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重新认识来自天堂的金属-钢铁简史

Jonathan Schifman用扼要活泼的言语,报告了人与钢铁的故事。从奥秘的陨铁,到所向无敌的年夜马士革…

Jonathan Schifman用扼要活泼的言语,报告了人与钢铁的故事。从奥秘的陨铁,到所向无敌的年夜马士革刀,和弹簧以及钟表的降生。钢铁无疑是人类最巨大的发明,协助人类树立地球的巨大文化。

钢铁的故事早正在钢筋,桥梁以及摩天年夜楼以前就开端了。它始于星星。

正在人类呈现十亿年以前,乃至地球构成以前, 火热的恒星将原子交融成铁以及碳。正在有数的宇宙爆炸以及更生中,这些物资进入小行星以及其余行星体,跟着宇宙的搅动,互相撞击。终极,一些岩石以及金属构成了地球,正在那边它将塑造一种特定品种的步辇儿猿的运气。

正在早已经一世于汗青的某一天,一些人类牟然发明了闪闪发光的陨石,它的成份次要是铁以及镍,这些陨石穿过年夜气层撞到了空中。今后一发不成拾掇,开端了一个物种关于一种金属近万年的痴迷。

多少千年以前,咱们的先人发明了获得钢铁更好的办法,从地球上收集铁矿石并终极将其熔炼成钢。咱们将抢夺它,用它发明以及捣毁国度,经过它开展全世界经济,并用它来树立一些天下上最巨大的文化。

地狱的金属

图坦卡蒙有一把铁匕首 ,正在现代,这位极富势力的法老,把这柄铁匕首当做十分宝贵的宝贝。当英国考古学家霍华德·卡特发明图坦卡蒙墓,并看到这把匕首时,觉得它非常出格,厥后经过尝试证实,这把匕首的刀刃来自悠远的外太空,是用陨铁打造而成。

△图:坦卡蒙的陨石匕首

陨铁的含镍量高于从公开挖出并被人类冶炼的铁。自卡特发明陨铁匕首以来,研讨职员发明,不但是图坦卡蒙的匕首,简直一切可追溯到青铜器期间的铁器,都是用陨铁打造。

对于咱们的先人来讲,这类独特的合金(陨铁)是来自神明的奉送。古埃及人称它为biz-n-pt。正在苏美尔,它被称为an-bar。二者均可以表明为“来自地狱的金属”。铁镍合金具备必定的延展性,能够依据需求铸造成各类外形而没有会破裂。但这类“靠天收”的钢铁根源非常 无限,使患上这类神灵的金属正在现代比宝石或者黄金更有代价。

人类正在本人脚下的岩石里找到钢铁,花了多少千年工夫。公元前2500年摆布,近东的部完工员发明了暗藏正在公开的金属根源。它看起来以及“来自地狱的金属”非常相像,但有些差别。铁与石头以及矿物混淆正在一同。提取铁矿石其实不像捡起一块金或者银那末复杂,第一批矿工正在发掘矿石以前需求停止典礼,以抚慰心坎的惊骇。那觉得就仿佛正在开启神明暗藏正在公开的宝藏。

可是,学会从地球上发掘铁矿石,只能算是乐成了一半。现代人类又花了700多年的工夫,才弄分明若何将贵金属与矿石分隔隔离分散。到当时候,青铜器期间才真正完毕,人类进入铁器期间。

通往第一钢铁的冗长路途

要理解钢铁,咱们必需起首理解铁,由于金属简直是同样的。钢含有98%至99%或者更高的铁。剩下的是碳,一种含量很小的增加剂,它对于金属的性子发生严重影响。正在建筑摩天年夜楼以前的多少千年里,人类不时研究铁的加工体式格局,改良冶炼以及铸造办法,从而愈来愈靠近钢铁。

公元前1800年摆布,黑海沿岸的人们称Chalybes想要制作一种比青铜更强的金属,这类金属能够用来制作不相上下的兵器。他们将铁矿石放入炉膛,锤打它们,并将它们烧成硬化。正在屡次反复这个进程后,Chalybes终极失掉了巩固的铁制兵器。

△炼铁炉

Chalybes制作的产物被称为锻铁,是古代钢铁的多少种次要前身之一。他们很快参加了厌战的赫梯人,发明了现代汗青上最弱小的部队之一。事先不一个国度的兵器能与赫梯剑或者战车相对抗。

