תהליך בסמר

מתוך המכלול, האנציקלופדיה היהודית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
ממיר בסמר, איור סכמטי

תהליך בסמר (באנגלית: Bessemer process) היה התהליך התעשייתי הזול הראשון לייצור המוני של פלדה מברזל גולמי מותך לפני הפיתוח של תנור האח הפתוח (אנ'). עיקרון המפתח הוא הסרת זיהומים מהברזל על ידי חמצון באמצעות הזרמת אוויר דרך הברזל המותך. החמצון מעלה גם את הטמפרטורה של עופרת הברזל ושומר עליה מותכת.

שחרור פחמן (אנ') הקשור בתהליכי אוויר היה בשימוש מחוץ לאירופה במשך מאות שנים, אך לא בקנה מידה תעשייתי[1]. תהליך דומה לזה (בדומה ל-Puddling (אנ')) היה ידוע במאה ה-11 במזרח אסיה, שם תיאר המלומד של אותה תקופה, שן קואו, את השימוש בו בתעשיית הברזל והפלדה הסינית[2][3]. במאה ה-17, דיווחים של מטיילים אירופאים פירטו את השימוש האפשרי בו על ידי היפנים[4].

התהליך המודרני נקרא על שמו של ממציאו, הנרי בסמר האנגלי, שרשם פטנט על התהליך ב-1856[5]. אף על פי שהטענה שנויה במחלוקת[6][7][8][9], נאמר כי התהליך התגלה באופן עצמאי בשנת 1851 על ידי הממציא האמריקאי ויליאם קלי (אנ')[4][10].

תהליך העושה שימוש בחומר בסיס העמיד בפני פירוק על ידי חום (חומר עקשן (אנ')) מכונה "תהליך בסמר הבסיסי" או תהליך גילקריסט-תומאס (אנ'), על שם המגלים האנגלים פרסי גילקריסט (אנ') וסידני גילקריסט תומאס.

היסטוריה

היסטוריה מוקדמת

ממיר בסמר, מוזיאון האי קלהאם (אנ'), שפילד, אנגליה (2010).

מערכת הדומה לתהליך בסמר קיימת מאז המאה ה-11 במזרח אסיה[2][3]. ההיסטוריון הכלכלי רוברט הרטוול כותב שהסינים של שושלת סונג (960-1279 לספירה) חידשו שיטת "דה-קרבוניזציה חלקית" של חישול חוזר ונשנה של ברזל יצוק תחת פיצוץ קר[11]. הסינולוג ג'וזף נידהם והיסטוריון של תורת המתכות תיאודור א' ורטיים (Theodore A. Wertime) תיארו את השיטה כקודמת לתהליך בסמר לייצור פלדה[2][12][13]. תהליך זה תואר לראשונה על ידי המלומד הפורה ופקיד הממשל הפולימאטי שן קואו (1031–1095) בשנת 1075, בעת ביקורו בצ'יז'ואו[11]. הארטוול קובע, שככל הנראה, המרכז הקדום ביותר בו היה נהוג התהליך היה מחוז ייצור הברזל הגדול לאורך גבול חנאן-חביי במהלך המאה ה-11.

במאה ה-15 פותח באירופה תהליך חישול עדין (אנ'), תהליך נוסף שחולק את עקרון הזרמת האוויר עם תהליך בסמר. בשנת 1740 פיתח בנג'מין האנטסמן (אנ') את טכניקת כור ההיתוך לייצור פלדה (אנ'), בבית המלאכה שלו במחוז הנדסוורת' (אנ') בשפילד. לתהליך זה הייתה השפעה עצומה על הכמות והאיכות של ייצור הפלדה, אך הוא לא היה קשור לתהליך מסוג בסמר, בו נעשה שימוש בפירוק פחמן.

יוהאן אלברכט דה מנדללו (אנ') תיאר את השימוש היפני בתהליך בסמר[4].

ייתכן שהיפנים עשו שימוש בתהליך מסוג בסמר, שנצפה על ידי מטיילים אירופאים במאה ה-17[4]. ההרפתקן יוהאן אלברכט דה מנדללו (אנ') מתאר את התהליך בספר שפורסם באנגלית בשנת 1669. הוא כותב, "יש להם, בין היתר, המצאה מיוחדת להמסת ברזל, ללא שימוש באש, ויציקתו לתוך חבית גדולה, שם שומרים אותו (נוזלי) בנשיפה מתמדת, מוציאים אותו במצקות מלאות, כדי לתת לו את הצורה שהם רוצים." לפי ההיסטוריון דונלד וגנר, מנדללו לא ביקר באופן אישי ביפן, כך שתיאור התהליך שלו נגזר כנראה מדיווחים של אירופאים אחרים שנסעו ליפן. וגנר מאמין שהתהליך היפני אולי היה דומה לתהליך בסמר, אך מזהיר שגם הסברים חלופיים סבירים[4].

