登陆注册
9414300000041

第41章 亨利·贝色麦

在现代工业生产中,钢铁的重要性尽人皆知。曾有人把钢铁形象地比喻成工业生产中的元帅。而让这位元帅升帐的人,是19世纪英国的发明家亨利·贝色麦爵士。

贝色麦是英国哈福德郡人,于1813年1月19日出生于该郡的查尔顿。这里离伦敦不远,经济比较发达。在工业革命时期,以伦敦为中心的英国东南部地区,机器工业发展得特别迅速,贝色麦就生活在这个地区,从小就受到了工业化生产的熏陶。

贝色麦的父亲原籍法国。法国大革命爆发后,迁到英国定居。关于他父亲的情况,诸书说法不一。有的说他是个发明家,有的说他是一位工程师,还有的说他是工厂主。不管怎么说,他的父亲熟悉工程技术,这是没有疑问的。

正是因为生活在这样一个家庭里,所以贝色麦从小就具有接受技术教育的有利条件。贝色麦一生中没有受过多少教育,只上过小学。他后来的知识,都是在实践中自学的。贝色麦的父亲开办了一家工厂,父亲的工厂就是他学技术的学校。他一生中有许多发明,为完成这些发明所需要的技术和知识,大部分都是在他父亲的工厂里学到的。

贝色麦生性聪颖,爱动脑子。还在很年轻的时候,他就表现出了从事发明创造的才能。18岁时,他离开故乡,只身一人到伦敦去谋求职业,独立生活。这时,英国的工业革命已经进入完成阶段,科学技术方面的各种发明,不断涌现出来。这种时代环境,为贝色麦提供了一个大显身手的机会。据说,他在伦敦工作期间,就已经有了多种发明。

不到20岁时,他就发明了一种机械冲压法,可以用冲压的方法在邮票上自动加盖邮戳。他的这一发明引起了英国政府的注意,很快就被采用了。由于使用这种机械,不仅邮局工作人员减少了很多麻烦,而且政府每年可以挽回50万英镑的经济损失。不过,英国政府没有因此给他以奖赏,不少人觉得他只不过是个毛头小伙子,而那项发明看上去也算不上复杂,用不着给他奖励。这件事对贝色麦刺激很大,他终生都念念不忘。从那以后,他再从事各项发明时,总要设法获得专利证书,以此来保护自己的权益。

贝色麦还发明过一种制造铜粉的机械。铜粉俗称“金粉”,由铜锌合金的黄铜加工制造而成,是一种金色颜料。铜粉因为用途很广,而加工制造又颇费功时,所以在市场上售价很高。贝色麦了解到这一情况后,决心对当时制造铜粉的方法加以改进。

他一方面钻研有关的技术书籍,一方面进行研究和实验,发明出了一种结构简单的制造铜粉的机械。可是,起初用这台机械制造出来的铜粉,既不平滑,又无光泽,同市场上出售的铜粉比较起来,相差很远。于是,他又对这台机械做了多次改进,终于制成了性能完善的机械。贝色麦用这台机械制造的铜粉,完全达到了市场上出售的同类产品的质量。

贝色麦发明了铜粉制造机械后,为了不让外界知道,并没有立即申请专利权,而是把它藏在家里,自己制造铜粉。贝色麦这时的想法是,利用这台机械制造铜粉出售,将获得巨额收入;然后利用这些钱财作为经费,从事研究和制造,以便取得更多的发明。他的这种做法和想法,是可以理解的。

除了以上两种发明外,贝色麦还对排字机做了一些改造。他还研究过玻璃制造工艺,并加以改进,提出了新的制造方法。对于青铜合金,他也进行过较多的研究。青铜既可以通过铸造的方式来生产一般机械零件和艺术品,也可以通过压延的方式来制造板材、棒材、管材等各种半成品。贝色麦经过研究,对青铜片的压延工艺进行过许多改进,获得了人们的认可。

19世纪50年代初,俄罗斯与土耳其之间爆发了战争,战火很快蔓延到整个克里米亚,史称克里米亚战争。接着英法联盟也卷了进来,1854年,英法两国向俄罗斯宣战,并派兵进入克里米亚。英国整个国家的注意力都转向了这场战争,贝色麦也不例外,他很想为战争做点什么事情。

