HistoriaPatent, który zbudował nowoczesną cywilizację

Patent, który zbudował nowoczesną cywilizację

Wytapianie stali w Allegheny Ludlum Steel Corp. w Pensylwanii, ok 1941 r.
Wytapianie stali w Allegheny Ludlum Steel Corp. w Pensylwanii, ok 1941 r. / Źródło: Wikimedia Commons / Library of Congress
Dodano 1
Nowa metoda produkcji metali w przeciągu kilkunastu lat rozpowszechniła się na całym świecie, z poszanowaniem praw patentowych Bessemera lub z ich pogwałceniem. Nic dziwnego: koszt produkcji tony żelaza zmniejszył się z 40 ówczesnych funtów do 6–7.

Samochodów i wieżowców nie dałoby się wyprodukować jeszcze jakieś 150 lat temu. Sama idea stali była znana od czasów starożytnych. Zauważono, że gdy do żelaza doda się odrobinę węgla (około 2 proc.) i obrobi się tę mieszaninę cieplnie (np. zahartuje), otrzyma się bardzo wytrzymały materiał. Nie wiedziano jednak, jak dokładnie to zrobić, więc przez wiele stuleci otrzymanie dobrej stali było kwestią przypadku, a wyroby stalowe były niesamowicie drogie. Aleksander Wielki ostatecznie porzucił pomysł zaatakowania Indii, gdy ich król wykupił się bardzo cennym okupem: kilkunastoma kilogramami stali.

Wytapiano ją w różnych rejonach świata – od Chin przez Indie aż do Europy. Jednak umiejętność wytapiania stali była zależna od koniunktury, dostępności surowców i popytu, toteż pojawiała się i znikała. Tak było z najsłynniejszym produktem Bliskiego Wschodu: stalą damasceńską. W średniowieczu bowiem stal była dziełem raczej alchemików niż rzemieślników. Zmiana nastąpiła pod koniec XVI w. W kilku miejscach Europy naraz opracowano nowe metody wytwarzania stali, a jej produkcją zajmowali się rzemieślnicy. Powoli zresztą rzemiosło stawało się przemysłem, piece były coraz większe, a w XVIII w. zdecydowano się na opalanie pieców hutniczych koksem zamiast drewnem.

W ten sposób pojawiły się wielkie piece. Ich wielkość – a dokładniej: wysokość – ma znaczenie: od góry sypie się złom żelazny i koks, a dołem wypływa stal. Koks służy nie tylko do stopienia złomu lub rudy, lecz także do nasycenia żelaza węglem. Była to stal pudlarska, od angielskiego słowa „to puddle” – mieszać. I tu zaczynały się kłopoty: od tego, jak ją majster pomieszał, zależał jej skład, jej zanieczyszczenia i jej struktura. Czasem była lepsza, czasem gorsza. Miało to swoje skutki, z reguły złe, a często katastrofalne.

Gruszka Bessemera

W początkach XIX w. powstawały właśnie pierwsze pociągi, pierwsze statki parowe, pierwsze rewolwery. Wszystkie elementy: kotły parowców, szyny kolejowe, lufy pistoletów musiały być wytrzymałe. Jednak jakość stali pudlarskiej zależała przecież od tego, jak udało się ją pomieszać majstrowi. Konstruktorzy musieli zadbać o margines bezpieczeństwa, podwajając wagę swoich produktów, czyniąc je niezgrabnymi i droższymi. Czasem jednak i to nie wystarczało: kotły widowiskowo wybuchały, szyny pękały, karabiny zawodziły. Ówczesnej stali nie można było ufać.

Bezpośredni impuls do opracowania nowej technologii dała wojna krymska. Brytyjczyk Henry Bessemer zajmował się wynajdywaniem nowych pocisków, co w połowie XIX w. było dość częstym zajęciem inżynierów. Wynalazł pocisk cylindryczny wypełniony ładunkiem wybuchowym i zaoferował go Francuzom. Pociskami cylindrycznymi próbowano, z niewielkimi sukcesami, zastąpić kule żelazne już od wielu lat, więc Bessemerowi odpowiedziano – uczynił to sam Napoleon III – że pocisk zostanie przyjęty do uzbrojenia, jeśli tylko... sprawi, żeby lufy armat nie pękały tak łatwo.


Bessemer wziął się do pracy i w krótkim czasie opracował metodę produkcji żelaza w piecu z dokładnie sterowanym przepływem powietrza. Stosując odpowiednie dawki tlenu, był w stanie utrzymać odpowiednią temperaturę i wypalić niechciane domieszki. Pozbywał się dokładnie tego, czego trzeba było się pozbyć, a proces był nie tylko powtarzalny, lecz także bardzo wydajny. Konwertorowanie – taką nazwę w języku polskim nosi proces Bessemera – zostało opatentowane w 1856 r.

