Изобретение, изменившее мир: Генри Бессемер и процесс превращения чугуна в сталь

Изобретение, изменившее мир: Генри Бессемер и процесс превращения чугуна в сталь

Продолжим наше повествование о Генри Бессемере, в копилке которого, как мы помним, 129 патентов в самых разнообразных областях, а чаще всего и больше всего он работает с металлами. Хотя главное изобретение, принесшее Бессемеру всемирную славу, в определенном смысле, дело случая. Но, наверное, так можно сказать о совершенно любом изобретении.

Виной (а может, творческим толчком) для идеи послужила Крымская война, ставшая большим полигоном по использованию новинок. В частности, выяснилось, что конические снаряды имеют значительные преимущества в сравнении с ядрами. Вот только выстрел из гладкоствольной артиллерии делает их полет неустойчивым. И Бессемер предлагает «ввинчивающийся в воздух» снаряд.

Изобретение, изменившее мир: Генри Бессемер и процесс превращения чугуна в сталь | London Cult.
Бомбарда в замке Мальборк (мортира)
Фото: Wikimedia.org

Правда, английское военное ведомство его изобретению не слишком радо, так как это означает смену всего артиллерийского парка вооружений. Зато идеи Бессемера готовы обсуждать французы: изготовленную собственными руками мастера мортиру (в единственном экземпляре, как промышленный образец) хвалит и император Наполеон III, и, что может быть еще важнее, сам изобретатель конической пули, капитан Минье. Вот только Минье высказывает вполне справедливые опасения, что чугунные пушки не способны выдержать такой заряд. И Бессемер, считая это замечание справедливым, задумывается о модернизации орудийного ствола.

Генри Бессемеру необходимо принципиально иное качество орудийной стали. И изобретатель в своей лондонской мастерской пускается в бесконечные эксперименты по поиску новых решений в этой области. Помогает опять же случай: мастер обращает внимание на то, как чугун ведет себя в тот момент, когда…

Тут самое время сделать крохотное отступление и сказать о том, что случай обычно ищет своего счастливого наблюдателя. Ведь такое «странное» поведение чугуна видели и до Бессемера. Причем видели, наверное, сотни тысяч человек. Но только Бессемеру, находящемуся в поиске решения, это показалось чем-то важным и достойным внимания. Изобретатель обратил внимание на то, как ведет себя чугун под воздействием продувки его воздухом.

Изобретение, изменившее мир: Генри Бессемер и процесс превращения чугуна в сталь | London Cult.
Бессемеровский конвертер в Музее острова Келэм (Шэффилд)
Фото: Wikimedia.org

Вспоминая об этой работе, Бессемер позже напишет: «Я был способен воспринять всякое новое наблюдение, так как мне не приходилось бороться с предвзятыми мнениями, которым неизбежно подвержен в большей или меньшей степени каждый, кто в своей жизни долгое время провел в рутине служебной работы».

Видимо, свежесть взгляда и помогла Генри Бессемеру заметить то, о чем знали многие поколения металлургов, но не смогли увидеть главное: при увеличении продувки чугуна воздухом от чугунных чушек оставались лишь их оболочки (легко разрушаемые ломом). А происходило это потому, что чугун под воздействием воздуха терял углерод, превращаясь в железо, температура плавления которого намного выше температуры плавления чугуна.

Это было всего лишь наблюдение. Бессемер просто отметил факт (да и американский металлург Уильям Келли заметил и описал этот процесс за 7 лет до того). Но изобретатель не был бы изобретателем, если б ограничился только фиксацией наблюдения: будучи истинным инженером, Бессемер довел идею до промышленной реализации.

Изобретение, изменившее мир: Генри Бессемер и процесс превращения чугуна в сталь | London Cult.
Схема конвертера Бессемера
Фото: Wikimedia.org

Желание увеличить площадь соприкосновения металла с воздухом привело к созданию нового тигеля для плавки (к тому времени у Бессемера были уже отличные и реализованные идеи в области усовершенствования пудлинговой печи). А в конце концов, к новой технологии, получившей название «бессемеровского процесса», то есть процесса превращения чугуна в сталь с использованием специальной печи — конвертора. Так началась история листовой стали и металлопроката.

Это был невероятный качественный рывок, повлиявший буквально на любую отрасль человеческой деятельности. Изменились не только артиллерия, но и строительство, кораблестроение, даже консервирование (существовавшая к тому времени консервная банка отныне и навсегда станет радикально другой).

24 августа 1856 года Генри Бессемер выступает с сенсационным докладом «Производство ковкого чугуна и стали без топлива» на собрании Британской научной ассоциации. Кстати, на выступлении присутствует и чрезвычайно уважаемый среди инженеров Джеймс Несмит (изобретатель парового молота и фрезерного станка, а также совершивший еще десятки великих дел), который тоже проводил опыты с воздействием воздуха на чугун. Бессемер узнает об этом и (вот она, эпоха благородных людей!) предлагает Несмиту треть своего патента. А Несмит, представитель той же эпохи, от такого царского подарка столь же благородно отказывается.