首先,他对战士们手里的武器做了改进,发明了一种新式步枪,叫来复枪。这种步枪的枪膛里刻有来复线,它发射出去的子弹以旋转方式向前运动,弹道比较稳定。用这种步枪进行射击,不仅射程远,而且命中率高。实验结果表明,来复枪是一种性能优良的步兵作战武器。

发明了来复枪以后,他又把注意力转向了大炮。当时士兵所用的大炮性能不太好,炮弹出膛以后,因为空气的阻力等因素,常常在空中翻滚,不能保持稳定的弹道,从而影响射击的准确性。贝色麦擅长机械技术,他决定用自己的智慧帮助国家解决这一问题。

从物理学上我们知道,旋转中的物体在运动时,会保持沿转轴方向的稳定。如果枪弹在飞行过程中,能够以飞行方向为轴线旋转,那么它就会避免翻滚现象,保持稳定的弹道。贝色麦就是根据这一原理,发明了来复枪,效果很好。现在,他还要沿着这一思路,制造出来复炮来。

那么,如何才能让炮弹在飞行时旋转起来呢?当然应该像来复枪一样,在炮膛里边刻上来复线,并使炮弹与炮膛密切吻合,这样火药在燃烧时,推动炮弹沿来复线运动,炮弹自然就旋转了起来。大炮装上这种炮弹,就可以打得更远、更准确。

根据这一设想,贝色麦设计出了新型的大炮。他兴致勃勃地把这一设计递交给了英国陆军部。

让贝色麦颇感失望的是,英国陆军部相当保守,对他的发明不感兴趣。于是,他想到了法国。一方面,法国是当时英国的盟友;另一方面,他本人是法国人的后裔,他父亲是法国革命爆发时移民到英国去的。所以,他对法国从内心里有较强的亲近感。就这样,贝色麦带着他的设计,来到了法国。

统治法国的拿破仑三世对他的设计很感兴趣,鼓励他做实验。实验的结果,新式大炮确实打得又准、射程又远。于是,这种炮很快被用来装备部队。可是不久,问题接二连三地反馈了回来:有时炮弹发射出去后力量不足,有时发生卡膛现象,后来还发生了几起炮膛爆炸、炮手伤亡的重大事故。新式大炮不但没有杀伤敌人,反倒毁灭了使用武器的人。军方不得不将这种炮从战场上撤了下来。一时间,人们对新式大炮议论纷纷,而且对贝色麦也产生了怀疑。

贝色麦面临巨大的压力,但他相信自己的设计无误。在他及有关方面的要求下,军方对这些事故进行了仔细的调查。

调查报告不久就出来了。在法国一位大炮专家的介入下,调查报告对事故原因做了正确分析:当时法国和其他国家一样,大炮都是用铸铁制造的。用这种方法铸造的炮膛相应来讲不够规整,很难满足来复线对炮膛的要求。而新式大炮的关键之处就在于对炮膛与炮弹之间的间隙有严格要求:当炮弹与炮膛之间间隙偏大时,火药爆炸后的气体会向外泄露,导致弹丸旋转力量不足,效力不大;当炮弹与炮膛之间间隙偏小时,火药爆炸使得炮膛内压力猛增,炮膛内外温度分布不均匀,而铸铁本身坚韧性不够,不耐高压,这就容易导致炸膛。因此,问题出在铸炮所用的材料上。如果能炼出耐高压的坚硬而又有韧性的铁来,新式大炮就不会出问题。

调查报告虽然公布了,但人们对贝色麦大炮造成的事故仍心有余悸,没人敢再按他的设计去制造大炮。他费尽心血研制的新式大炮,转眼就成了一堆毫无用处的废铁。

耐人寻味的是,英法没有采纳贝色麦设计的新式大炮,可他的设计思想却被德国人接受了。1855年,在巴黎举行的万国博览会上,德国工程师克虏伯展出了贝色麦梦寐以求的钢质来复大炮。大炮试射的结果,发射3000发炮弹,炮身安然无恙。事实证实了贝色麦的设计是完全正确的。

面对在法国的挫折,贝色麦没有气馁,他想,只要突破材料这一关,新式大炮就能起死回生。于是,他开始把注意力转移到冶炼工作上来,下决心炼出高强度的铁来,彻底解决新式大炮炸膛问题。

