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英國工業革命期間，由於貝塞麥轉爐（一種可以去除生鐵中,不需要的雜質的高爐），鋼鐵生產變得更便宜、更可靠。 鋼比鐵具有,優越的強度和耐用性，這意味著金屬,成為土木工程師建造橋樑、隧道和鐵軌的首選。
謝菲爾德成為世界上,最重要的鋼鐵製造中心之一，尤其以刀具和餐具而聞名。 鋼是一種含碳1-2% 的鐵合金，冶金學家在高爐中進行了,去除和添加雜質的實驗，以生產出具有特定性能的不同類型的鋼，例如至今仍用於金屬加工,工具的非常硬的鎢鋼。
鐵訴鋼
工業革命期間，優質鐵的生產大大提高，這很大程度上要歸功於,使用焦炭代替傳統木炭,作為熔爐燃料。 焦炭是由在熔爐中燃燒（或更準確地說，烘烤）煤炭製成的，以去除盡可能多的雜質，這對於確保這些雜質不會與熔爐中的熔融金屬,結合至關重要。 第一個使用焦炭的高爐,於 1709 年在什羅普郡的 Coalbrookdale 投入使用，該工廠由亞伯拉罕·達比 (Abraham Darby，1678-1717 年) 所有。 以焦炭為燃料的高爐,還有另一個重要優勢：它們可以達到比使用木炭加熱的高爐,更高的溫度。 優質鐵現在被用於各種項目，到 1850 年，英國的鐵產量佔世界供應量的 50%。然而，還有一種更好的金屬：鋼。
與鐵相比，鋼的強度和延展性遠遠優於鐵。 鋼也比鐵輕，並且在重量壓力下,會隨著時間,變得更強，這與更脆的鐵不同。 這些優點意味著鋼材,對於橋樑建設等大型項目,和鐵軌等承重項目特別有用。 然而，在鋼鐵與鋼鐵的競爭中存在一個重大缺陷。 煉鋼比煉鐵貴得多，因為煉鋼的產量相對較小。 這種情況的改變得益,於英國工程師亨利·貝塞默（Henry Bessemer，1813-1898）的努力。
貝塞默轉換器
正如工業革命中突破性.發明經常發生的那樣，新想法是基於不同地方的,不同創新者的早期發明和開發的金字塔。 本傑明·亨茨曼（Benjamin Huntsman，1704-1776）在尋找堅固而靈活的鐘錶彈簧的激勵下，成為第一個開發坩堝鋼的人，即在封閉的粘土容器中,經受高溫純化的鋼。 製造坩堝鋼根本不是一個新工藝，但亨斯曼在 1740-42 年左右開創了一種使用焦炭,作燃料的方法，以便可以製造出,比以前更純淨的鋼。
1827 年，約翰·尼爾森(John Neilson) 又向前邁出了鋼鐵生產的一步（1828 年獲得專利），當時他首創了一種在空氣進入高爐之前,對其進行加熱的新技術，稱為“熱風”技術，該技術可增強熱量爐內。 更高的熔爐溫度意味著,金屬工人可以生產更純淨的金屬，但它也大大減少了熔爐所需的燃料，從而降低了他們生產的成本。 儘管如此，每座熔爐的鋼產量,仍不足以滿足重工業的需要。 尋找更便宜的鋼材,是出於效率和成本效益考慮,而推動創新的典型案例。
1856 年，亨利·貝塞默受英國,捲入針對俄羅斯的克里米亞戰爭（1853-56 年）的激勵，為武器製造商（尤其是大砲）開發更多更好的鋼材。 貝塞麥花費了數年時間,和數万英鎊進行研究和開發，直到完善了一種新型高爐，後來被稱為貝塞麥轉爐。
轉爐本質上是一個帶有鋼外殼的巨大耐火磚燒瓶。 燒瓶在框架內旋轉，以便水平傾斜以將鐵礦石放入其中，垂直放置用於加熱部分，然後再次水平傾斜以倒出熔融金屬。 貝塞默轉爐將生鐵（即富含碳而沒有太大價值的鐵）加熱至1550-1600 攝氏度（近3,000 華氏度），通過在空氣中強制注入空氣來去除碳和其他雜質，如錳、磷和矽。高壓進入轉爐底部,並穿過內部的熔融金屬。 當注入空氣時，雜質會形成氧化物，因此這些雜質會以爐渣,分離出來，留下純淨堅固的鋼水。 事實上，一些雜質被發現是有益的，具體取決於鋼的用途。 例如，人們發現少量的錳可以降低金屬的脆性。
