钢铁是这样炼成的

原标题：钢铁是钢铁这样炼成的

千百年来，木炭作为炼铁所用的样炼主要燃料之一，在工业革命前，钢铁基本满足了需求。样炼工业革命后，钢铁随着钢铁需求量大增，样炼迫切需要提高钢铁产量，钢铁木炭作燃料已“力不从心”。样炼这时，钢铁人们开始尝试用挖掘生产出的样炼煤炭来代替木炭。

“第一个吃螃蟹的钢铁人”是英国人杜德利。他20岁便掌管家族三家铁厂、样炼一座炼铁炉和两座锻造炉。钢铁他试着用煤代替木炭炼铁，样炼然而多年未果。钢铁究其原因，煤块含硫量高且杂质多，直接燃烧炼铁会导致生铁的热脆性增加，使之无法成形。

几十年后，英国企业家亚伯拉罕・达比在试验中找出了焦炭炼铁的关键技术问题。他发现，焦炭不如木炭那么容易燃烧，如果不改进鼓风设施以获得更充足的空气，炼铁质量就无法过关。于是，他对高炉内径作了改造，使之适应焦炭炼铁的要求，并为高炉安装一套新的鼓风设施。经历无数次试错，达比终于在1709年用焦炭成功炼出第一批生铁。

到1717年达比临终前，他发明的焦炭炼铁工艺已趋于成熟。1735年，焦炭炼铁技术逐渐在英国大面积推广，开启了炼铁业革命新纪元，彻底摆脱了对木炭的依赖，年产铁量大幅提升。

随着铁制品的普及，人们逐渐发现，以当时技术炼出来的铁存在很多缺点：可塑性差，脆而软，不能很好地满足工业所需。这种情况下，人们又开始了新的探索。

英国人贝斯麦在一次试验中，想增强炼铁炉的鼓风，以加大火力使炉料熔化，发现一些固态铸铁块暴露在过剩空气中反而能立马脱碳。这一现象启发了贝斯麦，他决定尝试在没有炉火的情况下向铁水内鼓风，想看看会有什么结果。不经意间，世上第一座“贝斯麦转炉”诞生了。

这是一个固定的没有热源的耐火容器，铁水从侧面一个槽内注入容器下部，风嘴在铁水底部。当空气鼓入后，铁水沸腾起来，其强烈程度令贝斯麦大为吃惊。沸腾平息后，把铁水注入锭模进行冷却，测试发现，生铁已变成低碳钢。这让贝斯麦大喜过望。于是，他把所有炼铁炉都做成可炼5吨钢的可倾式转炉，还能方便将炼好的钢水倒出来。这成为比一般平炉炼钢技高一筹的革命性发明。

当然，“贝斯麦转炉”问世之初，并非完美，不少钢铁企业用此法炼出的钢太脆，一击就碎。原因是当时的矿石大部分含磷较高，而贝斯麦试验用的矿石恰巧含磷较低。贝斯麦花了很大精力试图解决这一问题，但未能取得成效。

直到1877年，英国人托马斯发现，当使用碱性耐火砖砌衬时，在转炉冶炼过程中使炉渣成为高碱性，可为铁矿石脱磷，最终炼出了脱磷钢。人们将这一冶炼方法称作“贝斯麦—托马斯法”。

可以说，钢铁在漫漫的炼成之路上历尽艰辛，转炉炼钢也是在历史的滔滔长河中“铁杵磨成针”。各国发明家对其不断改进完善，最终使钢铁实现大规模量产，人类跨入前所未有的钢铁时代。（■张　　媛　　马伯乐）

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