贝色麦所要炼的那种坚硬而又有韧性的铁,实际上是钢。可当时,他对冶铁一无所知,于是,他便从头学起。首先,从冶铁的基本常识出发学起。在短短两三年时间内,贝色麦几乎读遍了有关冶金问题的所有书籍。与此同时,他还到英国各地的炼铁工厂去进行参观,详细考察了当时的炼铁方法。为了把书本上的理论知识与钢铁生产实践更多地结合起来,他还建立了工厂,以之为基地进行实验。经过刻苦的钻研,他终于掌握了有关冶铁的基本知识。

在贝色麦做实验的年代,制造业用的铁,基本上只有两种。一种是铸铁,也就是生铁。它的含碳量高,很坚硬,但也很脆,抗张强度小,主要用于熔化后铸造发动机的汽缸、机座以及其他产品等。生铁因为质地坚脆,所以容易断裂,这是它的一大缺陷。贝色麦设计的新式大炮,就是用生铁铸造的。

另一种是抗张强度大得多也柔韧得多的熟铁。熟铁因为比较软,所以可用锻、压和其他成型方法,来制造铁轨、船壳、桥梁和各种机器部件。这种铁因为质地柔软,在高压情况下容易变形,因此其用途也受到较大限制。

直接从炼铁炉里炼出来的铁是生铁,生铁的含碳量很高,在2%以上。设法把生铁中所含的碳去掉,就得到了熟铁。熟铁的含碳量一般在0.04%以下。含碳量介于二者之间的,是钢。相对于生铁和熟铁而言,钢的性能非常优越,既坚硬又有韧性。但在当时情况下,钢的制造非常困难,因此它很昂贵,被人们视为珍贵金属。要用它来铸造大炮,显然是不现实的。当然,如果能找到廉价快速制造钢的方法,则又另当别论。现在,贝色麦所做的,就是要找到这种方法。

传统炼钢方法是先把生铁炼成熟铁,然后再往其中加入适量的碳使其变成钢。要把生铁变成熟铁,当时采用的是氧化法,即向生铁中加入氧化剂(一般是铁矿石),加热使其处于熔融状态,这时生铁熔液中的碳就会与氧化剂起反应,从而被脱去。

贝色麦认真研究了把生铁变成熟铁的方法。他把经过仔细称量的铁矿石加进生铁中,然后将混合物加热,使其处于熔融状态。铁矿石的主要成分是氧化铁,在高温条件下,氧化铁中的氧原子与生铁中的碳原子结合而生成一氧化碳,一氧化碳进一步燃烧变成二氧化碳逸出。这时,炉子中留下的就是熟铁。

根据实验结果,贝色麦想到:既然把生铁中的碳原子氧化就可以得到熟铁,为什么不能用别的加氧方法把碳烧掉呢?例如用鼓风机直接向生铁熔液吹风,这样空气中的氧气就会与生铁熔液中的碳原子反应,使其脱碳,从而得到熟铁。

贝色麦的建议遭到了一些专家的反对。这些专家认为,用鼓风机向生铁熔液吹风时,吹进去的冷空气会使铁水冷却、凝固,从而导致整个冶炼过程停止。

贝色麦没有盲目听从专家的意见。他觉得,自己的建议是否可行,应该通过实验来做出鉴定。实验的结果与专家们的意见正好相反,鼓进去的风不但没有使铁水降温,反而因为其中的氧原子与生铁中的碳起反应燃烧放热,而提高了铁水的温度。

第一次实验时,当鼓风机向生铁熔液中吹风时,本来已经平静的炼铁炉中突然燃烧起来,反应进行得异常激烈,几乎失去控制。这使他非常紧张。他没想到铁水中的碳和其他杂质氧化时居然会放出如此大量的热。好在这一过程只进行了十几分钟。氧化完毕,他才如释重负。实验证明,鼓风法不再需要附加外界燃料,它降低了成本,而且简便易行,确实是一种熟化生铁的好方法。

随着实验的深入,贝色麦进一步想到,在熟化生铁的过程中,如果让反应在适当的时候就停下来,不让生铁中的碳完全脱去,而是让它保留在2%~0.04%这样的范围之内,那就直接得到了钢。用不着像传统的方法那样,先由生铁炼出熟铁,再经过熟铁阶段得到钢。当然也就不用再花钱去买进行这些中间过程所需的大量燃料。

