Сэр Генри Бессемер, FRS (19 января 1813 г. – 15 марта 1898 г.) был английским изобретателем, чей сталелитейный процесс стал важнейшей технологией производства стали в девятнадцатом веке на протяжении почти ста лет. [2] [3] Он также сыграл значительную роль в становлении города Шеффилд , прозванного «Стальным городом», как крупного промышленного центра. [4] [5]
Бессемер пытался снизить стоимость производства стали для военных боеприпасов и разработал свою систему продувки воздуха через расплавленный чугун для удаления примесей. Это сделало сталь более простой, быстрой и дешевой в производстве и произвело революцию в строительной инженерии. Один из самых значительных изобретателей Второй промышленной революции , Бессемер также сделал по меньшей мере 128 других изобретений в области железа, стали и стекла. В отличие от многих изобретателей, он сумел воплотить в жизнь свои собственные проекты и получить финансовую выгоду от их успеха. Он был посвящен в рыцари за свой вклад в науку в 1879 году и в том же году стал членом Королевского общества .
Отец Бессемера, Энтони , родился в Лондоне в семье гугенотов , но переехал в Париж, когда ему было около 21 года. [6] Он был изобретателем, который, работая на Парижском монетном дворе, создал машину для изготовления медальонов, которая могла производить стальные штампы из более крупной модели. Он стал членом Французской академии наук , [7] за свои усовершенствования оптического микроскопа, когда ему было 26 лет. Он был вынужден покинуть Париж из-за Французской революции и вернуться в Великобританию. Там он изобрел процесс изготовления золотых цепей, который оказался успешным и позволил ему купить небольшое поместье в деревне Чарльтон , недалеко от Хитчина в Хартфордшире , где родился Генри. [8] [9] По словам Бессемера, свое имя он получил от своего крестного отца Генри Каслона , который нанял его отца в качестве штамповщика . [10] [11]
Изобретение, на котором Бессемер заработал свое первое состояние, представляло собой серию из шести паровых машин для производства бронзового порошка , использовавшегося в производстве золотой краски. Как он рассказывает в своей автобиографии [12], он исследовал бронзовый порошок, произведенный в Нюрнберге , который был единственным местом, где его производили в то время. Затем он скопировал и улучшил продукт и сделал его пригодным для производства на простой производственной линии. Это был ранний пример обратного проектирования , когда продукт анализируется, а затем воспроизводится.
Процесс держался в секрете, и только члены его семьи имели доступ на фабрику. Нюрнбергский порошок, который изготавливался вручную, продавался в Лондоне по цене 5 фунтов 12 шиллингов за фунт, и в конечном итоге он снизил цену до половины кроны £ – 2 / 6 , или около 1/40. [13] Прибыль от продажи краски позволила ему заняться другими своими изобретениями.
Бессемер запатентовал метод изготовления непрерывной ленты листового стекла в 1848 году, но он не имел коммерческого успеха ( [12] , глава 8). Он приобрел опыт в проектировании печей, который должен был очень пригодиться для его нового процесса производства стали.
Генри Бессемер работал над проблемой производства дешевой стали для производства боеприпасов с 1850 по 1855 год, когда он запатентовал свой метод. [14] Однако Уильям Келли , американский изобретатель из Кентукки, получил приоритетный патент в 1857 году, фактически аннулировав патент США Бессемера 1855 года. [15]
24 августа 1856 года Бессемер впервые описал процесс на собрании Британской ассоциации в Челтнеме, назвав его «Производство ковкого железа и стали без топлива». Полностью он был опубликован в The Times . Процесс Бессемера включал использование кислорода в воздухе, продуваемом через расплавленный чугун, для сжигания примесей и, таким образом, получения стали. [16] Джеймс Нейсмит работал над похожей идеей некоторое время до этого. Неохотный патентователь, и в этом случае все еще работающий над некоторыми проблемами в своем методе, Нейсмит отказался от проекта, выслушав Бессемера на собрании. Бессемер признал усилия Нейсмита, предложив ему одну треть стоимости своего патента. Нейсмит отказался, поскольку собирался уйти на пенсию. [17]
Многие отрасли промышленности были ограничены нехваткой стали, полагаясь только на чугун и кованое железо . Примерами служат железнодорожные конструкции, такие как мосты и пути, где коварная природа чугуна остро ощущалась многими инженерами и проектировщиками. Было много аварий, когда чугунные балки внезапно обрушались, например, катастрофа на мосту Ди в мае 1847 года, обрушение моста Вуттон и авария на мосту Булл в 1860 году. Проблема повторилась во время катастрофы на мосту Тэй в 1879 году, и аварии продолжались до тех пор, пока все чугунные подмостовые переходы не были заменены стальными конструкциями. Кованые конструкции были намного надежнее, с очень небольшим количеством аварий.