钢铁的另外一个年老的兄弟,能够说是铸铁,最后是正在中国现代制作的。从公元前500年摆布开端,中国的金属工人建筑了7英尺高的熔炉,以熄灭更多的铁以及木料。将资料熔炼成液体并倒入雕琢的模具中,制造成金属用具或许雕像。

但是,铸造以及铸铁的钢铁都称没有上完满。Chalybes的锻铁仅含有0.8%的碳,因而它不钢的抗拉强度。含有2%至4%碳的中国铸铁比钢更脆。黑海的铁匠终极开端将铁棒拔出成堆的白热柴炭中,这类柴炭制成为了钢铁涂层的锻铁。可是南亚的一个地域有了更好的主见,印度消费了地球上第一种真实的天然钢材。

公元前400年摆布,印度金属工人创造了一种冶炼办法,恰恰将完满的碳量与铁分离。关头是熔融金属的黏土容器:坩埚。工人们将小型锻铁棒以及柴炭块放入坩埚中,而后密封容器并将其拔出炉中。当他们经过风箱中的氛围打击降低炉温时,锻铁凝结并汲取柴炭中的碳。当坩埚冷却时,纯钢锭就炼成为了。

△德国发明的晚期黏土坩埚

印度铁匠把“乌兹钢”输送到天下各地销售。正在年夜马士革,叙利亚铁匠运用这类金属铸造了出名的,简直是神话般的年夜马士革刀,听说它充足尖利,能够正在半地面切割羽毛(像“权利的游戏”中瓦雷利亚钢铁同样的超等资料)。印度钢铁不断销售到西班牙的托莱多,那边铁匠的铁匠用乌兹钢为罗马部队铸造刀剑。

正在运往罗马的进程中,来自埃塞俄比亚帝国的阿比西尼亚贩子担当两头商,他们成心误导罗马人说这类钢铁来自中国的Seres,因而罗马人以为钢铁来自一个太悠远的国家,没法远程跋涉去掠取以及降服。罗马人称他们购置了Seric钢,并将其用作兵器配备之外的根本东西以及修建设置装备摆设。

乌兹钢是最先的钢铁。铁作为贵金属的日子曾经过来了。天下上最桀的兵士如今将装备钢铁。

圣剑以及军人钢

跟着罗马帝国的式微(正式正在476年),欧洲堕入了凌乱。印度依然正在制作其骇人听闻的钢铁,但它没法将乌兹钢牢靠地输送到欧洲,那边的路途因战乱而变患上极没有平安,贩子常常受到伏击,别的另有可骇的瘟疫以及疾病。正在西班牙的加泰罗尼亚,铁工开辟了相似于印度的熔炉:加泰罗尼亚炉,用以消费锻铁。他们用这类金属制作了马蹄铁,车轮,车门搭钮,乃至是钢制涂层盔甲。

骑士挥动着特制剑。它们是经过把多种钢铁资料折叠锻打制作的,这一进程会正在剑身上留下共同的人字形以及编织图案。维京人将这些图案表明为龙线圈,像亚瑟王的神剑以及埃尔西德的提佐纳神剑,都带有这类甚么的斑纹。

但是,天下上最佳的剑是正在地球的另外一边制作的。日本史姑娘为铸造军人刀开辟了一种精深的技能,到达史无前例的尖利水平。这些兵器成为了传家宝,传承了多少代人。制作军人刀正在日本是一种扑朔迷离的典礼化事情。

正在制作军人刀以前,日本铁匠需求先洗浴,他们以为假如铁匠的身材没有纯洁,罪恶的魂灵就会进入刀锋。金属铸造始于锻铁。用柴炭加热一年夜块资料,直到它变患上充足柔嫩能够折叠。正在冷却后,将铁加热并折叠约20次,使刀身呈弧形,而且经过铸造以及折叠,锻铁持续表露于柴炭,将金属酿成钢。