为了验证这一设想是否可行,他在伦敦的圣潘克利斯自己开的工厂里,建起了一座固定式的大熔炉,熔炉高约1.2米,可以装进350公斤生铁,炉底有6个风口。贝色麦用它认真做了实验,实验结果证明他的想法完全可行。于是,1856年8月,在切尔滕哈姆南不列颠科学振兴年会上,他作了题为《不用燃料制造熟铁和钢的方法》的报告,介绍了自己的炼钢法,同时还把精心写成的论文送到杂志上发表。从此,他的鼓风炼钢法正式公布于世。1860年,经过改进的第一个可移动的转炉建成投产。人们一般把这种熔炉称为“贝色麦转炉”。由于它以酸性材料做炉衬,因此这种炼钢法又被称为“酸性底吹转炉炼钢法”。

同类推荐
  • 曾国藩家书

    曾国藩家书

    曾国藩是中国近代史上的一位重要人物,被称为晚清“第一名臣”,同时他又是被公认的中国近代最后一个集传统文化于一身的典型人物。其所著家书,涉及的内容广泛,本书特选取其中150余篇,编为修身劝学、持家理财、治军为政、交友处世四个部分。编者为每封家书注有准确的日期,并进行了现代文全译,以便读者能够深刻地了解道光、咸丰、同治三个不同时期的曾国藩,了解其真正智慧之所在,读者从此书中可见一个思想者对世道人心的深刻体察和感悟。
  • 画坛大隐李琼久

    画坛大隐李琼久

    中国画史自隋、唐至宋、元,历代大师巨擘辈出,到明、清却每况愈下。二十世纪以来,人们在批判自审中,苦苦探索、寻找出路,创新浪潮袭来,终于为中国画的复兴带来历史机遇,但“穷途末路论”、“笔墨等于零论”等的出炉,又似乎宣告了中国画百年改革的失败。然而请记住:二十世纪七十年代末八十年代初,一个单薄而巨大的身影从蜀地走来,以他的奇才演绎的峨眉神话,一夜间震动了巴山蜀水,尔后名震京师,享誉大江南北,以他的杰出才华表明了中国画生生不息,与时俱新,可以自立于世界艺术之林这样一个事实,像一块磁铁般吸引了无数人的目光。
  • 彼得·林奇传

    彼得·林奇传

    本书由三个部分组成,第一部分重点描述作者是怎样从一个高尔夫球童成长为一个著名投资公司基金经理的,第二部分重点介绍作者传奇的13年投资生涯,第三部分则从作者的传奇人生中跳出来,把他一生的投资经验加以总结。本书结构严谨,内容丰富,可读性很强,既可以作为证券投资者的参考教材,也适用于普通大众投资者,尤其对中国的股民和基民来说,更具实用性。
  • 雄才伟略的政治家(1)

    雄才伟略的政治家(1)

    本书精选荟萃了古今中外各行各业具有代表性的有关名人,其中有政治家、外交家、军事家、谋略家、思想家、文学家、艺术家、教育家、科学家、发明家、探险家、经济学家、企业家等,阅读这些名人的成长故事,能够领略他们的人生追求与思想力量,使我们受到启迪和教益,使我们能够很好地把握人生的关健时点,指导我们走好人生道路,取得事业发展。
  • 中国古代宦官传(中国古代名人传奇丛书)

    中国古代宦官传(中国古代名人传奇丛书)

    宦官是中国古代专供皇帝、君主及其家族役使的官员。先秦和西汉时期并非全是阉人。自东汉开始,则全为被阉割后失去性能力而成为不男不女的中性人。又称寺人、阉(奄)人、阉官、宦者、中官、内官、内臣、内侍、内监等。中国封建社会里皇宫中专用宦官侍奉皇帝及其家族的制度。它是中国封建专制制度的特有产物。历史上多次发生宦官专权、干预朝政,对中国封建社会政治有重要影响。《中国古代宦官传》本书讲述了“秦朝宦官赵高、东汉宦官张让、唐代宦官李辅国”等等一些宦官的故事。
热门推荐
  • 但愿沉醉不复醒

