近代冶金工程
1.转炉炼钢的诞生
18世纪，由于使用焦炭作为冶金的燃料，同时又发展了功率强大的鼓风机，在英国以至欧洲大陆出现了大规模的钢铁和机械加工企业。但在19世纪的前半期，钢主要是用掺碳和坩埚两种方法生产，因此无论是产量或是质量都受到局限。英国当时是主要产钢国，1850年，它的生铁年产达到250万吨，而钢产量只有6万吨。这种局面在转炉炼钢和平炉炼钢法诞生之后，得到彻底改变。钢在19世纪下半叶可以大量生产，逐渐代替了熟铁。
18世纪时人们已经懂得，一块海棉铁放入反射炉中加热，由于生铁中的碳和硅在高温下被空气氧化，其韧性可以得到显著提高。但是19世纪中期转炉炼钢法的创造却是从一件偶然的事件开端的。
贝塞麦(1813-1898年，英国）是一位很有才干的发明家。他在研制有来复线的的炮膛过程中，因铸铁质量不好，发生过炮身炸裂炮手炸死的事故，这件事促使他下决心炼制一种耐高压的铁。一次，当他加大风压吹炼生铁时，发现在风口处有一块未熔的生铁块，明显地表现出高温脱碳的一些特征。这启发他试验用的强风吹铁除去碳的冶炼方法。在试验中他又发现除碳的过程并不需要燃料，只要二次强制吹风，就会由于杂质燃烧出现自然增温，从而使铁水脱碳转化为钢。
1856年，他在伦敦自己的工厂中，建立了一座固定式熔炉，用6个风口从底部送风一次能炼350公斤铸铁，结果使人确信这是一种高效的、冶炼纯净铁或钢的方法。同年，他发表了题为"不同燃料制造熟铁和钢的方法"的论文。随后，他设计制造了一种容量为5吨的、可倾斜的转炉。转炉炼钢只要10分钟就可以把10吨左右的铁水炼成熟铁或钢，而用搅拌法则需要几天，木碳炉甚至需要几个月，转炉的高效率震惊了世界冶金业。
但是在进一步推广中，却证明了贝塞麦的转炉根本无法使用，其原因是当时的生铁多含硫、磷，而贝塞麦侥幸地使用了低磷、低硫的生铁试验，才得以成功，但贝塞麦并不知道这一点，他因此被人嘲笑，视为骗子。
1858年，冶金学家盖兰逊(瑞典）发现恰当地控制停风就能保持钢中的含碳量，发明了碳的快速分析法，随时可以分析出炉中的铁的含碳量，从而保证了转炉炼钢的质量。同年，瑞典引进了转炉的炼钢法获得成功。后来冶金学家马谢特(1811-1891年）针对转炉钢过分氧化，质地疏松的弱点，加入一种含锰量较高的铁，使钢中的氧和硫的含量下降，并调整了钢中的碳成分，使钢锭坚实而光滑。但钢中含磷的弱点长期没有解决。
1864年，美国引进转炉炼钢，这是因为美国的铁矿含磷、含硫量低，结果证明转炉方法很成功，于是这种快速炼钢方法在美国得到大规模的推广。
2.平炉炼钢技术
当贝塞麦在伦敦研究转炉炼钢时，威廉.西门子(1823-1883年，英国）和弗得里希.西门子兄弟从德国迁居英国。1846年起，他们开始研究一种改进搅拌炉热效率的方法。1856年，他们利用废气的余热给蓄热炉加热，再把热传递给空气和燃料，结果冶金炉产生了极高的温度，甚至将试验用的坩埚也熔化掉了。后来，他们将这一专利用在玻璃熔化技术和炼钢炉上，以节约燃料。
1857年，他们的助手柯柏提出用这一方法加热和熔化金属。1860年，预热温度已达到620℃。1861年，西门子发明了煤气发生器，建造了一个煤气和空气进行热交换的预热炉，用发生煤气熔化金属钢料，同时对炉体结构也作了改进，防止炉体因高温熔化。这些措施虽然节约了燃料，但并未彻底代替搅拌炉。
西门子的工作在英国并未受到重视，却引起了法国冶金专家马丁(1824-1915年，法国）父子的关注。1863年，他们发明了一种新型蓄热炉，利用生铁和废钢做原料在平炉上炼钢成功。后来，西门子又在高温操作中加入矿石，使之与碳、硅发生氧化，从而使平炉炼钢工艺完善。两年后，西门子兄弟与马丁父子达成协议，把这种炼钢法取名叫"西门子-马丁平炉炼钢法"。1867年，平炉炼钢法获巴黎万国博览会奖金。