הפטנט של בסמר

ויליאם קלי (אנ') התנסה בתהליך דומה לפני הפטנט של בסמר.
הנרי בסמר

בתחילת עד אמצע שנות ה-50 של המאה ה-19, הממציא האמריקני, ויליאם קלי (אנ'), התנסה בשיטה הדומה לתהליך בסמר. ואגנר כותב כי ייתכן שקלי קיבל השראה מטכניקות שהוצגו על ידי עובדי ברזל סיניים שנשכרו על ידי קלי ב-1854[4]. הטענה שגם קלי וגם בסמר המציאו את אותו תהליך נותרה שנויה במחלוקת. כאשר הפטנט של בסמר על התהליך דווח על ידי סיינטיפיק אמריקן, קלי הגיב בשליחת מכתב למגזין. במכתב, קלי מציין כי ערך בעבר ניסויים בתהליך וטען כי בסמר ידע על הגילויו (של קלי). הוא כתב כי "יש לי סיבה להאמין שהתגלית שלי הייתה ידועה באנגליה לפני שלוש או ארבע שנים, מכיוון שמספר תעשינים אנגליים ביקרו במקום הזה כדי לראות את התהליך החדש שלי. כמה מהם חזרו מאז לאנגליה ואולי דיברו על המצאתי שם"[4]. יש טענה שהתהליך של קלי היה פחות מפותח ופחות מוצלח מהתהליך של בסמר[14].

סר הנרי בסמר תיאר את מקור המצאתו באוטוביוגרפיה שלו, שנכתבה בשנת 1890. במהלך פרוץ מלחמת קרים, תעשיינים וממציאים אנגלים רבים התעניינו בטכנולוגיה צבאית. לדברי בסמר, המצאתו נוצרה בהשראת שיחה עם נפוליאון השלישי ב-1854 בנוגע לפלדה הדרושה לתותחים טובים יותר. בסמר טען כי "היה זה הניצוץ שהצית את אחת המהפכות הגדולות ביותר שהמאה הנוכחית רשמה, שכן במהלך הנסיעה הבודדת שלי במונית באותו לילה מונסן לפריז, החלטתי לנסות מה שיכולתי לשפר. איכות הברזל בייצור רובים"[5]. באותה תקופה, פלדה שימשה לייצור פריטים קטנים בלבד כמו סכו"ם וכלי עבודה, אך הייתה יקרה מדי עבור תותחים. החל מינואר 1855, הוא החל לעבוד על דרך לייצר פלדה בכמויות האדירות הנדרשות לארטילריה ועד אוקטובר הגיש את הפטנט הראשון שלו הקשור לתהליך בסמר. הוא רשם פטנט על השיטה שנה לאחר מכן ב-1856[5].

בסמר העניק רישיון לפטנט על התהליך שלו לארבעה מומחי ברזל (אנ'), תמורת סך של 27,000 לירות שטרלינג, אך בעלי הרישיונות לא הצליחו לייצר את איכות הפלדה שהבטיח - היא הייתה "מקולקלת בחם ורקובה בקר", לדברי חברו, ויליאם קליי[15] - ומאוחר יותר הוא קנה אותם בחזרה תמורת 32,500 לירות שטרלינג[16]. תוכניתו הייתה להציע את הרישיונות לחברה אחת בכל אחד מהאזורים גאוגרפיים, במחיר תמלוגים לטונה, הכולל תעריף נמוך יותר על חלק מהתפוקה שלהם על מנת לעודד ייצור, אך לא סכום כל כך גדול כשהם עשויים להחליט להפחית את מחירי המכירה שלהם. בשיטה זו הוא קיווה לגרום לתהליך החדש לצבור מעמד ונתח שוק[15].

הוא הבין שהבעיה הטכנית נובעת מזיהומים בברזל והגיע למסקנה שהפתרון טמון בידיעה מתי לכבות את זרימת האוויר בתהליך שלו כך, שהזיהומים יישרפו אבל תישאר בדיוק הכמות הנכונה של פחמן. עם זאת, למרות הוצאות של עשרות אלפי לירות שטרלינג על ניסויים, הוא לא הצליח למצוא את התשובה לכך[17]. הוא גילה כי פלדות מסוימות רגישות ל-78% חנקן שבאוויר המוזרם דרך הפלדה, ומהווה את הגורם לפיצוצים שנגרמו מעת לעת בתהליך.