    但愿沉醉不复醒

    一块玉玺,让她陷入两难之境!本是青梅竹马,因国仇而最终决裂!她表面呆呆傻傻,其实质却八面玲珑!“女人,我喜欢你的呆。”他势必江山美人一并拿下!“关我屁事!”她粗口一爆,惊得男人皆侧目!
  • 豪门宠婚,首席的金玉良缘

    豪门宠婚,首席的金玉良缘

    初见,为气死那个没品的男人,她六千块买他十分钟。再见,她代友相亲,差点被他逮进民政局。第三次见面,她在上,他在下。他不屑趁人之危,她势必让他就范……隔天满城头版——她“强”了豪门长子,必须奉子成婚!双喜临门!摸摸纤纤美腹,她无力望天:“子在哪里,喜在哪里……”一场预谋,她不仅被人抢了男友,还被设计强上他。她质疑:“你娶我,真的为了你的清白?”他似笑非笑地凝着她:“不,是为了让你名正言顺地玷污我的清白……”凝着他意味深长的笑容,她却越来越心慌意乱——似乎她被迫闪婚,只方便他婚中捉妻,而她是他早早锁定的猎物……失恋后的第十天,她嫁进本城最大的豪门而不自知。他是跨国大财团的少东,尊贵儒雅,淑女们趋之若鹜。独她用完就想跑。她避他,鄙他——却发现他慢慢主导了她。他逗她,斗她——却发现他再也离不开她。身为老公,他理所当然地粉碎她身边所有的烂桃花。他宣言:幸福的女人背后,好男人都只需一个!******婚后浓宠,不可错过。
  • 欲望都市

    欲望都市

    风靡全球的HBO电视剧《欲望都市》原著小说,令所有女人痴迷的幻想蓝本。在充满欲望与诱惑的都市里,男人、爱情、时尚一个都不能少!本书的主人公是四个纽约曼哈顿的单身女人,她们虽然个性不同,但都事业成功,都时髦漂亮,虽然已不再年轻但却自信、魅力十足。她们共享彼此间牢固的友谊,也都面临共同的困扰——在这充满欲望和诱惑的都市里,真正的爱情和归宿究竟在哪里?
  • 刀剑之七濑梦人

    刀剑之七濑梦人

    并不是特别喜欢玩游戏,只不过是被隔壁的妹妹拉着一起玩了一下,谁知到这也能够陷进去。既然如此的话,不想死掉也只能通关这该死的游戏了。
  • 我们发现的那些事

    我们发现的那些事

    在同一个群里在同一个地球我们总能制造出或发现那些好玩的事。
  • 铁琴铜剑楼藏书目录

    铁琴铜剑楼藏书目录

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 穿越乞丐之妻

    穿越乞丐之妻

    东郡国的馨妃曾是莲花一般美好的女子,她豁出性命只为挽回他的眷顾。可惜棋差一着,他还是抛弃了她。爱情灰飞烟灭,她知道他如今已是一个无情无义的帝王。病榻前她祈求再让自己见道姑一面。冷萍梦是被道姑的禁术召唤来的,二人的灵魂合而为一。从此,她的那些记忆属于另一个女子,来自未来世界……情节虚构,请勿模仿!
  • 金箓斋三洞赞咏仪

    金箓斋三洞赞咏仪

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 侯门贵妻

    侯门贵妻

    一朝穿越,她于众人前发誓发誓,此生宁死不为妾!庶女为妾,天经地义,她却对着乾坤发誓有生之年绝不为妾,惹来众人嘲笑鄙夷,谁知他日却有人八抬大轿以正妻之礼要迎她过门?正妻嫡妻还是家母,家大业大还是高官厚禄?顿时闪瞎了众人眼!情节虚构,请勿模仿!
  • 颠唐

    颠唐

    这是一部关于成长的寓言故事。这是一个道佛争雄,邪魔得利的年代。仙皇,佛女,佛域,李氏江山。在人心纷乱的时代里,万古不易的仙帝之位也将旁落。而大唐仙国的深处温柔水乡。励志挞伐天下的小捕快正悄然间崛起。何为法?何为佛?自古力先智而出,然天地间是否真有公义的天道?站在高处的人往下看,生命是石头,还是蝼蚁?恩仇不断,长箫不绝。千载难逢的奇才,万古不易的传说。且歌且行且逍遥,翻天覆地,自我辈始,少年,颠唐!