкнула его на поиски более совершенного способа получения литой стали для орудийных стволов. В 1856 году зарегистрировал патент на конвертер для передела жидкого чугуна в сталь продувкой воздухом без расхода горючего, который стал основой т. н. бессемеровского процесса. В 1860 году Бессемер запатентовал вращающийся конвертер с подачей воздуха через днище и цапфы, конструкция которого в основном сохранилась до настоящего времени. Бессемер выдвинул идею бесслитковой прокатки стали. См. такжеПримечанияЛитератураПолезноеСмотреть что такое «Бессемер, Генри» в других словарях:Бессемер Генри — (Bessemer) (1813 1898), английский изобретатель. Создал (патент 1856) конвертерный способ передела чугуна в сталь, так называемый бессемеровский процесс. * * * БЕССЕМЕР Генри БЕССЕМЕР (Bessemer) Генри (1813 98), английский изобретатель. Создал… … Энциклопедический словарь Бессемер Генри — Бессемер (Bessemer) Генри (19.1.1813, Чарлтон, графство Хартфордшир, ‒ 15.3.1898, Лондон), английский изобретатель, член Лондонского королевского общества (с 1879). Б. имел свыше 100 патентов на изобретения в различных областях техники:… … Большая советская энциклопедия Бессемер, Генри — БЕССЕМЕР (Bessemer) Генри (1813 98), английский изобретатель. Создал (патент 1856) конвертерный способ передела жидкого чугуна в сталь (без подвода теплоты продувкой воздухом), так называемый бессемеровский процесс. … Иллюстрированный энциклопедический словарь Бессемер Генри — Сэр Генри Бессемер (1813 1898) Генри Бессемер (англ. Sir Henry Bessemer) (р. 19 января 1813, Чарлтон, графство Хартфордшир, 15 марта 1898, Лондон) английский изобретатель, член Лондонского королевского общества (с 1879). Бессемер имел свыше 100… … Википедия БЕССЕМЕР Генри — (Bessemer, Henry) (1813 1898), английский металлург и промышленник. Родился 19 января 1813 в Чарлтоне (графство Хартфордшир). Отец Бессемера, шрифтолитейщик, изобрел множество механических приспособлений, и под его влиянием Генри с ранних лет… … Энциклопедия Кольера Бессемер — Бессемер, Генри Сэр Генри Бессемер (1813 1898) Генри Бессемер (англ. Sir Henry Bessemer) (р. 19 января 1813, Чарлтон, графство Хартфордшир, 15 марта 1898, Лондон) английский изобретатель, член Лондонского королевского общества (с 1879). Бессемер … Википедия БЕССЕМЕР (Bessemer) Генри — (1813 98) английский изобретатель. Создал (патент 1856) конвертерный способ передела чугуна в сталь, т. н. бессемеровский процесс … Большой Энциклопедический словарь БЕССЕМЕР — (Bessemer) Генри (1813 98), английский изобретатель. Создал (патент 1856) конвертерный способ передела жидкого чугуна в сталь (без подвода теплоты продувкой воздухом), так называемый бессемеровский процесс … Современная энциклопедия Бессемер Г. — Сэр Генри Бессемер (1813 1898) Генри Бессемер (англ. Sir Henry Bessemer) (р. 19 января 1813, Чарлтон, графство Хартфордшир, 15 марта 1898, Лондон) английский изобретатель, член Лондонского королевского общества (с 1879). Бессемер имел свыше 100… … Википедия Бессемер — (Bessemer) Генри (19.1.1813, Чарлтон, графство Хартфордшир, 15.3.1898, Лондон), английский изобретатель, член Лондонского королевского общества (с 1879). Б. имел свыше 100 патентов на изобретения в различных областях техники: игольчатый… … Большая советская энциклопедия Процесс Бессемера при производстве сталиИзвестно, что при производстве стали важное значение имеет содержание углерода который должен быть на уровне от 0,02 до 2,14 %. Углерод придаёт стали прочность и твёрдость, но с его увеличением снижает пластичность и вязкость. Массовое производство дешевой стали стало возможным только после внедрения бессемеровского процесса, обеспечивающего необходимое содержание углерода. Бессемерский процесс назван в честь его гениального изобретателя, британского металлурга сэра Генри Бессемера (1813-1898). Бессемер рассудил, что углерод в расплавленном чугуне легко соединяется с кислородом, поэтому большое содержание воздуха проходящего через расплавленный чугун должен превратить чугун в сталь, уменьшив содержание углерода. Суть бессемеровского процессаВ 1856 году Бессемер сконструировал то, что он называл конвертером, — большой сосуд грушевидной формы с отверстиями внизу, позволяющими впрыскивать сжатый воздух. Бессемер наполнил его расплавленным чугуном, продул сжатый воздух через расплавленный металл и обнаружил, что чугун действительно был очищен от углерода и кремния всего за несколько минут. Более того, вместо того, чтобы застыть от поданного холодного воздуха, металл стал еще горячее и поэтому