钢铁的起源故事-4（终）——钢铁的现代发展与未来
本期将会讲述钢铁在现代的应用与发展，到了今天，钢铁行业仍在不断革命，只要人类社会还在前进，钢铁的发展与创新就永远不会止步。
战争与和平的金属
美国钢铁公司（US Steel）的分歧导致查尔斯施瓦布（Charles Schwab）找到一份新工作，主持另一家快速发展的公司：伯利恒钢铁公司（Bethlehem Steel）。1914年，也就是大战前两个月，施瓦布收到了英国战争办公室的秘密消息。几小时后，他买了一张假名来穿越大西洋的机票。在欧洲，他会见了英国的战争国务卿，他希望能够获得大量订单。英国人希望伯利恒为英格兰建造4000万美元的武器，并且不与皇冠的敌人做生意。施瓦布接受并参加了他的下一次会议，这次与海军部的第一位领主温斯顿丘吉尔会面。丘吉尔订购了他自己的订单：皇家海军潜艇对抗德国U型艇，他立即需要它们。
但施瓦布遇到了问题。美国的中立法律禁止公司向战壕两侧的第一次世界大战战斗人员出售武器。Bethlehem Steel没有被吓倒，他将潜艇部件送到蒙特利尔的一个装配厂，表面上是为了进行人道主义重建工作 - 美国钢铁开始泄漏到盟军的战争中。
当美国于1917年4月正式进入第一次世界大战时，裙子中立法的需要就消失了。1914年战争刚刚开始时，美国生产了2350万吨钢 - 比14年前生产的钢的两倍多。在1918年的战争结束时，产量再次增加了一倍。美国钢铁使盟军在打击中央政权方面具有决定性的优势。
战争结束后，美国炼钢业比以往任何时候都更加强大。装饰艺术塔楼开始在纽约和芝加哥的天际线中崭露头角，绝大多数钢铁来自两家公司：美国钢铁公司和伯利恒钢铁公司。洛克菲勒中心，华尔道夫酒店，乔治华盛顿大桥和金门大桥等标志性建筑均采用伯利恒钢材建造。1930年，该公司的钢铁进入了当时世界上最高的摩天大楼：克莱斯勒大厦。不到一年之后，由美国钢铁公司提供的6万吨钢铁的帝国大厦将比克莱斯勒高出成为曼哈顿的经久不衰的象征。
但摩天大楼并不是钢铁生产爆炸引发的唯一创新。这些材料进入了汽车，家用电器和食品罐头。（由于罐装产品的保质期长，两家崭露头角的公司，Dole和Campbell's变得风靡一时。）Bethlehem Steel和US Steel的资产价值高于福特和通用汽车公司。
这真的是钢铁时代 - 但麻烦并不遥远。
在1929年股市崩盘之后，随着经济陷入大萧条，钢铁生产放缓。美国钢铁工人被解雇，但工厂从未完全黑暗。铁路仍然遍布全国各地，罐头食品仍然很受欢迎，随着禁酒令即将结束，出现了一种新的钢铁产品：20世纪30年代由Pabst推出的用于蓝带酿造的钢啤酒罐。
大萧条之后，金属饥渴的战争引擎再次点燃了世界的铸造厂。德国占领了丹麦，挪威和法国的土地，获得了对新铁矿和钢厂的控制权。突然之间，纳粹能够生产出与美国一样多的钢铁。在东方，日本控制了满洲里的铁矿和煤矿。
当珍珠港的袭击将美国带入第二次世界大战时，美国政府禁止生产大多数钢铁消费品。世界工业化国家一头扎进世界大战，开始为少数几个目的配给钢铁：船只，坦克，枪支和飞机。
美国工厂每天24小时熔化金属，通常主要是女性劳动力。经济再次开始繁荣，很快美国钢铁产量比其他任何国家都高出三倍多。在第二次世界大战期间，美国制造的钢材比第一次世界大战期间的钢材多25倍。再次，新世界的钢铁厂在盟军的胜利中发挥了决定性的作用。
战争结束后，美国解除了对钢铁消费品的禁令。目前世界上一半以上的钢材都是美国制造的，用于建筑的汽车，家用电器，玩具和钢筋（钢筋）市场的利润率一如既往。来自剩余船只和坦克的钢铁在巨大的熔炉中熔化，可以在桥梁和啤酒罐中重复使用。
但在海外，迫切需要重建，并引进新的炼钢技术，即将帮助外国钢铁公司蓬勃发展。
现代钢铁之路
即使工厂在战争期间不停地搅拌，制造商还没有完善冶炼钢的技术。在第二次世界大战结束前的100年里，我们会想到一个想法，再一次彻底改变这个过程 - 并最终将美国视为世界钢铁之王。
德国科学家和玻璃制造商威廉西门子居住在英国，利用他认为有利的专利法，在1847年实现了他可以通过回收发出的热量来延长炉子达到峰值温度的时间。西门子建造了一个带有小型耐火砖管网的新型玻璃熔炉。来自熔化室的热气体通过管子排出，与外部空气混合，并再循环回到室内。