△中世纪宽剑与维京刀片照顾De Bohun家属的兵器。拍照:Chris Radburn

△Katana由Masamune铸造,被以为是14世纪镰仓期间日本最巨大的剑士

剑士运用黏土,柴炭或者铁粉停止下一步,沿着刀身刷涂。钢中呈现的图案相似于木纹,有旋纹结以及波纹。细节乃至比欧洲刀片的龙鳞更精密,日本的katanas被定名为“漂泊沙”,“新月儿”以及“Shuten-dōji杀手”,这这天本神话中的猛兽。明天留下的五把现代军人刀,称为“全国五剑”,正在日本被保管为国宝以及圣物。

铁以及煤

第一台高炉看起来像沙漏。

正在明天的德国莱茵河谷,金属工人开辟了一个约莫10英尺高的安装,底部安排了两个涟漪管,以包容更多的铁矿石以及柴炭。高炉火热,铁汲取的碳比以往任什么时候候都多,混淆物酿成铸铁,能够很简单地倒入模具中。

这是中国人曾经操练了1700年的炼铁进程 – 可是用了更年夜的锅。工人们正在锻造地板上挖出水沟,从长长的地方通道伸出,为液态铁腾出空间。这些战壕就像一窝乳猪,因而降生了一个外号:生铁。

△高炉

铁的立异恰好遇上了东方天下的和平。13世纪的年夜炮创造以及14世纪的枪械发生了对于金属的盼望。生铁能够间接倒入炮以及枪管模具中,欧洲开端从前所未有的体式格局抽出兵器。

但铁的昌盛形成了一个成绩。跟着欧洲年夜国开端正在全世界范畴内扩大其权利,他们耗费了少量的木料,既用于建筑船只,也用于制作用于冶炼的柴炭。依据“ 钢铁:从矿山到工场”这本书,由布鲁克·斯托达德(Brooke C. Stoddard)创作的美国金属,一台英国的窑炉每一年需求约莫240英亩的树木。年夜英帝国转向新天下还没有开辟的资本追求处理计划,并开端输送金属冶炼正在年夜东洋上空的美国殖平易近地。可是,殖平易近地的炼铁捣毁了英格兰炼铁厂的买卖。

△E.F. Skinner的油画展现了南约克郡Piiston钢铁厂贝塞麦工艺消费的钢材。

英国燃料成绩的谜底来自铸铁锅制作商。亚伯拉罕·达比(Abraham Darby)童年期间年夜局部工夫都正在麦芽厂任务,而正在18世纪晚期,他记患上他磨年夜麦时的一种技能:烧烤煤,一种可燃的岩石。其余人曾经试图用煤冶炼铁,但达比是第一个正在冶炼前烧煤的人。烤煤坚持其热量远远超越柴炭,并答应铁匠制作更薄的生铁 – 十分合适倒入枪模。明天,能够正在Coalbrookdale铁博物馆看抵达比的年夜型高炉。

英格兰发明了用煤冶炼的力气。但它依然不制作钢铁。

钟表匠以及坩埚

本杰明亨斯曼对于铁感触懊丧。谢菲尔德钟表匠可用的合金因其任务而变革太年夜,出格是制作风雅的弹簧。

亨茨曼正在专业工夫不颠末培训的眼科大夫以及内科大夫,对于铁矿石停止了尝试,并测试了差别的冶炼办法。终极他想出了一个与古印度运用黏土坩埚的办法十分相似的进程。但是,亨斯迈的技能有两个关头的差别:他运用的是烤煤而没有是柴炭,而没有是将燃料放入坩埚内,他将铁以及碳混淆物加热到煤层上。

从冶炼厂进去的铸锭更平均,更巩固,更不容易碎 – 这是欧洲甚至天下所见过的最佳的钢铁。到1770年月,谢菲尔德成为钢铁制作业的国度支点。七十年后,全部国度都晓得这个进程,英格兰的钢铁厂变患上黑暗。

1851年,首届天下展览会之一正在伦敦进行,这是万国产业作品展。水晶宫是用铸铁以及玻璃建筑的,简直一切外部都是用钢铁制成的。机车以及蒸汽机,喷泉以及灯柱,能够从熔融金属锻造的任何工具以及统统都正在展出。天下上从未见过如许的工具。

贝塞麦的打破

Henry Bessemer是一名英国工程师以及创造家,因很多没有相干的创造而出名,包含金色黄铜涂料,排版机键盘以及甘蔗破裂机。当克里米亚和平正在19世纪50年月正在东欧迸发时,他建筑了一个新的颀长炮弹。他把它供给给了法国部队,但事先传统的铸铁年夜炮太脆而没法开战。只要钢才干处置受控爆炸。