הפתרון התגלה לראשונה על ידי המטלורג האנגלי רוברט פורסטר מושה (אנ'), שביצע אלפי ניסויים ביער דין. השיטה שלו הייתה קודם כל לשרוף, עד כמה שאפשר, את כל הזיהומים והפחמן, ואז להכניס מחדש פחמן ומנגן על ידי הוספת כמות מדויקת של שפיגלייזן (spiegeleisen), סגסוגת של ברזל ומנגן עם כמויות של פחמן וסיליקון. הייתה לכך השפעה על שיפור איכות המוצר המוגמר, הגברת יכולת הגמישות שלו - יכולתו לעמוד בפני גלגול וחישול בטמפרטורות גבוהות והפיכתו למתאים יותר למגוון רחב מאוד של שימושים[18][19]. הפטנט של מושה פג בסופו של דבר עקב אי יכולתו לשלם את דמי הפטנט וזה נרכש על ידי בסמר. בסמר הרוויח יותר מ-5 מיליון דולר בתמלוגים מהפטנטים[20].

החברה הראשונה שהוענק לה רישיון לתהליך הייתה חברת W&J Galloway & Sons (אנ') ממנצ'סטר, והם עשו זאת לפני שבסמר הכריז על כך בצ'לטנהאם בשנת 1856. הם אינם נכללים ברשימת הארבעה שלו להם החזיר את דמי הרישוי. עם זאת, הם ביטלו לאחר מכן את רישיונם בשנת 1858 בתמורה להזדמנות להשקיע בשותפות עם בסמר ואחרים. שותפות זו החלה לייצר פלדה בשפילד משנת 1858, בתחילה באמצעות ברזל גולמי מיובא משוודיה. הייתה זו ההפקה המסחרית הראשונה[15][21].

נתח של 20% מהפטנט של בסמר נרכש גם לשימוש בשוודיה ובנורווגיה על ידי הסוחר והקונסול השוודי, יוראן פרדריק גוראנסון (אנ'), במהלך ביקור בלונדון בשנת 1857. במהלך המחצית הראשונה של 1858, גוראנסון, יחד עם קבוצה קטנה של מהנדסים, התנסה בתהליך בסמר באדסקן ליד הופורס (אנ'), שבשוודיה לפני שהצליח לבסוף. מאוחר יותר ב-1858 הוא נפגש שוב עם הנרי בסמר בלונדון, הצליח לשכנע אותו בהצלחתו בתהליך, וניהל משא ומתן על הזכות למכור את הפלדה שלו באנגליה. הייצור נמשך באדסקן, אבל הוא היה קטן מדי עבור הייצור בקנה מידה תעשייתי הדרוש. בשנת 1862 בנה גוראנסון מפעל חדש עבור חברת מפעלי הברזל והפלדה Högbo שלו על חוף אגם Storsjön, שם נוסדה העיר סאנדוויקן. שם החברה שונה לשם מפעל הברזל של סאנדוויקן, והיא המשיכה לצמוח ולבסוף הפכה לסנדוויק (אנ') בשנות ה-70[22].

מהפכה תעשייתית בארצות הברית

אלכסנדר ליימן הולי (אנ') תרם משמעותית להצלחתה של פלדת בסמר בארצות הברית. "מסכתו על כלי נשק ושריון" הוא יצירה חשובה על ייצור נשק ושיטות ייצור פלדה עכשוויות. בשנת 1862, הוא ביקר בסדנת שפילד של בסמר, והתעניין במתן רישיון לתהליך לשימוש בארצות הברית. עם שובו לארצות הברית, נפגש הולי עם שני יצרני ברזל מטרויה, ניו יורק (אנ'), ג'ון פ. וינסלו (אנ') וג'ון אוגוסטוס גריסוולד (אנ'), שביקשו ממנו לחזור לממלכה המאוחדת ולנהל משא ומתן עם הבנק המרכזי של אנגליה בשמם. הולי השיג רישיון עבור גריסוולד ווינסלו להשתמש בתהליכים המוגנים בפטנט של בסמר וחזר לארצות הברית בסוף 1863[23].