Хотя этот процесс больше не используется в коммерческих целях, во время его изобретения он имел огромное промышленное значение, поскольку он снизил себестоимость производства стали, что привело к тому, что сталь стала широко использоваться вместо чугуна и кованого железа . Внимание Бессемера было привлечено к проблеме производства стали в ходе попытки улучшить конструкцию орудий. [18]
Бессемер лицензировал патент на свой процесс пяти металлургическим заводам , но с самого начала компании испытывали большие трудности с производством стали хорошего качества. [19] Господин Йоран Фредрик Йоранссон , шведский металлург, используя более чистый угольный чугун своей страны, был первым, кто получил хорошую сталь с помощью этого процесса, но только после многих попыток. Его результаты побудили Бессемера попробовать более чистое железо, полученное из гематита Камберленда , но даже с этим он имел лишь ограниченный успех [18], потому что количество углерода было трудно контролировать. Роберт Форестер Мушет провел тысячи экспериментов на металлургическом заводе Даркхилл в Форест-оф-Дин и показал, что количество углерода можно контролировать, удалив почти весь его из железа, а затем добавив точное количество углерода и марганца в форме шпигелейзена . Это улучшило качество готового продукта и увеличило его ковкость. [20] [21] [22]
Когда Бессемер попытался убедить производителей принять его улучшенную систему, он столкнулся с общим отпором и в конечном итоге был вынужден заняться эксплуатацией процесса сам. Он построил сталелитейный завод в Шеффилде в деловом партнерстве с другими, такими как W & J Galloway & Sons , и начал производить сталь. Сначала выпуск был незначительным, но постепенно масштабы операций увеличивались, пока конкуренция не стала эффективной, и торговцы сталью в целом не узнали, что фирма Henry Bessemer & Co. продает их по цене ниже, чем UK£10–15 за тонну. Этот аргумент карману быстро возымел свое действие, и лицензии были запрошены в таком количестве, что в качестве роялти за использование своего процесса Бессемер получил сумму, значительно превышающую миллион фунтов стерлингов. [18]
Однако Мюшет ничего не получил и к 1866 году был нищим и больным. В том году его 16-летняя дочь Мэри отправилась в Лондон одна, чтобы встретиться с Бессемером в его офисе, утверждая, что его успех был основан на результатах работы ее отца. [12] Бессемер решил выплачивать Мюшету ежегодную пенсию в размере 300 фунтов стерлингов, весьма значительную сумму, которую он выплачивал в течение 20 лет, возможно, с целью уберечь Мюшетов от судебных исков. [12] У Бессемера также были работы в Гринвиче , Лондон, рядом с рекой Темзой, примерно с 1865 года. [23]
В. М. Лорд сказал относительно этого успеха, что «сэр Генри Бессемер был в некотором роде исключительным. Он развил свой процесс от идеи до практической реальности еще при жизни, и он был достаточно бизнесменом, чтобы извлечь из этого выгоду. Во многих случаях изобретения не развивались быстро, и плоды достались другим лицам, а не изобретателям». [17]
Бессемер был плодовитым изобретателем и имел по меньшей мере 129 патентов, охватывающих период с 1838 по 1883 год. Среди них были военные боеприпасы, подвижные штампы для тисненых почтовых марок, шнековый экструдер для извлечения сахара из сахарного тростника и другие в области железа, стали и стекла. Они подробно описаны в его автобиографии.
После перенесенной морской болезни в 1868 году он спроектировал SS Bessemer (также называемый «Bessemer Saloon»), пассажирский пароход с каютой на карданном подвесе, предназначенный для того, чтобы оставаться на одном месте, независимо от волнения моря, чтобы спасти пассажиров от морской болезни. Механизм — гидравлика, управляемая рулевым, следящим за спиртовым уровнем, — работал в виде модели и в опытной версии, построенной в его саду в Денмарк-Хилл, Лондон. Однако он так и не получил надлежащего испытания на море, поскольку, когда судно разрушило часть пирса Кале во время своего первого рейса, доверие инвесторов было потеряно, и судно было отправлено на слом. [24]
В 1857 году Бессемер также получил патент на литье металла между вращающимися в противоположных направлениях валками — предшественник современных процессов непрерывного литья , и что примечательно, оригинальная идея Бессемера была реализована в процессе прямого непрерывного литья стальной полосы.
Бессемер умер в марте 1898 года в Денмарк-Хилл , Лондон. Он похоронен на кладбище West Norwood , London SE27. Другие влиятельные викторианцы, такие как сэр Генри Тейт , сэр Генри Долтон и барон де Рейтер, похоронены на том же кладбище.
Бессемер был посвящен в рыцари королевой Викторией за вклад в науку 26 июня 1879 года и в том же году стал членом Королевского общества . [25] Почетное членство было предоставлено Бессемеру Институтом инженеров и судостроителей в Шотландии в 1891 году. [26] Он был избран международным членом Американского философского общества в 1894 году. [27] В 1895 году он был избран иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук . [28] Музей промышленного наследия острова Келхэм в Шеффилде сохраняет ранний образец бессемеровского преобразователя для публичного просмотра.
В его честь была названа школа в городе Хитчин , а когда в 1980-х годах школу снесли, новая дорога, построенная на ее месте, была названа Bessemer Close в 1995 году. Bessemer Way в Ротереме также названа в его честь. В 2009 году паб «The Fountain» в центре города Шеффилд был переименован в «The Bessemer» в честь Генри Бессемера, который оказал огромное влияние на развитие Стального города . В Уоркингтоне, Камбрия, местный паб Wetherspoons теперь назван в его честь.
В 2002 году был создан Институт материалов, минералов и горного дела (IOM3) путем слияния исторических организаций, включая Институт железа и стали , президентом которого Бессемер был с 1871 по 1873 год; последняя организация учредила Золотую медаль Бессемера во время его пребывания в должности. IOM3 по-прежнему отмечает наследие Бессемера, ежегодно присуждая медаль за выдающиеся заслуги в сталелитейной промышленности; среди недавних лауреатов — Индира Самарасекера .
Тот факт, что человек, сделавший так много для развития промышленности, не получил более высокого признания от своего собственного правительства, был источником глубокого сожаления для английских инженеров, которые ссылались на тот факт, что в Соединенных Штатах, где бессемеровский процесс нашел широкое применение, восемь городов или поселков носят его имя. [29]