坩埚炼钢进程太高贵,没法消费像年夜炮同样年夜的物品,以是Bessemer开端寻觅一种大量量消费钢铁的办法。1856年的一天,他决议将生铁倒入容器中,而没有是让它渗透沟内。一旦进入容器内,Bessemer就会经过底部的穿孔放射氛围。依据Steel:从矿山到磨坊,统统都坚持宁静约10分钟,而后忽然火花,火焰,凝结的生铁沉着器中爆裂进去。当凌乱完毕时,容器中留下的资料是无碳纯铁。

爆炸性冶炼事情的影响很难夸张。当Bessemer间接正在熔融生铁上运用涟漪管时,与氛围中的氧分离的碳爆炸,留下纯铁 – 经过增加含碳资料,如spiegeleisen,铁以及锰的合金 – 很简单酿成优良钢材。

Bessemer建筑了一台呆板来履行这个顺序:“Bessemer转换器”。它的外形像一个鸡蛋,外部黏土衬里以及实心钢内部。正在顶部,当氛围突入炉内时,一个小启齿喷出30英尺高的火焰。

但是,简直立即,英国的炼铁厂呈现了一个成绩。现实证实,Bessemer运用的磷铁含量很少,而年夜少数铁矿石都含有丰厚的磷。旧的铁冶炼办法能够牢靠地去除了磷,但Bessemer转换器不发生脆性钢。

这个成绩搅扰了冶金学家二十年,直到一名25岁的英国差人人员以及专业化学家Sidney Gilchrist Thomas找到处理磷成绩的办法。托马斯发明该设置装备摆设的黏土衬里不克不及与磷反响,因而他用石灰基衬里代替黏土。它就像一个魅力。这类新办法正在20分钟内消费了5吨钢,如今可用于全部英格兰的炼铁厂。旧的亨斯迈坩埚工艺正在两周内发生了一个微乎其微的60磅钢,曾经过期了。Bessemer转换器是新的钢铁之王。

美国钢铁

正在年夜东洋的另外一边,少量的铁矿石矿藏正在美国荒原中还没有开辟。1850年,美国的铁产量仅为英国的五分之一。但内战完毕后,产业家们开端将留意力转向贝塞麦(Bessemer)工艺,这激发了一个钢铁产业,它将发生比1849年加州淘金热更多的财产。正在都会之间建筑路途,正在河道上建筑桥梁,和铺设正在狂野西部中间的铁路轨道。

△安德鲁卡内基

安德鲁卡内基想要树立统统。

不人像卡内基那样实现美国梦。苏格兰移平易近12岁时到达该国,假寓正在匹兹堡的穷户区。卡内基开端正在电报局担当青少年信使。有一天,宾夕法尼亚铁路公司的一名初级官员对于勤劳任务的青少年印象深入,延聘卡内基担当他的公家秘书。

“Star-Spangled Scotsman”创始了贸易脑筋,正在铁路行业中崭露锋芒,正在此进程中停止了一些夺目的投资。他具有一座桥梁修建公司,铁路工场,机车工场以及铁厂的股分。当联邦正在1865年投诚时,30岁的卡内基将留意力转向建筑桥梁。因为他的工场,他能够随便批量消费铸铁。

但卡内基晓得他能够做患上比铸铁好。耐用的桥梁需求钢。正在西德尼·托马斯(Sidney Thomas)用石灰基衬里改革贝塞麦转炉以前约莫十年,卡内基将Bessemer工艺带到了美国并购置了无磷铁来消费钢铁。他正在宾夕法尼自由亚州霍姆斯特德树立了一家钢铁厂,为修建师称为“摩天年夜楼”的新型修建制作合金。1889年,卡内基的一切资产都以一个称号兼并:卡内基钢铁公司。

到今朝为止,卡内基一手消费的钢铁产量简直是全英国的一半。其余钢铁公司开端正在天下各地衰亡,发明了新的城镇,包含康涅狄格州的一个铁矿镇,名为“ Chalybes ”,仅次于现代的铁器制作商。