השלישייה החלה להקים מפעל בטרויה, ניו יורק בשנת 1865. המפעל הכיל מספר חידושים שהגה הולי, ששיפרו מאוד את התפוקה על פני המפעל של בסמר בשפילד, והבעלים הקימו תערוכה ציבורית מצליחה בשנת 1867. מפעל טרויה משך את תשומת הלב של חברת הרכבות פנסילבניה (אנ'), שרצתה להשתמש בתהליך החדש לייצור מסילת פלדה. היא מימנה את המפעל השני של הולי כחלק מחברת הבת שלה, פלדת פנסילבניה. בין 1866 ל-1877, הצליחו השותפים להעניק רישיון בסך הכל ל-11 מפעלי פלדת בסמר.

אחד המשקיעים שהצליחו למשוך היה אנדרו קרנגי, שראה הבטחה גדולה בטכנולוגיית הפלדה החדשה לאחר ביקור אצל בסמר ב-1872, וראה בה תוספת שימושית לעסקים הקיימים שלו, חברות Keystone Bridge ו-Union Iron Works. הולי בנה את מפעל הפלדה החדש עבור קרנגי, והמשיך לשפר ולייעל את התהליך. המפעל החדש, הידוע בשם אדגר תומסון סטיל וורקס (אנ'), נפתח בשנת 1875, והחל את צמיחתה של ארצות הברית כיצרנית פלדה עולמית גדולה[24]. באמצעות תהליך בסמר, קרנגי סטיל הצליחה להפחית את העלויות של מסילות ברזל מפלדה מ-100 דולר לטון ל-50 דולר לטון בין השנים 1873 ו-1875. מחיר הפלדה המשיך לרדת עד שקרנגי מכרה מסילות ב-18 דולר לטון עד שנות ה-90 של המאה ה-19. לפני פתיחת מפעלי תומסון של קרנגי, תפוקת הפלדה בארצות הברית הסתכמה בסביבות 157,000 טון בשנה. עד 1910, חברות אמריקאיות ייצרו 26 מיליון טון פלדה בשנה[25].

ויליאם ווקר סקרנטון (אנ'), מנהל ובעלים של חברת Lackawanna Iron & Coal בסקרנטון, פנסילבניה, חקר גם הוא את התהליך באירופה. בשנת 1876 הוא בנה מפעל תוך שימוש בתהליך בסמר למסילות פלדה והכפיל פי ארבעה את ייצורו[26].

פלדת בסמר שימשה בארצות הברית בעיקר עבור מסילות רכבת. במהלך בניית גשר ברוקלין, התעוררה מחלוקת גדולה בשאלה האם יש להשתמש בפלדת כור היתוך במקום פלדת בסמר הזולה יותר. בשנת 1877, כתב אברם יואיט[27] מכתב נוקב נגד השימוש בפלדת בסמר בבניית גשר ברוקלין[28][29]. למכרז הוגשו הצעות הן עבור פלדת כור היתוך והן עבור פלדת בסמר; בניו של ג'ון א. רובלינג הגישו את ההצעה הנמוכה ביותר עבור פלדת בסמר[30], אך בהוראתו של יואיט, החוזה הוענק לחברת J. Lloyd Haigh Co[31].

פרטים טכניים

רכיבי ממיר בסמר.

באמצעות תהליך בסמר, לקח בין 10 ל-20 דקות להמיר שלושה עד חמישה טון ברזל לפלדה - קודם לכן נדרשו לפחות יום שלם של חימום, ערבוב וחימום מחדש כדי להשיג זאת[25].

חמצון

הזרמת אוויר דרך הברזל הגולמי המותך מכניסה חמצן לתהליך המסה, מה שגורם לחמצון, הסרת זיהומים המצויים בברזל הגולמי, כגון סיליקון, מנגן ופחמן בצורה של תחמוצות. תחמוצות אלו בורחות כגז או יוצרות סיגים מוצקים. הבטנה האדישה של הממיר גם משחקת תפקיד בתהליך ההמרה - מתמשים בשכבת חרסית כאשר יש מעט זרחן בחומר הגלם - זה ידוע כתהליך בסמר חומצתי. כאשר תכולת הזרחן גבוהה, דולומיט, או לפעמים מגנזיט, מונחים בבטנות בתהליך אבן הגיר ההבסיסית של בסמר. אלה ידועים גם כממירי גילקריסט-תומאס, על שם הממציאים שלהם, פרסי גילקריסט וסידני גילקריסט תומאס. על מנת לייצר פלדה בעלת תכונות רצויות, ניתן להוסיף לפלדה המותכת תוספים כגון שפיגלייזן (אנ') (סגסוגת פרומנגן), לאחר הסרת הזיהומים.