平炉炼钢法是先使燃料燃烧，然后让炉内的空气预热达到高温，再把高温气体吹入熔炼室使生铁中的杂质氧化，只要预先调整好生铁和废钢的比例，就可以改变钢的含碳量。因此，这是一种经济实用的炼钢方法，受到各国的重视，发展很快。第一座平炉只有1.5吨，后来逐渐发展到4吨、50吨、100吨。1868年，美国引进了该项技术。1870年，俄国也引进了该项技术。到19世纪末，平炉炼钢超过了转炉炼钢，成为当时首屈一指的炼钢技术。
不论是西门子平炉炼钢还是贝塞麦的转炉炼钢，都必须配以酸性炉渣，否则易使炉壁腐蚀。但是酸性炉渣不能除去钢中的高磷、高硫杂质，使钢的质量受到影响，这一难题困扰着当时的冶金学家和化学家。1877年至1878，托马斯(1850-1885年，英国）证明用碱性炉衬和碱性石灰石熔剂可以除去生铁中的磷。他后来找到一种镁矿石作炉衬，能经受碱性炉渣的侵蚀。1879年，他的方法在大型平炉上试验成功，到80年代在欧洲迅速得到推广。
转炉和平炉炼钢法的逐步改善，大大推动了19世纪钢的产量。1870年，世界钢产量只有50万吨，20年后，钢产量竞提高到2800万吨，平均年增长率为28％，增长速度之快是前所罕见的。
3.电炉及轧钢技术
由于普通的碳素钢的性能不能尽如人意，人们就在炼钢过程中加入一些少量的特殊元素，例如铬、镍、锰、钨等金属，就能得到具有某种独特性能的合金钢。最早研究合金钢的是法拉弟，但主要的发明者是马谢特、海德费尔德(英国）和约翰.费西尔(瑞士）。
1863年，马谢特用镜铁、铸铁、三氧化钨和沥青的混合物制造可以锻造的合金钢，其耐用程度为碳素钢的两倍，可用来制造切削刀具，他后来把这种钢命名叫玛谢特钢。后来，海德费尔德将这种钢中锰含量增加到12-13％，在1000℃下淬火处理，得到一种极硬的钢，这种12.5Mn-1.2C钢用于高度耐磨的零件，成为合金钢史上的里程碑。
1824～1825年，费西尔在瑞士生产由法拉弟研制的镍合金钢。到1889年，雷利在钢中加入不同比例的镍，得到镍钢系列，其中当镍达到4.7％时强度最高，延伸率最小。后来在英国又发展了镍-铬不锈钢系列。
合金钢的溶炼要求很严格的工艺条件，当时都用小型电炉熔炼。1878-1879年，西门子开始制造一种新式电炉。这种电炉具有可调节电弧距离的装置；同时把电极做成中空的，以便在熔炼中导入其它气体。
1887年，德法兰梯在电炉中引入高频交流电，借助线圈在炉内产生涡流，这种方法是利用电磁感应方法给炉料加热，因而取消了电极，后来叫高频电炉。至此，各类型的炼钢炉已大体形成。
钢铁的大量生产，带动了钢材轧制技术的革命性变化。19世纪初，已出现了用蒸汽机带动的单向双辊轧机。1866年，英国有人创造了逆式轧机；加热后的工件可以来回在三轧辊间往返轧制。后来又增加了连续轧辊和一系列支持辊，以减少尺寸和压力。
1865年，巴哈.曼勒斯曼(德国）发明了轧制无缝钢管的工艺和设备，它包括两个转向相反的彼此成角度的轧辊和一个烧热的金属圆杆。彼此倾斜的轧辊使工件产生向外张开的力，热的圆杆从工件的中央的裂缝中进入，使它从中劈开，形成无缝钢管。无缝钢管的诞生填补了钢材加工的一个空白，在当时引起过轰动。
19世纪末，钢铁工业的冶炼、轧制技术已初具规模，为现代钢铁工业的大发展奠定了基础。
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