西门子的玻璃制造炉花了将近20年才开始进入冶金领域。在19世纪60年代，一位名叫皮埃尔 - 埃米尔·马丁的法国工程师了解了这一设计，并建造了一台西门子炉来冶炼铁。再循环的热量使金属液化比Bessemer工艺更长时间，使工人有更多的时间来添加精确数量的含碳铁合金，将材料转化为钢。而且由于额外的热量，甚至废钢也可以熔化。到世纪之交，西门子 - 马丁工艺，也被称为平炉工艺，已经在世界各地流行起来。
跳到20世纪，一位名叫Robert Durrer的瑞士工程师找到了更好的方法。Durrer在纳粹德国教授冶金学。第二次世界大战结束后，他搬回瑞士并尝试了Bessemer工艺。他将纯氧气吹入炉内（而不是空气，只有20％的氧气），并发现它可以更有效地从铁水中去除碳。
Durrer还发现，通过从上方向炉内吹氧，而不是像在Bessemer转炉上那样，他可以将冷废钢熔化成生铁并将其再循环回到炼钢过程中。这种“基本氧气过程”也将铁的所有痕量磷分离出来。该方法结合了Bessemer和Siemens-Martin炉的优点。得益于Durrer的创新，生产大量的钢材再次变得更便宜。
虽然欧洲和亚洲的国家立即采用了基本的氧气工艺，但仍然处于行业领先地位的美国钢厂仍然坚持使用西门子 - 马丁工艺，并在不知不觉中为外国竞争敞开大门。
不锈钢与美国轧机的衰落
1912年，一位名叫Harry Brearly的英国冶金学家正在寻找一种方法来保护枪管的生命。他用铬和钢合金进行试验，发现含有一层铬的钢特别耐酸和耐候。
Brearly开始向一位在餐具工作的朋友出售钢铬合金，称其为“不生锈钢” - 一个适合工程师的字面绰号。他的朋友欧内斯特·斯图尔特（Ernest Stuart）需要向公众出售刀具，他提出了一个更有吸引力的名字：不锈钢。
一家名为维多利亚的公司正在为瑞士军队锻造钢刀，因为它吸引了来自英国的新型防腐金属。该公司迅速将其刀具中的金属改为inox，这是合金的另一个词，源自法语中的不锈钢，“inoxydable。”维多利亚重新命名为Victorinox。今天，你很有可能找到一个他们的红色小刀放在你的办公桌抽屉里。
突然不锈钢遍布全世界。防腐，闪烁的金属成为手术工具和家居用品的关键材料。克莱斯勒大厦顶部的轮毂盖由不锈钢制成，有助于它们在阳光下保持银色光泽。1959年，工人们在圣路易斯破土动工，建造了不锈钢大拱门，这座大拱门仍然是西半球最高的人造纪念碑。
但正如圣路易斯正在建设通往西方的门户一样，世界其他地区正在赶上美国钢铁生产。到20世纪50年代，海外低工资和基本氧气工艺的使用使得外国钢材比美国钢铁便宜，正如钢铁工业受到更便宜的家用商品合金的影响：铝。
1970年，美国钢铁公司成为全球最大的钢铁公司，七十年后以日本新日铁取代。中国在20世纪90年代成为世界顶级钢铁制造商，伯利恒钢铁公司于1995年关闭了位于伯利恒的工厂。直到20世纪末，大多数美国钢厂终于采用了基本的氧气工艺。根据世界钢铁协会的数据，截至2016年，美国钢铁产量排名第四。
钢铁的可持续发展
世界上大部分不锈钢都是用迷你磨坊制造的。这些金属制品不是从头开始制造钢，而是将废钢熔化以便再利用。小型轧机中最常见的炉 - 电弧炉，也是威廉西门子公司发明的 - 使用碳电极产生电荷以熔化金属。
在过去的半个世纪中，小型钢厂的扩散是回收旧钢的关键一步，但要实现完全可持续的冶炼还有很长的路要走。锻钢是众所周知的温室气体排放源。当今仍在广泛使用的基本氧气过程是在近一个世纪前开发的，当时气候变化的影响只是进入了科学研究的圈子。基本的氧气过程仍然燃烧煤，排放的二氧化碳比电炉多四倍。但是，完全淘汰电弧的电弧并不是一种可持续的解决方案 - 只有这么多的废钢可供回收利用。
今天，冶金学家正处于开发环保型钢铁生产方法的早期阶段。在麻省理工学院，研究人员正在测试用于冶炼金属的新型电力技术。这些电熔炼技术有可能显着减少温室气体排放，如果它们可以改进，以处理具有更高熔点的金属，如铁和钢。
目前正在测试用于限制汽车排放的其他想法。去年2月，一家名为Voestalpine的奥地利制造商开始建造一座工厂，该工厂旨在用氢燃料技术取代煤炭，这种技术可能至少需要二十年的时间。作为权宜之计，中国政府去年甚至对其国家的钢铁产量实施了限制。
在21世纪，风险发生了变化。但问题仍然与以往一样，与印度坩埚，德国高炉和美国铸造厂的人员一样。我们如何在制造钢铁方面做得更好？
钢铁是怎样炼成的：钢铁的起源故事-1 |
钢铁是怎样炼成的：钢铁的起源故事-2 |
钢铁是怎样炼成的：钢铁的起源故事-3 |