ניהול התהליך

לאחר שנוצרה הפלדה הנדרשת, היא נוצקת למצקות ולאחר מכן מועברת לתבניות בעוד הסיגים הדקים נותרים מאחור. תהליך ההמרה, שנקרא "המכה", מושלם תוך כ-20 דקות. במהלך פרק זמן זה, התקדמות החמצון של הזיהומים נראית לפי הופעת הלהבה הנפלטת מפיו של הממיר. השימוש המודרני בשיטות פוטו-אלקטריות לרישום מאפייני הלהבה סייע רבות למפוח בשליטה על איכות המוצר הסופי. לאחר המכה, המתכת הנוזלית מחולקת מחדש למקומות הרצויים ונוספים חומרי סגסוגת נוספים, בהתאם למוצר הרצוי.

ממיר בסמר יכול לטפל ב"חום" (אצווה של מתכת חמה) של 5 עד 30 טון בכל פעם[32]. הם מופעלים בדרך כלל בזוגות, כאשר באחד מוזרם אוויר והאחר ממולא או מרוקן מתכולתו.

תהליכים קודמים

ממיר בסמר ב-Högbo Bruk, סאנדוויקן.

בתחילת המאה ה-19 תהליך ה-puddling היה נפוץ. עד שההתקדמות הטכנולוגית אפשרה לעבוד בחום גבוה יותר, לא ניתן היה להסיר לחלוטין זיהומי סיגים, אך תנור הדהוד (אנ') איפשר לחמם ברזל מבלי להכניסו ישירות לאש, מה שהציע מידה מסוימת של הגנה מפני הזיהום של מקור הדלק לחימום. לפיכך, עם כניסתה של טכנולוגיה זו, הפחם החל להחליף את פחם העץ. תהליך בסמר אפשר לייצר פלדה ללא דלק, תוך שימוש בפירוק הזיהומים של הברזל כדי ליצור את החום הדרוש. זה הפחית את עלויות ייצור הפלדה באופן רב, אך חומרי גלם בעלי המאפיינים הנדרשים היו קשים לעיתים להשגה[33].

פלדה איכותית נוצרה בתהליך הפוך של הוספת פחמן לברזל יצוק נטול פחמן, מיובא בדרך כלל משוודיה. תהליך הייצור, שנקרא תהליך צמנטול (אנ'), כלל חימום מוטות מברזל יצוק יחד עם פחם עץ לתקופות של עד שבוע בקופסת אבן ארוכה. זה ייצר פלדה מבועבעת. פלדה זו הוכנסה לכור היתוך עם ברזל יצוק והותכה, ויצרה פלדת כור היתוך. עד 3 טונות של קוק יקר נשרפו עבור כל טון פלדה שהופקה. פלדה כזו כשיועדה לסורגים נמכרה ב-50 עד 60 לירות שטרלינג (כ-3,390 ל-4,070 לירות שטרלינג במונחים כלכליים של 2008)[34] לטון ארוך. עם זאת, החלק הקשה ועתיר העבודה בתהליך, היה ייצור ברזל יצוק שנעשה בבתי החרושת בשוודיה.

תהליך זה שוכלל במאה ה-18 עם כניסתה של טכניקות ייצור פלדת כור ההיתוך של בנג'מין האנטסמן, שהוסיף עוד שלוש שעות לזמן החימום ודרש כמויות גדולות נוספות של קוק. בהכנת פלדת היתוך, מוטות הפלדה המבועבעת נשברו לחתיכות והותכו בכור היתוך קטן, שכל אחד מהם הכיל 20 קילוגרמים לערך. היה זה הגורם לייצור פלדת כור היתוך באיכות גבוהה יותר אך גם הגדיל את עלותה. תהליך בסמר צמצם את הזמן הדרוש לייצור פלדה באיכות זו לכחצי שעה תוך שהוא מצריך רק את הקוק הדרוש לתחילת התהליך כדי להמיס את הברזל הגולמי. ממירי הבסמר המוקדמים ביותר ייצרו פלדה תמורת 7 לירות שטרלינג לטון ארוך, אף על פי שהיא נמכרה בתחילה בסביבות 40 לירות שטרלינג לטון.