美国忽然涌入钢铁行业的高峰。但工作行将正在卡内基的Homestead Steel Works,从匹兹堡的Monongahela河劈面变患上坎坷不服。

为了低落制作本钱,人为很低。1890年的84小时任务周的人为没有到10美圆(明天约250美圆) – 和热钢厂的休息力服役。变乱很罕见,正在匹兹堡,氛围遭到严峻净化,“年夜东洋月刊”的一名作家称钢铁城为“盖失落天堂的天堂”。

1892年7月,卡内基钢铁公司以及代表霍姆斯特德工场工人的工会之间的告急干系沸腾了。公司主席亨利克莱弗里克采纳倔强态度,要挟要增添人为。这些工人绞逝世了弗里克的肖像,他用三英里长的带刺铁蒺藜环绕工场作出回应,等待友好举动。工人投票复工,随后被辞退,招致围栏工场的外号:“弗里克堡”。

约莫3,000名复工者把持了Homestead,迫使外地法律部分。弗里克从平克顿侦察局雇佣了300名代办署理人来维护工场,并于1892年7月6日上午发作内战。女子们凑集正在河岸边,向Pinkerton奸细抛掷石块并开枪,试图正在船上登陆。复工者应用他们能找到的任何兵器,推出旧炮,扑灭火药,乃至将熄灭的火车车推入船中。

当一个8,500人的百姓保镳队营进入城镇并将宅基地置于解严之下时,次序患上以规复。抵触中有10人罹难。弗里克厥后被一名传闻过复工的无当局主义者射杀并刺伤他的办公室,但必然于难。没有久以后,他分开公司,1897年,卡内基延聘了一名名叫Charles M. Schwab的工程师(没有要与Charles Schwab公司的开创人混杂)担当新任总裁。1901年,施瓦布压服卡内基以4.8亿美圆的价钱出卖他的钢铁公司。施瓦布的新公司与其余工场兼并成为美国钢铁公司。

美国钢铁业持续迸发到20世纪。1873年,美国消费了22万吨钢材。到1900年,美国钢铁占1140万吨,超越英国以及乐成的德国产业的总以及。新的美国钢铁公司是天下上最年夜的公司,消费天下三分之二的钢铁。

这是一个史无前例的消费率,但钢铁锻造厂方才变暖。

和平与战争的金属

美国钢铁公司(US Steel)的不合招致查尔斯施瓦布(Charles Schwab)找到一份新任务,掌管另外一家疾速开展的公司:伯利恒钢铁公司(Bethlehem Steel)。1914年,也便是年夜战前两个月,施瓦布收到了英国和平办公室的机密音讯。多少小时后,他买了一张化名来穿梭年夜东洋的机票。正在欧洲,他会晤了英国的和平国务卿,他但愿可以取得少量定单。英国人但愿伯利恒为英格兰建筑4000万美圆的兵器,而且没有与皇冠的朋友经商。施瓦布承受并参与了他的下一次集会,此次与水兵部的第一名领主温斯顿丘吉尔会见。丘吉尔订购了他本人的定单:皇家水兵潜艇对立德国U型艇,他立刻需求它们。

但施瓦布碰到了成绩。美国的中立法令制止公司向战壕双侧的第一次天下年夜战战役职员出卖兵器。Bethlehem Steel不被吓倒,他将潜艇部件送到蒙特利尔的一个拆卸厂,外表上是为了停止人性主义重修任务 – 美国钢铁开端走漏到盟军的和平中。

当美国于1917年4月正式进入第一次天下年夜战时,裙子中立法的需求就消逝了。1914年和平方才开端时,美国消费了2350万吨钢 – 比14年宿世产的钢的两倍多。正在1918年的和平完毕时,产量再次添加了一倍。美国钢铁使盟军正在冲击地方政权方面具备决议性的劣势。

和平完毕后,美国炼钢业比以往任什么时候候都愈加弱小。粉饰艺术塔楼开端正在纽约以及芝加哥的天涯线中崭露锋芒,绝年夜少数钢铁来自两家公司:美国钢铁公司以及伯利恒钢铁公司。洛克菲勒中间,华尔道夫旅店,乔治华盛顿年夜桥以及金门年夜桥等标记性修建均采纳伯利恒钢材建筑。1930年,该公司的钢铁进入了事先天下上最高的摩天年夜楼:克莱斯勒年夜厦。没有到一年以后,由美国钢铁公司供给的6万吨钢铁的帝国年夜厦将比克莱斯勒超出跨越成为曼哈顿的耐久没有衰的意味。