оставался расплавленным. Бессемеровский процесс позволил уменьшить время и необходимую энергию для лужения и цементации которые проводились до изобретения этой технологии. Недостаток процессаБессемеровский процесс имел недостаток — не удалял фосфор из металла. Фосфор делает сталь чрезмерно хрупкой. Поэтому первоначально бессемеровский процесс можно было использовать только на чугуне, полученном из бесфосфорных руд. Такие запасы руды относительно редки и дороги, поскольку они встречаются лишь в нескольких местах (например, Уэльс и Швеция, где Бессемер получил свою железную руду, и верхний Мичиган). В 1876 году валлиец Сидней Гилкрист Томас обнаружил, что добавление в конвертор материала, такого как известняк, вытягивает фосфор из чугуна в шлак, который плавает в верхней части конвертера, где его можно снять, в результате чего получается сталь без фосфора. Это называется базовым процессом Бессемера или базовым процессом Томаса. Это важнейшее открытие означало, что огромные запасы железной руды из многих регионов мира могут быть использованы для производства чугуна для бессемеровских конвертеров, что в свою очередь привело к стремительному росту производства дешевой стали в Европе и США. В США, например, в 1867 году было изготовлено и продано 460 000 тонн кованых железных рельсов по цене 83 доллара за тонну. К 1884 году железные рельсы практически перестали изготавливаться вообще. Их заменили стальными рельсами при годовом производстве 1 500 000 тонн, продаваемых по цене 32 доллара за тонну. С 1865 по 1905 год средний срок службы рельса увеличился с двух лет до десяти, а вес вагона, который мог выдержать рельс, увеличился с восьми тонн до семидесяти. Типы плавильных печейПроцесс Бессемера был запатентован и в течение долгого времени изобретатели искали способы обойти патенты. Однако более 100 патентов принадлежали Генри Бессемеру. В 1860-х годах на сцене появился конкурент — мартеновский процесс, разработанный главным образом немецким инженером Карлом Вильгельмом Сименсом. Этот процесс превращает железо в сталь в широкой, неглубокой мартеновской печи также называемой газовой печью Сименса, так как она питалась сначала угольным газом, а затем природным газом. В эту печь добавляли кованое железо или оксид железа в расплавленный чугун до тех пор, пока содержание углерода не будет уменьшено путем разбавления и окисления. Используя выхлопные газы для предварительного нагрева воздуха и газа перед сжиганием, печь Сименса может достигать очень высоких температур. Как и в случае с конвертерами Бессемера, использование других материалов, таких как известняк, в мартеновских печах помогает удалить фосфор из расплавленного металла (модификация, называемая основным мартеновским процессом). В отличие от конвертера Бессемера, который производит сталь мартеновский процесс занимает несколько часов и позволяет проводить периодические лабораторные испытания расплавленной стали. Это позволяло изготавливать сталь в точном соответствии с требованиями заказчика по химическому составу и механическим свойствам. Мартеновский процесс позволял производить более крупные партии стали, чем процесс Бессемера, и перерабатывать металлолом. Благодаря этим преимуществам к 1900 году мартеновский процесс в значительной степени вытеснил бессемеровский процесс. После 1960 года мартеновский процесс, в свою очередь, был заменен основным кислородным процессом, модификацией процесса Бессемера, при производстве стали из железной руды и электродуговой печью при производстве стали из лома. Массовое производство дешевой стали, ставшее возможным благодаря описанным выше открытиям (и многим другим, не упомянутым выше), произвело революцию в нашем мире. железные дороги, нефте-и газопроводы, нефтеперерабатывающие заводы, электростанции, линии электропередач, сборочные линии, небоскребы, лифты, метро, мосты, железобетон, автомобили, грузовики, автобусы, тележки, холодильники, стиральные машины, сушилки для белья, посудомоечные машины, гвозди, винты, болты, гайки, иглы, проволока, часы, консервы, линкоры, авианосцы, нефтяные танкеры, океанские грузовые суда, транспортные контейнеры, краны, бульдозеры, тракторы, сельскохозяйственные орудия, заборы, ножи, вилки, ложки, ножницы, бритвы, хирургические инструменты, шарикоподшипники, турбины, сверла, пилы и всевозможные инструменты. БЕССЕМЕР, ГЕНРИБЕССЕМЕР, ГЕНРИ (Bessemer, Henry) (1813–1898), английский металлург и промышленник. Родился 19 января 1813 в Чарлтоне (графство Хартфордшир). Отец Бессемера, шрифтолитейщик, изобрел множество