תהליך בסמר בסיסי לעומת חומצי

סידני גילקריסט תומאס, לונדוני שגדל לאב וולשי, היה כימאי תעשייתי שהחליט להתמודד עם בעיית הזרחן בברזל, שהביאה לייצור פלדה בדרגה נמוכה. הוא האמין שגילה פתרון, הוא יצר קשר עם בן דודו, פרסי גילקריסט (אנ'), שהיה כימאי במפעל הברזל בלאנבון (אנ'). המנהל דאז, אדוארד מרטין, הציע לסידני ציוד לבדיקות בקנה מידה גדול ועזר לו לערוך פטנט שנרשם במאי 1878. ההמצאה של סידני גילקריסט תומאס כללה שימוש בבטנות דולומיט או לפעמים אבן גיר עבור ממיר בסמר ולא בטנה חרסיתית, והוא נודע כתהליך בסמר ה'בסיסי' ולא כתהליך בסמר ה'חומצי'. יתרון נוסף היה שהתהליכים יצרו יותר סיגים בממיר, וניתן היה להשתמש בהם ולהגדיל את הרווחיות על ידי מכירתם כדשן פוספט[35].

חשיבות

תנור בסמר פועל בינגסטאון, אוהיו, 1941.

בשנת 1898, פרסם הסיינטיפיק אמריקן מאמר בשם "פלדת בסמר והשפעתה על העולם" ("Bessemer Steel and its Effect on the World"), המסביר את ההשפעות הכלכליות המשמעותיות של הגדלת ההיצע של פלדה זולה. הם ציינו כי הרחבת מסילות הברזל לאזורים מיושבים בדלילות של המדינה הביאה לעידוד ההתיישבות באזורים אלה, והפכה את הסחר בסחורות מסוימות לרווחיות, שבעבר היו יקרות מדי להובלה[36].

תהליך בסמר חולל מהפכה בייצור הפלדה על ידי הקטנת עלותו, מ-40 לירות שטרלינג לטון ארוך ל-6–7 לירות שטרלינג לטון ארוך, יחד עם הגדלת היקף ומהירות הייצור של חומר הגלם החיוני הזה. התהליך גם הפחית את דרישות העבודה לייצור פלדה. לפני שהוצגה, הפלדה הייתה יקרה מדי לייצור גשרים או מסגרות לבניינים, ולכן נעשה שימוש בברזל יצוק לאורך המהפכה התעשייתית. לאחר כניסתו של תהליך בסמר, פלדה וברזל יצוק זכו למחיר דומה, ומספר צרכנים, בעיקר מסילות ברזל, פנו לבנייה בפלדה. בעיות איכות, כגון סדקים הנגרמים מהחנקן שבאוויר המוזרם בתהליך[37], מנעו מפלדת בסמר לשמש ליישומים מבניים רבים[38]. פלדה עם אח פתוח הייתה מתאימה יותר ליישומים אלו.

פלדה שיפרה מאוד את היעילות ועלויות התחזוקה של מסילות ברזל. מסילות פלדה החזיקו מעמד פי עשרה ממסילות ברזל. מסילות פלדה, שהפכו כבדות יותר עם ירידת המחירים, יכלו לשאת קטרים כבדים יותר, שיכולים למשוך רכבות ארוכות יותר[39]. קרונות רכבת היו ארוכים יותר כעת והצליחו להגדיל את היחס בין משקל המשלוח למשקל הקרון מ-1:1 ל-2:1.

כבר בשנת 1895 בבריטניה צוין כי תקופת הזוהר של תהליך בסמר הסתיימה וכי שיטת האח הפתוח שולטת בשוק. ב-Iron and Coal Trades Review נמסר כי התהליך "במצב חצי גווע. משנה לשנה, התהליך לא רק שמפסיק להתקדם, אלא נסוג לחלוטין". הוצע, הן באותה תקופה והן לאחרונה, כי הסיבה לכך הייתה היעדר כוח אדם מיומן והשקעה בטכנולוגיה ולא כל דבר מהותי לתהליך עצמו[40]. לדוגמה, אחד הגורמים העיקריים לדעיכתה של חברת הענק לייצור הברזל Bolckow Vaughan ממידלסברו היה כישלונה בשדרוג הטכנולוגיה שלה[41]. התהליך הבסיסי, תהליך גילקריסט-תומאס, נשאר בשימוש זמן רב יותר, במיוחד ביבשת אירופה, שם עפרות ברזל היו עם תכולת זרחן גבוהה[42] ותהליך האח הפתוח לא הצליח להסיר את כל הזרחן; כמעט כל פלדת הבנייה הזולה בגרמניה יוצרה בשיטה זו בשנות ה-50 וה-60 של המאה ה-20[43]. בסופו של דבר היא הוחלפה על ידי ייצור פלדת חמצן בסיסית (אנ').

