钢铁，当铁成熟时

可以肯定地说，在过去的2000年中，钢的制造只在距今165年的时候才崭露头角，因为直到1856年，钢只是少量生产用于特殊物品，如剑和弹簧。现在，钢是介于熟铁和铸铁之间的一种黑色金属，并且添加了控制量的碳，这使它在两个世界中都是最好的；锻铁的延展性和铸铁的强度（无脆性）。说起来容易做起来难，当做的时候只能少量进行。
18世纪中期开始于英国的工业革命增加了对黑色金属的需求，以至于在19世纪初，英国生铁（高炉产品）的产量达到了25.8万吨，到了大展（1851年，在海德公园水晶宫举行）的那一年，产量已经上升到270万吨，其中大部分转化为熟铁（几乎没有碳含量）。熟铁的制造是一个缓慢而费力的过程（称为“水坑”），它是铁产量的限制因素。这一限制将锻炼铁匠、冶金学家和工程师的头脑，但解决这个问题的将是一个没有炼铁知识的发明家。

“时不我待”这句谚语最适合用来形容的人莫过于亨利·贝塞麦（1813-1898），他出生于英国，是一位法国难民的儿子，是一个发明天才，拥有多项专利（共128项）。在克里米亚战争（1853-1856）期间，他的思想集中在改进迄今为止由铸铁（碳含量高，因此易碎）制成的大炮枪管上。他开始进行一系列小规模的实验，最终成功地注入了少量的钢水。他的脑电波是将热空气吹过他的实验反射炉的火桥，其中有少量的熔融生铁。当空气中的氧气与生铁中的碳结合在一起时，产生了烟火般的效果，使火花飞散，并随着生铁的剧烈沸腾而提高了熔体的温度。他的实验使他发明了著名的Converter，这是一种梨形钢制容器，内衬硅石（ganister），安装在耳轴上，可以倾斜（参见下图）。1856年8月11日，他有信心在英国科学促进会（British Association for the Advancement of Science）面前发表了一篇论文《论无燃料钢铁的制造》（On the Manufacture of Iron and Steel without Fuel），阐述了他的炼钢方法。在这一时刻必须指出，他所描述的“钢”与本杰明·亨茨曼（1746年）发明的用于制造刀具的坩埚工艺制造的“谢菲尔德钢”毫无相似之处。这是一种较小的钢材，将获得“低碳钢”的称号。贝塞麦承诺的是一种质量稳定、价格低廉、产量巨大的钢材。

贝塞麦“承诺”的消息迅速传开，引起了炼铁工人的极大兴趣。几周内，许多人支付了使用贝塞麦工艺炼钢的许可证，但在进行实际试验时却发现该工艺不起作用。铁匠们愤怒不已，“退款”是他们的呼声。贝塞麦把钱还给了他们。《泰晤士报》会在这件事上写道：“一颗明亮的流星划过冶金地平线，耀眼夺目了几位爱好者，然后永远消失在黑暗中”。
一个不那么优秀的人会“认输”，但他决心发现哪里出了问题。他找到了答案，这是因为他的工艺只有在使用含磷量低的铁矿石（如赤铁矿）时才是好的。在做实验时，他选择了布莱纳冯生铁，这是少数从含磷很少或不含磷的矿石中还原出来的生铁之一。尽管他可以报道“好消息”，但当时他已经成为了铁匠和铁路工人的“不受欢迎的人”，其中一名铁路工人被问及是否会从贝塞麦那里购买铁轨时，当面告诉他“贝塞麦先生，你希望我因过失杀人罪受审吗？”？。

幸运的是，故事有一个圆满的结局，谢菲尔德的“贝塞麦公司”在所有初期的麻烦都得到解决后，在他的“朋友”（尤其是罗伯特·穆谢特）的帮助下，成为了一名成功的钢铁制造商。穆谢特是一位无名英雄，他对钢铁制造艺术做出了许多显著贡献。Ebbw Vale Ironworks的托马斯·布朗（Thomas Brown）给Mushet提供了一份劣质贝塞麦钢样品进行分析，并很快通过一份关于如何解决该问题的建议，找出了问题的根源。他确定过量的氧气是问题的原因，向熔体中加入“spiegeleisen”（一种来自德国的含锰铸铁）将是解决方案；多余的氧被锰吸引，锰将作为氧化锰成为炉渣的一部分。
贝塞麦转炉将成为其自身成功的牺牲品，因为新的炼钢方法，如西门子-马丁平炉炼钢法，可以接受以前贝塞麦炼钢法生产的废铁，而转炉只能接受来自高炉的熔融生铁。尽管如此，它可能在美国取得了最大的成功，因为那里的铁矿床主要不含磷。匹兹堡（及其周边地区）拥有成为一个炼钢小镇的所有要素，正是安德鲁·卡内基（Andrew Carnegie），这位“精明”的苏格兰人建立了美国钢铁工业，他将规定使用贝塞麦转炉。卡内基的一句著名名言是“再见了，那么，钢铁时代，万岁！钢铁王”。到19世纪末，美国的钢铁产量超过了英国、法国和德国的总和。以低成本大吨位生产钢铁已成为现实。

我不打算讨论贝塞麦转换器，因为互联网上的信息很容易获得，而且在那里发现的文章是由比我更有资格的人写的。
在20世纪，钢铁生产不仅在吨位上取得了巨大的进步，而且在可焊接结构钢、不锈钢、耐热钢和工具钢等各种钢种上也取得了巨大进步。清单还在继续，现在有超过2000种等级的钢材可供选择，以满足任何要求。
对古人来说，钢铁是一种令人惊叹的神秘金属，但今天，它已经变得平凡，因为它在我们的生活中如此常见。我们当然认为这是理所当然的，应该思考一下没有它我们会在哪里。我敢说，我们会回到中世纪，住在像国王登陆的维斯特罗斯那样的地方。
作为后记，我想补充的是，最后一座主要的锻铁结构是埃菲尔铁塔，第一座钢结构（采用平炉法生产）是第四铁路桥，这两座桥都于1889年完工。