Генри Бессемер — яркий пример самоучки-универсала, чей талант проявился в самых разных сферах. Не имея формального высшего образования, он стал автором более 120 патентов. Среди его изобретений — усовершенствованные методы производства карандашей, железнодорожных тормозов, штемпелей для налоговых марок и типографских машин. Однако главным достижением, обессмертившим его имя, стала революционная технология выплавки стали, которая доминировала в мировой металлургии почти целое столетие — с 1856 по 1950 год. Примечательно, что в сталелитейную отрасль Бессемер пришел только в 41 год, доказав, что для гения возраст — не преграда. Подробнее о его удивительном пути — в нашем материале.
Ранние годы: школа отца и поиск «золотой жилы»
Генри Бессемер родился в 1813 году в семье печатника и изобретателя Энтони Бессемера. Свое первое техническое образование он получил на семейном литейном заводе и в мастерской отца, который основал даже сельский водопровод. Окончив начальное обучение, юный Генри выразил желание не просто изучать теорию, а осваивать ремесло на практике. Под руководством отца он за несколько лет овладел работой на токарном станке и освоил литье деталей из типографского металла. В 17 лет, переехав с семьей в Лондон, он начал активный поиск того самого прорывного изобретения, которое должно было принести ему славу и состояние. Как показала жизнь, таких изобретений он создал множество, но далеко не все удалось успешно коммерциализировать. Некоторые его идеи были настолько передовыми для своего времени, что нашли применение лишь спустя много лет.
Первые успехи и неудачи: от искусства к государственной службе
Еще в молодости Бессемер увлекся художественным литьем. Его работы, которые сегодня можно увидеть в музеях, помогали ему заводить полезные знакомства. Первый коммерческий успех принесла ему технология тиснения на картоне. На вырученные средства изобретатель попытался организовать собственное производство, однако этот бизнес-проект провалился. Неудача не сломила Генри. Позже, заметив, как легко подделываются акцизные марки, он изобрел специальный штамп. Этот штамп не просто ставил оттиск, а протыкал бумагу, создавая уникальный перфорированный узор, после чего его повторное использование становилось невозможным. За это изобретение Бессемер был назначен на хорошо оплачиваемую должность «главного контролера марок».
Казалось, карьера шла в гору. В этот период он встретил свою будущую жену Анну Аллен. Именно она однажды подала идею ставить на марках срок годности. Бессемер, возможно, проявив излишнюю щепетильность, доложил об этом предложении своему ведомству. Идею одобрили и внедрили, но в результате новая должность генерального суперинтенданта, которую занимал Генри, стала ненужной. Вопрос о вознаграждении за его инициативу был благополучно забыт. Поскольку изобретение не было запатентовано, Бессемеру ничего не оставалось, как смириться и записать этот эпизод в копилку жизненного опыта. Он вернулся к работе на литейном заводе отца, где занимался гравировкой, совершенствовал методы литья и создавал новые инструменты и механизмы.
«Маленькое Эльдорадо»: золотой песок и финансовый прорыв
В начале 1840-х годов Бессемер нашел свой «Клондайк», который укрепил его финансовое положение и позволил финансировать будущие сталелитейные эксперименты. Как это часто бывает с великими открытиями, помог случай. Сестра попросила его сделать надпись на акварельном альбоме золотым песком. Генри купил два мешка и был неприятно удивлен высокой ценой. Он понял, что дороговизна обусловлена ручным трудом, и задался целью создать технологию массового и дешевого производства золотого порошка. Эксперименты длились целый год. Сконструированная им машина прокатывала листовой металл в рулоны, измельчала его, сортировала частицы по размеру в воздушном потоке и снова дробила крупные фракции. Все работы велись в условиях строжайшей секретности: детали заказывались на разных заводах, а цех не имел окон и освещался только через фонари в крыше. Бессемер максимально автоматизировал процесс, и для управления производством хватало всего трех человек, включая его шурина.
Эта технология приносила семье стабильный доход около 20 лет, давая изобретателю свободу для новых экспериментов, пока аналогичные методы не были разработаны в США.
От снаряда к стали: рождение революционного метода
Именно с этого началась долгая история создания знаменитого процесса выплавки стали. В 1854 году, во время Крымской войны, Генри Бессемер предложил британскому военному министерству идею нового артиллерийского снаряда. Снаряд должен был стабилизироваться в полете за счет вращения, даже при выстреле из гладкоствольного орудия. Военные отказались, но упрямый изобретатель на собственные средства построил полигон и испытал снаряд с помощью небольшого миномета. Получив обнадеживающие результаты, он продемонстрировал модель родственнику Наполеона III.
Обратите внимание: Гений или Лжец? Альберт Эйнштейн. Часть 1..
Принц доложил императору, и Бессемеру разрешили провести испытания в Венсенне. После успешных стрельб 22 декабря 1854 года, всего через три недели, 10 января 1855 года, изобретатель подал свой первый патент на тему «Усовершенствования в производстве стали».