Говорят, что Бессемер или скрыл некоторые несовершенства своего процесса, или к моменту выступления не предполагал о них — в результате бессемеровский процесс будет совершенствоваться им до конца жизни. Выступление Генри Бессемера мгновенно делает и без того известного инженера мировой знаменитостью: на следующий день текст его речи полностью перепечатывает The Times, в течение всего нескольких дней статью переводят на огромное количество языков мира (в том числе и на русский).

Изобретение, изменившее мир: Генри Бессемер и процесс превращения чугуна в сталь | London Cult.
Шеффилд в 19 веке
Фото: J. R. Brown, Wikimedia.org

Но все это вовсе не означает, что метод Бессемера так же мгновенно завоевывает мир. Изобретатель продает свой патент пяти металлургам (выбраны крупнейшие из крупнейших) за 10 тысяч фунтов стерлингов каждому. Кроме того, он получает роялти (по 10 шиллингов с каждой тонны стали), при этом сделав покупателям шикарную скидку: сократив срок получения роялти с положенных по английскому закону 14 лет до 10. Уже первые две недели использования бессемеровского процесса приносят ему 27 тысяч фунтов.

Юношеская мечта придумать что-то, способное кормить семью и позволяющее заниматься изобретательством как творчеством, воплощена в том виде, о котором и мечтать было невозможно. Об этом мастер напишет потом в своих воспоминаниях.

Однако проблемы с использованием метода Бессемера продолжают возникать постоянно. Сказывается несовершенство самого метода и разнородность используемых материалов (отчасти это стало следствием использования изобретателем в своих экспериментах очень чистого по содержанию примесей чугуна). Через несколько лет после начала применения технологии шведский промышленник Йоран Фредрик Йорансон, наконец-то разобравшись в качестве подходящего чугуна и применении топлива, начинает выпускать первоклассную сталь. Роберт Мушель, английский металлург, догадался добавлять в процесс углерод и марганец, дозировка которых позволяла контролировать качество конечного продукта.

Изобретение, изменившее мир: Генри Бессемер и процесс превращения чугуна в сталь | London Cult.
Сталелитейный завод Forgemasters в Шеффилде
Фото: Alan Murray-Rust, Wikimedia.org

Но всё это не устраивало Бессемера. И он решает довести процесс до совершенства самостоятельно. При участии компаньонов мастер строит металлургический завод в Шеффилде, где не только оттачивает собственную технологию, привлекая для анализа процесса и продукта лучших ученых Англии, но и зарабатывает отличные деньги, даже продавая сталь по демпинговым ценам: 10-15 фунтов стерлингов за тонну (против 32 фунтов за тонну на заводах, где служил Мушель). И первым покупателем, очень крупным, становятся заводы артиллерийского Арсенала.

Спрос на производимую Бессемером сталь благодаря столь низким ценам за довольно короткий период времени вырос настолько, что это вынуждало другие металлургические компании переходить на ту же технологию. А значит, все новые производители начали покупать у Бессемера патенты. Итогами такого погружения Бессемера в промышленное производство и смены синей блузы инженера на белую рубашку капиталиста стали не только точная технологическая карта, но и более миллиона фунтов стерлингов, полученные им за продажу патентов.

Надо сказать, решающую роль в совершенстве процесса сыграло использование марганца, на что, в свое время, был получен патент уже упомянутым Мушелем. Вот только срок его патента истек. Мушель, к тому моменту больной и нищий, пытался продлить его или получить новые патенты (его сын получил сразу четыре патента на его имя), поэтому Бессемер, не желая вести патентные войны и «кормить» желтую прессу, предпочитает выплачивать Мушелю пожизненную пенсию, фактически, роялти, за его вклад в технологию. И… продолжает совершенствовать процесс.

Изобретение, изменившее мир: Генри Бессемер и процесс превращения чугуна в сталь | London Cult.
Схематическое изображение конвертера
Фото: Borvan53, Wikimedia.org

Появляются известный грушеобразный конвертор, тележка для разлива стали, нижний люк в конверторе. Меняется горловина печи, и сам процесс становится все больше похожим на тот, описание которого можно найти в школьных учебниках. Кроме того, добавляется изобретенный мастером в 1857 году метод непрерывного литья стали, который, как считают его биографы, стал продолжением технологии производства листового стекла… Путь к совершенству долог и прокладывается, конечно же, за счет умения Бессемера видеть необычное в обычных явлениях.

Изобретение, изменившее мир: Генри Бессемер и процесс превращения чугуна в сталь | London Cult.
Фото: Deutsche Fotothek‎, Wikimedia.org

На свете, пожалуй, немного изобретений, изменивших мир так же радикально, как бессемеровский процесс. И сам изобретатель отлично понимал это: он принимал многочисленные награды (в том числе рыцарское звание и признание почетным академиком множества академий мира) и финансовое благополучие как должные. Но до самой смерти, заставшей его в мастерской, не переставал заниматься любимым творчеством — изобретательством. И лучшей наградой Генри Бессемер считал то, что целых 10 городов в США, где были построены металлургические заводы, были названы в его честь.

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Ещё в London Cult.