התיישנות

בארצות הברית, ייצור פלדה מסחרי בשיטה זו הופסק בשנת 1968. הוא הוחלף בתהליכים כמו תהליך החמצן הבסיסי (לינץ-דונוביץ), שהציע שליטה טובה יותר בהרכב הכימי הסופי. תהליך בסמר היה כל כך מהיר (10–20 דקות לחימום) שהוא איפשר מעט זמן לשינוי כימי או התאמה של יסודות הסגסוגת בפלדה. ממירי בסמר לא הסירו זרחן ביעילות מהפלדה המותכת; ככל שעפרות דלות זרחן התייקרו, עלויות ההמרה גדלו. התהליך איפשר למחזר רק כמות מוגבלת של גרוטאות פלדה, מה שהגדיל עוד יותר את העלויות, במיוחד כאשר הגרוטאות היו זולות. השימוש בטכנולוגיית תנורי קשת חשמלית (אנ') ייצר תחרות עזה לתהליך בסמר וכתוצאה מכך הוא החל להתיישן.

ייצור פלדת חמצן בסיסית היא בעצם גרסה משופרת של תהליך בסמר (פירוק על ידי הוספת חמצן כגז לחום במקום שריפת הפחמן העודף על ידי הוספת חומרים נושאי חמצן לחום). היתרונות של פיצוץ חמצן טהור על פני פיצוץ אוויר היו ידועים להנרי בסמר, אבל הטכנולוגיה של המאה ה-19 לא הייתה מתקדמת מספיק כדי לאפשר ייצור של כמויות גדולות של חמצן טהור הנחוצות כדי להפוך אותה לחסכונית.