механических приспособлений, и под его влиянием Генри с ранних лет интересовался механикой и металлургией. Свидетельства о том, что он получил профессиональное образование, отсутствуют. Бессемер запатентовал более сотни изобретений в самых разных областей техники: от производства бронзового порошка для типографского литья до оборудования сахарного завода, центробежных насосов и больших телескопов. Самым важным его изобретением стала разработка в 1856 способа получения стали без дополнительного нагрева, продувкой воздуха через расплав чугуна в резервуаре грушевидной формы, именуемом теперь бессемеровским конвертером. К этому способу Бессемер пришел, занимаясь улучшением качества стали для орудийных стволов. Первые его попытки были неудачными: он не сразу нашел нужную конструкцию конвертера, а кроме того, использовал некачественный чугун из Южного Уэльса. И только спустя четыре года, в 1860, после изобретения вращающегося конвертера с подачей воздуха через днище, бессемеровский процесс стал широко применяться в Англии и за ее пределами. Бессемер удостоился многих почетных наград, в т.ч. австрийского ордена Франца Иосифа и медали от Наполеона III. В 1879 был избран членом Лондонского королевского общества, возведен в рыцарское достоинство. Был одним из основателей Британского института чугуна и стали и в 1873 учредил Бессемеровскую золотую медаль за выдающиеся заслуги в производстве черных металлов. В последние годы жизни занимался конструированием телескопов-рефлекторов. Умер Бессемер в Лондоне 15 марта 1898. Генри Бессемер – «британский самородок»В жизни Бессемера замечательно то, что он, став автором одного из крупнейших изобретений в истории металлургии, занялся сталелитейным делом только на 41-м году жизни. Обладая недюжинными способностями к изобретательству, он не многие из своих замечательных разработок смог довести до стадии коммерческого внедрения. Некоторые изобретения Бессемера значительно опередили своё время, и нашли применение спустя многие годы после его смерти. С ранней молодости, когда 17-летним юношей он переехал в Лондон, Бессемер искал свою «золотую жилу» – то изобретение, которое принесёт ему богатство и славу. И он нашёл её – недаром Джеймс Нэсмит (JamesNasmyth) – знаменитый изобретатель парового молота – держа в руке слиток первого бессемеровского металла, после окончания доклада Бессемера о своём процессе, восторженно восклицал: «Господа, вот это настоящий британский самородок!». Генри Бессемер (HenryBessemer) Генри Бессемер (HenryBessemer) появился на свет 13 января 1813 г. Его отец, Энтони Бессемер, родился в Лондоне, но ещё в детстве уехал с родителями в Голландию, где обучался на инженера. В 21 год он перебрался в Париж; в столице Франции он занимался оптикой и механикой и некоторое время работал в Академии наук. В 1795 или 1796 г. Энтони Бессемер с семьёй переезжает в Лондон, спасаясь от революции. Здесь он организовал производство золотых цепочек и, сколотив небольшой капитал, купил поместье в деревне Чарлтон в 50 км от Лондона, в котором и родился его младший сын – Генри. Техническое образованиеВ Чарлтоне Энтони Бессемер организовал производство стальных пуансонов для отливки типографских шрифтов, а через несколько лет устроил собственную словолитню. Именно эта словолитня, а также деревенская водяная мельница стали первой «технической школой» маленького Генри. По окончании начальной школы он объявил, что хочет практически изучать технику. Отец согласился, тем более что в то время ученичество было единственным способом приобрести технические знания. Бессемер несколько лет обучался под руководством отца работе на специально купленном токарном станке, а также отливал из типографского металла детали первых сконструированных им механизмов. В 1830 г. семья переехала в Лондон. Здесь молодой Бессемер начал заниматься художественным литьём. Его отливки представляли некоторую художественную ценность, они выставлялись в музеях и помогли Бессемеру завязать полезные знакомства. Первые изобретения и жизненный опытПервым «коммерчески успешным» изобретением Бессемера стал способ тиснения картона – он получил заказ на 500 листов картона для книжных обложек и на вырученные деньги пытался создать предприятие по его производству. Однако из этой затеи ничего не вышло. Затем Бессемер обратил внимание на то, что гербовые марки легко подделываются, что наносит большой убыток казне. Изобретатель разработал штемпель, который пробивал бумагу, создавая перфорированный рисунок, после чего дальнейшее использование марки