Nowa metoda produkcji metali w przeciągu kilkunastu lat rozpowszechniła się na całym świecie, z poszanowaniem praw patentowych Bessemera lub z ich pogwałceniem. Nic dziwnego: koszt produkcji tony żelaza zmniejszył się z 40 ówczesnych funtów do 6–7 (w połowie XIX w. funt był warty niemal 100 razy więcej niż dziś). Poprzednia metoda wytopu dawała niespełna tonę żelaza lub stali, a pojedynczy piec Bessemera – zwany „konwertorem” albo „gruszką” – co najmniej kilkanaście ton. Stal – jeszcze niedawno wyrób niemalże luksusowy – stawała się codziennością.

Piec Martina

Do Polski gruszki Bessemera zawitały dość szybko: w 1863 r. były na Śląsku, w Królewskiej Hucie (czyli Chorzowie), a 15 lat później w Warszawie. Ich kariera w Polsce trwała dość krótko – w czasach I wojny światowej większość polskich gruszek Bessemera została wywieziona przez Rosjan, a te, których nie zdołali zdemontować Moskale, rozkradli Niemcy. Polskie żelazo i stal to w XX w. przede wszystkim piece martenowskie.

Były to w gruncie rzeczy wielkie piece, w których sterowano przepływem powietrza. Rozpropagował je francuski inżynier Pierre-Émile Martin i odniósł równie duży sukces co Bessemer. Piece martenowskie były bardziej wydajne, ale wolniejsze od gruszek Bessemera, gruszki wymagają z kolei lepiej wykształconej obsługi. Obie metody nawzajem się uzupełniały. Najważniejszą różnicą – biorąc pod uwagę skłonności sąsiadów Polski do zabierania nie swoich rzeczy – było to, że gruszkę Bessemera można zdemontować i wywieźć, a pieca martenowskiego – nie. Dlatego właśnie piece martenowskie zostały w Polsce po 1945 r., a potem były uzupełniane kolejnymi...

Co ciekawe, w czasach, gdy ojciec poety „martenowski stawiał piec” – wspomnijmy, że autorem słów „Autobiografii” jest Bogdan Olewicz – rodziła się technologia, która odesłała wielki piec do lamusa. W 1952 r. w Linzu zaczął pracować konwertor nowego typu, tlenowy, znacznie ulepszona gruszka Bessemera. Łączył w sobie zalety obu wcześniejszych rozwiązań, a w dodatku było dużo oszczędniejszy. Opóźnienie techniczne Polski pod rządami komunistów było takie samo jak w czasach zaborów: pierwszy polski konwertor tlenowy ruszył dopiero w latach 60. Dziś równie często wykorzystuje się do produkcji stali piece elektryczne, które jednak w niczym nie przypominają swoich poprzedników z XIX w.

Jak wyglądałby świat bez Bessemera i Martina? (Pamiętajmy również o Sidneyu Thomasie, który stworzył metodę wytapiania stali z rudy zanieczyszczonej fosforem). Nie mielibyśmy ani samochodów, ani samolotów: podstawą transportu wciąż byłyby barki i archaiczne pociągi. Miasta byłyby niskie – drapacze chmur nie mogą istnieć bez stali – i dużo mniejsze od dzisiejszych. Ludziom żyłoby się po prostu gorzej, bo nożyce cenowe byłyby bardzo szeroko rozłożone: produkty rolnicze byłyby tanie, a produkty przemysłowe – produkowane z rzadko spotykanej i kosztownej stali – bardzo drogie.

Inny byłby również kształt społeczny świata. Dzięki taniej stali uniknięto jednak rewolucji komunistycznej – przynajmniej w cywilizowanych państwach. Produkty przemysłowe, ułatwiające życie robotnikom – garnki, grzebienie, sztućce, meble – znacznie staniały i stały się powszechnie dostępne dla każdego. To tania stal doprowadziła do przemian, które sprawiły, że większość mieszkańców Europy stanowi zadowolona z siebie klasa średnia.

Okładka miesięcznika Historia Do Rzeczy: 2/2018
Artykuł został opublikowany w 2/2018 wydaniu miesięcznika „Historia Do Rzeczy”
Zamów w prenumeracie lub w wersji elektronicznej:

Czytaj także

 1
  • s.i.a.r. IP
    ten tekst napisał niedorozwój..[kompilacja.. że gdzieś biją dzwony]
    Dodaj odpowiedź 4 4
      Odpowiedzi: 0

    Czytaj także