但摩天年夜楼并非钢铁消费爆炸激发的独一立异。这些资料进入了汽车,家用电器以及食物罐头。(因为罐装产物的保质期长,两家崭露锋芒的公司,Dole以及Campbell's变患上风行临时。)Bethlehem Steel以及US Steel的资产代价高于福特以及通用汽车公司。

这真的是钢铁期间 – 但费事其实不悠远。

正在1929年股市崩盘以后,跟着经济堕入年夜冷落,钢铁消费放缓。美国钢铁工人被辞退,但工场从未完整暗中。铁路依然遍及天下各地,罐头食物依然很受欢送,跟着禁酒令行将完毕,呈现了一种新的钢铁产物:20世纪30年月由Pabst推出的用于蓝带酿造的钢啤酒罐。

年夜冷落以后,金属饥渴的和平引擎再次扑灭了天下的锻造厂。德国霸占了丹麦,挪威以及法国的地盘,取得了对于新铁矿以及钢厂的把持权。忽然之间,纳粹可以消费出与美国同样多的钢铁。正在西方,日本把持了满洲里的铁矿以及煤矿。

当珍珠港的打击将美国带入第二次天下年夜战时,美国当局制止消费年夜少数钢铁花费品。天下产业化国度一头扎进天下年夜战,开端为多数多少个目标配给钢铁:船只,坦克,枪枝以及飞机。

美国工场天天24小时凝结金属,凡是次要是女性休息力。经济再次开端昌盛,很快美国钢铁产量比其余任何国度都超出跨越三倍多。正在第二次天下年夜战时期,美国制作的钢材比第一次天下年夜战时期的钢材多25倍。再次,新天下的钢铁厂正在盟军的成功中发扬了决议性的感化。

和平完毕后,美国排除了对于钢铁花费品的禁令。今朝天下上一半以上的钢材都是美国制作的,用于修建的汽车,家用电器,玩具以及钢筋(钢筋)市场的利润率自始自终。来自残剩船只以及坦克的钢铁正在宏大的熔炉中凝结,能够正在桥梁以及啤酒罐中反复运用。

但正在海内,火急需求重修,并引进新的炼钢技能,行将协助本国钢铁公司发达开展。

古代钢铁之路

即便工场正在和平时期不断地搅拌,制作商尚未美满冶炼钢的技能。正在第二次天下年夜战完毕前的100年里,咱们会想到一个设法主意,再一次完全改动这个进程 – 并终极将美国视为天下钢铁之王。

德国迷信家以及玻璃制作商威廉西门子寓居正在英国,应用他以为有益的专利法,正在1847年完成了他能够经过收受接管收回的热量来延伸炉子到达峰值温度的工夫。西门子建筑了一个带有小型耐火砖管网的新型玻璃熔炉。来自凝结室的热气体经过管子排挤,与内部氛围混淆,并再轮回回到室内。

西门子的玻璃制作炉花了快要20年才开端进入冶金范畴。正在19世纪60年月,一名名叫皮埃尔 – 埃米尔·马丁的法国工程师理解了这一计划,并建筑了一台西门子炉来冶炼铁。再轮回的热量使金属液化比Bessemer工艺更长期,使工人有更多的工夫来增加准确数目的含碳铁合金,将资料转化为钢。并且因为额定的热量,乃至废钢也能够凝结。到世纪之交,西门子 – 马丁工艺,也被称为平炉工艺,曾经活着界各地盛行起来。

跳到20世纪,一名名叫Robert Durrer的瑞士工程师找到了更好的办法。Durrer正在纳粹德国传授冶金学。第二次天下年夜战完毕后,他搬回瑞士并测验考试了Bessemer工艺。他将纯氧气吹入炉内(而没有是氛围,只要20%的氧气),并发明它能够更无效地从铁水中去除了碳。