становилось невозможным. Бессемеру было предоставлено место «главного надзирателя за гербовыми марками» с приличным жалованием в 600-800 фунтов стерлингов в год. Карьера изобретателя пошла в гору, он решил жениться. Невеста Генри, Анна Аллен, наделённая несомненными творческими способностями, предложила ставить на штампованную марку дату её использования. Бессемер имел неосторожность рассказать об этом предложении в департаменте, где его с радостью приняли, поскольку этот способ требовал минимальных изменений существующей технологии. Таким образом, новая должность «главного надзирателя» больше не требовалась, и вопрос о вознаграждении Бессемеру был благополучно забыт. Поскольку изобретение не было запатентовано, Бессемеру оставалось лишь махнуть рукой и поместить воспоминания об этом случае в копилку жизненного опыта. После женитьбы Бессемер работал в отцовской словолитне, занимался гравировкой, разработкой легкоплавких сплавов, усовершенствованием способов литья, созданием новых инструментов, приборов и механизмов. Маленькое Эльдорадо БессемераВ начале 1840-х годов Бессемер открыл для себя «маленькое Эльдорадо», которое упрочило его материальное положение, а в дальнейшее позволило финансировать работы по производству стали. Помог, как это часто случалось в жизни Бессемера, случай. Чтобы сделать по просьбе сестры надпись в её альбоме акварелей, Генри купил два пакетика золотого порошка и был неприятно удивлён его ценой. Сообразив, что она обусловлена ручным способом изготовления порошка, Бессемер взялся создать процесс, который позволил бы производить в больших количествах дешёвый золотой порошок. Проанализировав существующий способ, при котором кусочки латуни расплющивались в тончайшие листочки, а затем вручную растирались с гуммиарабиком в ступке, Бессемер приступил к исследованиям (в том числе с применением микроскопа) и экспериментам, которые продолжались почти год. Разработанная Бессемером машина расплющивала кусочки металла в валках, перетирала их, сортировала по крупности в потоке воздуха, а крупные частицы снова перетирала. Все работы велись в строжайшем секрете, детали будущей машины заказывались на разных заводах, а помещение для неё не имело окон и освещалось лишь верхним светом через отверстие в крыше. Бессемер максимально механизировал все операции так, что для производства было достаточно трёх человек – братьев жены изобретателя. Задача получения различных оттенков порошка решалась подбором состава медных сплавов, в чём Бессемер имел большой опыт. В своей автобиографии он писал, что на своём веку переплавил не один мешок русских медных копеек. Для этих целей рядом с фабрикой, на Бакстер-стрит была устроена металлургическая мастерская. Около 20 лет, пока в США не был разработан аналогичный способ, фабрика приносила семье Бессемера стабильный доход и позволяла самому Генри без проблем заниматься изобретательством. За время с 1843 по 1853 гг. он взял 27 патентов. Универсальный изобретательИзобретения Бессемера касались различных отраслей промышленности и транспорта. Он получил патенты на соединение железнодорожных вагонов гофрированным рукавом («гармоникой») для безопасного перехода, которое вошло в железнодорожную практику много лет спустя, на систему «гидростатического тормоза» железнодорожного состава, когда все колёса поезда тормозятся одновременно давлением воды. Этот способ используется и поныне, только вместо воды применяется воздух. Наиболее активно Бессемер работал в области сахарного и стекольного производств. Здесь он эффективно применял научный подход, по нескольку лет исследуя свойства материалов и их поведение в производственных процессах. Результатом исследований стали пресс для отжима сока из сахарного тростника, сконструированный таким образом, что не позволял упругому стеблю впитывать сок после снятия давления, и стекольная печь с медленно вращающимися для перемешивания тиглями и «прокатным станом» для производства оконного стекла. Патент на стекольную печь Бессемер продал за 6 тысяч фунтов стерлингов промышленнику Чансу. Однако лишь в конце XIX в. способ непрерывной разливки оконного стекла был применён в производственной практике. Сам принцип непрерывной разливки в охлаждаемые валки предлагался Бессемером позднее и для жидкой стали, однако на практике он был осуществлён лишь в наши дни в составе так называемых литейно-прокатных комплексов (ЛПК). Первый и пока единственный в нашей стране ЛПК был недавно построен на Выксунском металлургическом заводе Объединённой металлургической компании. |
---|