Схема бессемеровского конвертера
Случайное открытие и гениальная догадка
Экспериментируя с раскаленной печью, Бессемер случайно обнаружил на ее стенках несколько нерасплавившихся кусков чугуна. Увеличив подачу воздуха через поддувала, он с удивлением увидел, что они не плавятся, а при попытке сковырнуть ломом оказались всего лишь полыми корками. Генри, не будучи профессиональным металлургом, не знал, что поверхность чушки чугуна можно «обезуглерожить» до состояния железа. Это наблюдение, которое специалисты проигнорировали бы, натолкнуло изобретателя на ключевую мысль: «А что если подвести воздух к большей поверхности расплавленного чугуна? Тогда процесс удаления углерода и примесей станет гораздо эффективнее». Результатом этих размышлений стал специальный грушевидный сосуд-конвертер, запатентованный 17 октября 1855 года. В последующие месяцы Бессемер оформил еще несколько патентов на различные аспекты обезуглероживания чугуна.
Бессемеровский конвертер в работе
Промышленное внедрение и новые вызовы
Изобретатель прекрасно понимал, что для масштабирования новой технологии потребуются огромные усилия и инвестиции. Он нашел остроумное решение: в пяти основных промышленных регионах страны он выбрал ключевых партнеров — крупных и финансово устойчивых производителей. Они приобрели лицензию на технологию по льготной цене в 10 000 фунтов стерлингов, заплатив Бессемеру единовременный взнос за один год вместо положенных по британскому патентному праву 14 лет. Вскоре после публикации отчета о новом методе Генри получил около 27 000 фунтов стерлингов. Однако при промышленном применении сразу выявились серьезные недостатки: невозможность удаления фосфора, низкая долговечность футеровки конвертера и высокие потери металла, достигавшие 40%.
Научный прорыв и решение ключевых проблем
Половину своих сбережений Генри Бессемер перевел на имя жены на случай полного провала, а на оставшиеся средства развернул масштабные исследования. Он организовал фабрику в Шеффилде, где начал совершенствовать процесс. Его партнерами стали друг Лэнгстон, зять Уильям Аллен и братья Холлоуэй, манчестерские машиностроители, обменявшие купленные лицензии на акции нового предприятия. Для научной работы были привлечены известный профессор Генри и химик-аналитик Эдвард Рейли. Совместными усилиями им удалось решить многие проблемы, в частности, окончательно утвердить оптимальную грушевидную форму конвертера. Хотя понимание химии процесса углубилось, проблема удаления фосфора оставалась нерешенной.
Выход был найден в Камберленде, где разрабатывались месторождения с низким содержанием фосфора. Бессемер, пообещав крупный заказ, изучил местное производство и обнаружил, что шлак, богатый фосфором, используется там в качестве флюса в доменных печах. Оставалось лишь договориться о выпуске специального «бессемеровского чугуна» без фосфора. Позже этот термин стал общепринятым. В 1857 году была решена и проблема «красноломкости» стали — «раскисление» металла добавлением марганца вдохнуло в процесс новую жизнь.
Триумф и наследие
Летом 1858 года шеффилдская фабрика открыла свои двери для всех желающих. Первым, кто серьезно заинтересовался бессемеровской сталью, стал полковник Уилмот, начальник арсенала в Вулидже. Сталелитейный магнат Джон Браун, при финансовой поддержке Бессемера, установил на своем производстве два трехтонных конвертера и первым начал применять новый метод в промышленных масштабах. Дальнейшие усовершенствования Генри Бессемер включил в патент от 1 марта 1860 года. Его устройства были настолько продуманы и совершенны, что за последующие сто лет в них практически ничего не менялось. Новая сталь одержала полную победу в железнодорожной отрасли: всего за 21 год она полностью вытеснила железо, став его основным потребителем.
Бессемеровский цех завода Круппа. Метод Бессемера не только придал материалам новые качества, но и благодаря невиданной производительности сделал сталь общедоступной, что обеспечило его быстрое распространение по всему миру.
К концу 1860-х годов Шеффилдское общество было ликвидировано, и акционеры получили дивиденды, в 57 раз превышавшие их первоначальные вложения. К моменту истечения срока действия патента Бессемер заработал на своем изобретении около 1 миллиона фунтов стерлингов, достигнув главной жизненной цели — финансовой независимости. Внеся последние улучшения в процесс, он постепенно отошел от дел в металлургии.
Закат карьеры и память
В 1871 году изобретатель был избран президентом Института железа и стали, а в 1879 году стал членом Королевского научного общества. Он получил множество почетных званий, включая звание Почетного гражданина Лондона. Затем он переехал в Дания-Хилл и вернулся к своему любимому занятию — свободному творчеству и изобретательству. Его последним крупным трудом стала автобиография, в которой он подробно, как и в этой статье, описал свой жизненный путь и историю создания процесса производства литой стали. Генри Бессемер скончался в возрасте 85 лет и был похоронен на кладбище Вест Норвуд в Лондоне.
Текст основан на материалах энциклопедии «Металлургия и время», созданной учеными Технологического университета МИСиС.
Ученый Наука Технологии МИСиС Изобретение Длинная статья 1Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Даже если вам немного за 40... Генри Бессемер – гений, изобретатель, миллионер.