Durrer还发明,经过从上标的目的炉内吹氧,而没有是像正在Bessemer转炉上那样,他能够将冷废钢凝结成生铁并将其再轮回回到炼钢进程中。这类“根本氧气进程”也将铁的一切痕量磷别离进去。该办法分离了Bessemer以及Siemens-Martin炉的长处。患上益于Durrer的立异,消费少量的钢材再次变患上更廉价。

固然欧洲以及亚洲的国度立刻采纳了根本的氧气工艺,但依然处于行业抢先位置的美国钢厂依然保持运用西门子 – 马丁工艺,并正在没有知没有觉中为本国合作关闭年夜门。

没有锈钢与美国轧机的式微

1912年,一名名叫Harry Brearly的英国冶金学家在寻觅一种办法来维护枪管的性命。他用铬以及钢合金停止实验,发明含有一层铬的钢出格耐酸以及耐候。

Brearly开端向一名正在餐具任务的冤家出卖钢铬合金,称其为“没有生锈钢” – 一个合适工程师的字面外号。他的冤家欧内斯特·斯图尔特(Ernest Stuart)需求向大众出卖刀具,他提出了一个更有吸收力的名字:没有锈钢。

一家名为维多利亚的公司在为瑞士部队铸造钢刀,由于它吸收了来自英国的新型防腐金属。该公司疾速将其刀具中的金属改成inox,这是合金的另外一个词,源自法语中的没有锈钢,“inoxydable。”维多利亚从头定名为Victorinox。明天,你颇有能够找到一个他们的白色小刀放正在你的办公桌抽屉里。

忽然没有锈钢遍及全球。防腐,闪耀的金属成为手术东西以及家居用品的关头资料。克莱斯勒年夜厦顶部的轮毂盖由没有锈钢制成,有助于它们正在阳光下坚持银色光芒。1959年,工人们正在圣路易斯破土开工,建筑了没有锈钢年夜拱门,这座年夜拱门依然是西半球最高的天然留念碑。

但正如圣路易斯在建立通往东方的流派同样,天下其余地域在遇上美国钢铁消费。到20世纪50年月,海内低人为以及根本氧气工艺的运用使患上本国钢材比美国钢铁廉价,正如钢铁产业遭到更廉价的家用商品合金的影响:铝。

1970年,美国钢铁公司成为全世界最年夜的钢铁公司,七十年后以日本新日铁代替。中国正在20世纪90年月成为天下顶级钢铁制作商,伯利恒钢铁公司于1995年终闭了位于伯利恒的工场。直到20世纪末,年夜少数美国钢厂终究采纳了根本的氧气工艺。依据天下钢铁协会的数据,停止2016年,美国钢铁产量排名第四。

钢铁的可继续开展

天下上年夜局部没有锈钢都是用迷你磨坊制作的。这些金属成品没有是重新开端制作钢,而是将废钢凝结以便再应用。小型轧机中最多见的炉 – 电弧炉,也是威廉西门子公司创造的 – 运用碳电极发生电荷以凝结金属。

正在过来的半个世纪中,小型钢厂的分散是收受接管旧钢的关头一步,但要完成完整可继续的冶炼另有很长的路要走。锻钢是尽人皆知的温室气体排放源。现今仍正在普遍运用的根本氧气进程是正在近一个世纪前开辟的,事先气象变革的影响只是进入了迷信研讨的圈子。根本的氧气进程依然熄灭煤,排放的二氧化碳比电炉多四倍。可是,完整裁减电弧的电弧并非一种可继续的处理计划 – 只要这么多的废钢可供收受接管应用。

明天,冶金学家正处于开辟环保型钢铁消费办法的晚期阶段。正在麻省理工学院,研讨职员在测试用于冶炼金属的新型电力技能。这些电熔炼技能有能够光鲜明显增加温室气体排放,假如它们能够改良,以处置具备更高熔点的金属,如铁以及钢。

今朝在测试用于限定汽车排放的其余设法主意。客岁2月,一家名为Voestalpine的奥天时制作商开端建筑一座工场,该工场旨正在用氢燃料技能代替煤炭,这类技能能够至多需求二十年的工夫。作为百年大计,中国当局客岁乃至对于其国度的钢铁产量施行了限定。

正在21世纪,危害发作了变革。但成绩依然与以往同样,与印度坩埚,德国高炉以及美国锻造厂的职员同样。咱们若何正在制作钢铁方面做患上更好?

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