當轉換器垂直傾斜時，轉換器過程會產生令人印象深刻的煙火表演，火花和煙霧從頂部的孔中飛出（在後來的版本中，逸出的熱量被重新捕獲,以幫助加熱下面的爐子，進一步節省能源成本）。 對於專家來說，轉換器發出的火花的顏色,表明精煉過程已完成。 然後將轉爐搖回水平位置，並將鋼材倒入模具中。 這最後一個過程被稱為澆注，必須小心進行，以免鋼錠內形成氣泡，從而削弱金屬強度。
較大的 Bessemer 轉爐可在 20 至 30 分鐘內煉鋼 30 噸。 此前，需要一個工作日,才能生產約5噸鋼材。 那時，鋼鐵現在是一種批量生產的產品。 貝塞麥發明之後，到 1875 年，鋼鐵成本從每噸 50 英鎊,下降到 4 英鎊。到 1880 年，英國鋼鐵廠每年生產超過 130 萬噸鋼鐵。 鐵礦石原材料的產量增加，以滿足轉爐商的巨大需求。 1855年，英國生產了900萬噸鐵礦石，但到1875年，上升至1500萬噸。 鐵礦石來自英國（特別是坎布里亞地區）、西班牙、瑞典和德國，為英國的熔爐提供原料，最重要的是為謝菲爾德的英國鋼鐵工業核心提供原料。
謝菲爾德鋼鐵及用途
南約克郡的謝菲爾德,成為世界上最大的鋼鐵生產商之一，並贏得了“鋼鐵城”的綽號。 1770 年，謝菲爾德只有5 家鋼鐵廠，但到1856 年，猛增至135 家。該市的徽章（1875 年授予）恰如其分地,顯示了羅馬冶金之神伏爾甘(Vulcan) 的形象。 亨斯曼和貝塞默選擇謝菲爾德,作為他們的鑄造廠和鋼鐵廠並非巧合。 謝菲爾德擁有水流湍急的河流，通過水輪提供動力，這對於提高熔爐中,必要的高溫的風箱來說,是重要的動力來源。 謝菲爾德地區的另一個優勢是存在磨石砂粒，可以用來製作圓形磨石，以對鋼材進行成型、研磨，並在必要時磨利鋼材。
謝菲爾德因其鋼鐵，尤其是餐具和針而聞名於世。 刀子和任何帶有鋒利邊緣的工具（如鐮刀）是其他特色產品。 更好的鋼材在醫學上特別有用，可以用來製造手術器械。 鋼的柔韌性使其成為,製造各種尺寸彈簧的理想選擇。 其他成功的鋼鐵產品,包括英國、美國和世界許多其他國家的,重型農業機械和鐵路軌道。 這些數字令人震驚。 僅在 1865 年至 1874 年間，謝菲爾德就向美國出口了超過 280,000 公里（175,000 英里）的鐵路。 其中許多大型項目都是由於蘇格蘭人詹姆斯·納斯米斯 (James Nasmyth) 於 1839 年發明蒸汽錘而得以實現的。 蒸汽錘利用蒸汽動力,精確鍛造和彎曲巨大的金屬，包括鋼。
鋼鐵工業帶來了就業和金錢，但對環境的影響也是巨大的。 1830年，著名記者兼政治家威廉·科貝特從倫敦來到謝菲爾德，當時鋼鐵工業還處於起步階段，他對自己的經歷進行瞭如下描述：
從利茲到謝菲爾德一路都是煤和鐵，鐵和煤。 到達謝菲爾德之前天已經黑了。 因此，我們看到了那些永不停息的鐵爐，散發著可怕的光輝。 沒有什麼比從這些熔爐頂部,不斷噴出的黃色火浪更宏偉、更可怕的了……他們稱之為黑謝菲爾德，而且它已經足夠黑了； 但全世界使用的刀具十分之九,都來自這個城鎮及其周邊地區。 （杜根，66-7）
穆謝特和鎢鋼
鋼鐵不斷發展。 英國冶金學家羅伯特·福雷斯特·穆謝特(Robert Forester Mushet，1811-1891 年) 於1868 年生產出鎢鋼。與貝塞麥一樣，穆謝特也對爐鐵中,雜質的含量和類型,進行了實驗。 穆謝特沒有像其他冶金學家,那樣努力去除特定數量的雜質，而是提出了一個簡單的想法，即去除鐵礦石中的所有雜質，然後重新引入他想要的特定數量的特定雜質。 就這樣，穆謝特發現一定比例的鎢,可以大大提高鋼的強度和耐用性。 缺點是鎢不像其他類型的鋼那樣具有延展性，但考慮到鎢鋼的主要用途（至今仍然如此），這一點就不那麼重要了，其中少量的耐磨金屬用於鑽頭、切削刀片和其他金屬加工工具。 鎢的另一個品質是它非常耐熱，使其成為白熾燈泡的首選材料。 直到 20 世紀，各種形式的鋼,仍然是建築金屬之王，直到它受到纖維增強塑料,和碳纖維等更輕,但更強的新型材料的挑戰。
