Бессемер
Шрифт:
«Бессемеровский конвертор и шеффильдский тигель вполне тождественны в одном очень важном отношении. Шеффильдский тигельный процесс может произвести превосходную инструментальную сталь из шведского древесноугольного чугуна без всякого применения марганца. Но из британского чугуна, выплавленного на минеральном топливе, шеффильдский тигельный процесс без применения марганца в тигле хорошей стали дать не может.
Также и бессемеровский конвертор без употребления марганца не может из британского чугуна, выплавленного на минеральном топливе, дать хорошей стали». А как раз отсутствием серы и славились шведские чугуны.
Прибавляя
Но Бессемер даже не подозревал важнейшей может быть причины красноломкости металла — закиси железа, как не подозревал и того обстоятельства, что вводя марганец, он парализовал не столько действие серы, сколько этой закиси.
Своеобразная острота положения создавалась еще тем обстоятельством, что как раз то, что портило металл, возникало именно как результат самого процесса и может быть великое счастье, что ни сам Бессемер, и никто из современных ему металлургов об этом даже и не догадывались. Не будь этого блаженного неведения, можно почти наверное сказать, что весь процесс был бы безвозвратно похоронен.
Удача произошла от случайного счастливого совпадения результатов двух различных химических реакций.
Пожалуй в своем роде были более правы и ближе к истине подходили как раз те фабриканты, которые указывали на сгорание металла, как на главнейший недостаток процесса, но они обращали внимание на то, что металл выгорает, безвозвратно теряется, тогда как главная беда была в том, что продукты этого горения железа часто оставались в металле, безнадежно портя его.
Но Бессемер упорно продолжал пренебрегать этой стороной процесса и настаивать, что главными затруднениями и источниками всех недостатков были фосфор и сера.
Да это и понятно. Признать выгорание железа и открыто придавать ему большое значение значило бы вызвать сильное сомнение в ценности и целесообразности всего процесса. И поэтому в 1859 году, когда на заседании Института гражданских инженеров Бессемер знакомил с достигнутыми и вполне уже оправдавшими себя результатами своей работы, он решительно возражал против того, что неудача первых опытов была вызвана сгоранием металла. Единственной действительной трудностью являлись примеси фосфора и серы. Все поэтому зависело от умелого подбора сырья.
Не было ли это, в сущности, скрытой капитуляцией? Революция мировой металлургической промышленности, о которой он мечтал, получала значительно съуженную арену. В частности Англия далеко не так уж много выигрывала, по крайней мере в ближайшее время, от нового процесса. Лишь небольшая доля английских чугунов могла быть переработана в конверторе Бессемера, а строить производство, опираясь на привозный шведский, русский, может быть американский чугун, было нельзя. Ведь это же значило вернуть Англию в состояние, несколько напоминающее то положение, в котором она находилась в XVIII веке до изобретений Дэрби и Корта.
После победы. Конец жизни
Сэр Джон Браун и его компаньон мистер Эллис, фабриканты лучшей в мире стали, не напрасно приходили на завод Бессемера в Шеффильде и не напрасно выражали свое крайнее изумление перед всем там происходящим.
Скоро на Брауновском заводе запылали два конвертора значительно больших размеров, чем у самого Бессемера (вместо 1/2 тонны садки — 2 1/2—3 тонны). Брауновский завод «Атлас» стал в ближайшие годы образцом для выстроенных в Англии и на континенте бессемеровских установок. Да это и понятно: ведь Браун применил сразу в крупном масштабе все технические усовершенствования, внесенные Бессемером в производство уже после устройства
Эти технические усовершенствования касались механической стороны процесса — оборудования. Бессемер закрепил их в своем патенте от 1 марта 1860 года. Тут подведен итог многолетней работы. Некоторые элементы запатентованных механизмов можно заметить уже за несколько лет до этого. Оборудование было настолько продумано и совершенно, что в своих существенных чертах сохранилось неизменным до настоящего времени.
Конвертор в виде огромного яйцевидного сосуда или вернее гигантской скрюченной на сторону груши, большой реторты, с обращенным в сторону верхним выходным отверстием — горловиной — был склепан из толстых железных листов и выложен внутри толстым слоем (футеровка) из огнеупорной глины и кирпича. Форму сосуда надо было выбрать такую, чтобы не только металл при кипении не выплескивался, но чтобы и кладка эта держалась бы достаточно прочно. Внизу реторты была приделана так называемая воздушная камера, куда нагнетался сжатый воздух, врывающийся струями в конвентор через особые отверстия (сопла), сделанные в его днище. Эта камера могла сниматься.
Чрезвычайно остроумно был придуман механизм для поворачивания конвертора. Вместо ручного привода с зубчатой передачей, применимого только при очень маленьких конверторах, вращение реторты производилось при помощи гидравлической силы. Для этого на оси конвертора была укреплена шестерня, сцепляющаяся с зубчатой рейкой, которая являлась продолжением штока поршня гидравлического цилиндра.
Передвижение поршня под давлением воды наклоняло конвертор в ту или иную сторону.
Бессемер вообще широко применял гидравлику в своем оборудовании.
Бессемеровская установка 60-х годов в Шеффильде (вид сбоку). A — воздушная камера; B — фурмы с соплами; C — разливочный ковш; D — гидравлический кран.
Разливочный ковш, куда из конвертора выпускался готовый металл и откуда он разливался по изложницам, был укреплен на одном конце рычага гидравлического крана, а на другом конце был установлен подвижный противовес. При помощи такого устройства ковш мог вращаться по окружности и устанавливаться на различной высоте. (См. прилагаемые рисунки).
Зародыш этой конструкции можно видеть уже в первом приспособлении для отливки стальных слитков — изложницы с поднимающимся дном, — которое Бессемер установил еще в 1857 году на Бакстер Стрит.
Это устройство с расположенными друг против друга двумя конверторами с разливочным ковшом, вращающимся над круглой, так называемой, литейной ямой и с расставленными по ее окружности изложницами, надолго осталось классическим. Оно стало непригодным когда увеличилась емкость конверторов, когда увеличился вес слитков, когда повысилась производительность и когда процесс повели так быстро, что металл не успевал застывать в изложницах к тому моменту, когда их надо было уже убирать, чтобы ставить на их место новые для следующей отливки. Ковш стали ставить на подвижную платформу и вести разливку, продвигая его над расставленными по прямой линии изложницами. (Иногда разливка стала производиться даже в другом помещении.) Или же наоборот, ковш оставался неподвижным, а под ним стали продвигать поезд вагонеток (платформ) с поставленными на них изложницами. Но все это было уже разработано значительно позже, отчасти уже после смерти Бессемера.