הערות שוליים

  1. ^ Ponting, Clive (2000), World History, A New Perspective, Pimlico, מסת"ב 0-7126-6572-2
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Needham, Joseph (2008). Science and civilisation in China, Volume 5, Part 7 (1. publ. ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. pp. 261–5. מסת"ב 9780521875660.
  3. ^ 3.0 3.1 Tanner, Harold (2009). China: A History. Hackett Publishing. p. 218. מסת"ב 978-0-87220-915-2.
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Wagner, Donald (2008). Science and Civilisation in China: Vol. 5, Part 11: Ferrous Metallurgy. Cambridge University Press. pp. 363–5. מסת"ב 978-0-521-87566-0.
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 Wagner, Donald (2008). Science and Civilisation in China: Vol. 5, Part 11: Ferrous Metallurgy. Cambridge University Press. p. 361. מסת"ב 978-0-521-87566-0.
  6. ^ Gordon, Robert B. (2001). American Iron, 1607–1900. JHU Press. pp. 221–. מסת"ב 978-0-8018-6816-0.
  7. ^ The Beginnings of Cheap Steel by Philip W. Bishop. Retrieved 23 February 2018 – via www.gutenberg.org.
  8. ^ "No. 762: Kelly's Converter". www.uh.edu. Retrieved 23 February 2018.
  9. ^ Shaping Technology/building Society: Studies in Sociotechnical Change. MIT Press. 29 September 1994. pp. 112–. מסת"ב 978-0-262-26043-5.
  10. ^ "Bessemer process". Britannica. Vol. 2. Encyclopædia Britannica. 2005. p. 168.
  11. ^ 11.0 11.1 Hartwell, Robert (March 1966). "Markets, Technology, and the Structure of Enterprise in the Development of the Eleventh-Century Chinese Iron and Steel Industry". The Journal of Economic History. 26 (1): 54. doi:10.1017/S0022050700061842. ISSN 0022-0507. JSTOR 2116001.
  12. ^ Wertime, Theodore A. (1962). The coming of the age of steel. University of Chicago Press.
  13. ^ Temple, Robert K.G. (1999). The Genius of China: 3000 years of science, discovery and invention. London: Prion. p. 49. מסת"ב 9781853752926.
  14. ^ "No. 762: Kelly's Converter".
  15. ^ 15.0 15.1 15.2 Erickson, Charlotte (1986) [1959]. British industrialists: steel and hosiery 1850–1950. Cambridge University Press. pp. 141–142. מסת"ב 0-566-05141-9.
  16. ^ Bessemer, Sir Henry (1905). Sir Henry Bessemer, F.R.S. Offices of "Engineering". p172.
  17. ^ Anstis 1997, p. 147.
  18. ^ "Mushet, Robert Forester" . Dictionary of National Biography. London: Smith, Elder & Co. 1885–1900.
  19. ^ Anstis 1997, p. 140.
  20. ^ Company, Lewis Publishing (1908). A century and a half of Pittsburg and her people. Lewis Pub. Co.
  21. ^ Bessemer, Sir Henry (1905). An Autobiography. London: Engineering. pp. 176, 180.
  22. ^ "The Sandvik Journey : de första 150 åren - Ronald Fagerfjäll - inbunden (9789171261984) - Adlibris Bokhandel". www.adlibris.com. Retrieved 1 July 2020.
  23. ^ Cutliffe, Stephen H. (1999). "Holley, Alexander Lyman". American National Biography (online ed.). New York: Oxford University Press. doi:10.1093/anb/9780198606697.article.1300778.
  24. ^ Thomas J. Misa, A Nation of Steel: The Making of Modern America, 1865–1925 (1995): chapter on Holley and Bessemer process online Archived 15 January 2010 at the Wayback Machine
  25. ^ 25.0 25.1 Heilbroner, Robert L.; Singer, Aaron (1977). The economic transformation of America. Harcourt Brace Jovanovich. מסת"ב 978-0-15-518800-6.
  26. ^ Cheryl A. Kashuba, "William Walker led industry in the city", The Times-Tribune, 11 July 2010, accessed 23 May 2016
  27. ^ Abram Hewitt
  28. ^ "The Brooklyn Bridge". New York Daily Herald. 14 January 1877. p. 14. Retrieved 26 April 2018 – via newspapers.com icon of an open green padlock.
  29. ^ McCullough, David (31 May 2007). The Great Bridge: The Epic Story of the Building of the Brooklyn Bridge. Simon and Schuster. מסת"ב 978-0-7432-1831-3.
  30. ^ "Monthly Meeting of the Trustees". Brooklyn Daily Eagle. 12 January 1877. p. 2. Retrieved 26 April 2018 – via Brooklyn Public Library; newspapers.com icon of an open green padlock.
  31. ^ Reier, Sharon (2012). Bridges of New York. Dover Publications. p. 20. מסת"ב 978-0-486-13705-6. OCLC 868273040.
  32. ^ "Archived copy". www.steeltalk.com. Archived from the original on 17 January 2008. Retrieved 14 January 2022.
  33. ^ Peter Temin (1963). "The Composition of Iron and Steel Products, 1869–1909". The Journal of Economic History. 23 (4): 447–471. doi:10.1017/S0022050700109179. JSTOR 2116209.
  34. ^ "Purchasing Power of British Pounds from 1264 to Present". 2009. Retrieved 14 January 2011.
  35. ^ Blaenavon World Heritage Site: Blaenavon and the 'Gilchrist-Thomas' Process Archived 12 December 2013 at the Wayback Machine
  36. ^ "Bessemer Steel and its Effect on the World". Scientific American. 78 (13): 198. 1898. JSTOR 26116729.
  37. ^ Rosenberg, Nathan (1982). Inside the Black Box: Technology and Economics. Cambridge, New York: Cambridge University Press. p. 90. מסת"ב 0-521-27367-6.
  38. ^ Misa, Thomas J. (1999) [1995]. A Nation of Steel: The Making of Modern America, 1865–1925. Johns Hopkins studies in the history of technology. Baltimore, Md.: The Johns Hopkins University Press. מסת"ב 0-8018-6052-0. OCLC 540692649. Chapter 1 online.
  39. ^ Rosenberg, Nathan (1982). Inside the Black Box: Technology and Economics. Cambridge, New York: Cambridge University Press. pp. 60, 69. מסת"ב 0-521-27367-6.
  40. ^ Payne, P. L. (1968). "Iron and steel manufactures". In Aldcroft, Derek H. (ed.). The development of British industry and foreign competition, 1875–1914; studies in industrial enterprise. London: George Allen & Unwin. pp. 92–94, 97. OCLC 224674.
  41. ^ Abe, E. The Technological Strategy of a Leading Iron and Steel Firm: Bolckow Vaughan Co. Ltd: Late Victorian Industrialists Did Fail. Business History, 1996, Vol. 38, No. 1, pages 45–76.
  42. ^ "Rail that Survived Demolition by "Lawrence of Arabia": An Analysis". www.tms.org. Archived from the original on 22 November 2017. Retrieved 23 February 2018.
  43. ^ "Archived copy". Archived from the original on 3 February 2013. Retrieved 24 February 2012.

ביבליוגרפיה

  • Anstis, Ralph (1997), Man of Iron, Man of Steel: Lives of David and Robert Mushet, Albion House, מסת"ב 0-9511371-4-X

קישורים חיצוניים

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא תהליך בסמר בוויקישיתוף
Logo hamichlol 3.png
הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

אוחזר מתוך "https://www.hamichlol.org.il/w/index.php?title=תהליך_בסמר&oldid=2161950"