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Bessemer过程的秘密：如何将钢铁生产推向工业革命？
钢铁生产是从铁矿石和废料中制造钢的过程。钢的制造历史悠久，早在1850年代和1860年代，Bessemer过程和西门子-马丁过程的出现标志着它被大规模商业化。随着工业革命的加速，钢的需求不断攀升。当前，钢铁行业的生产模式已被多种工艺技术所取代，包括基本氧气钢铁生产，这一过程现在已成为全球钢铁产量的70%来自于这种方法。
钢铁行业目前是二氧化碳排放最密集的行业之一，钢铁生产占全球温室气体排放的10%左右。
钢的制作及其性质
钢是由铁和碳组成的合金。单独的铁不具备强度，但加入少量碳后，钢便具备了优越的强度及良好的延展性。钢的特性因包含的合金元素和去除的杂质而异，各类不同的钢材产品由此被制造出来。
历史的演变
早期的历史
钢的制作最早可以追溯到中国、印度和罗马等古代文明。铸铁的生产虽然早已存在，但在工业化之前，钢的生产量相对较少。 Bessemer过程的出现使钢的生产得到了根本性的改变，这一技术的发展让钢走入了商业生产的舞台，并成为全球经济活动的基石之一。
各国的技术发展
在11世纪的中国，一种类似Bessemer过程的技术被开发出来，该技术着重于反复锻造，在不挥发碳的情况下实现钢的生产。而欧洲的发展则是在15世纪进展迅速，尤其是芬尼工艺的出现，开始了高品质钢的生产。
随着时代的推移，Bessemer过程将钢的生产时间缩短至半小时，显著提高了生产效率。
现代钢铁生产的步骤
现代钢铁生产主要包括三个步骤：初级、次级和三级。初级钢铁生产以高温熔融钢铁为主，次级过程增加合金剂以达到钢的特定性能，三级过程则是将熔融金属铸造成钢材的最终形状。
基本氧气钢铁生产
基本氧气钢铁生产过程中，熔融的生铁被注入纯氧，以氧化部分碳，转化为钢。这个过程自1948年以来得到扩展，并迅速取代了传统的开放式炉子。
电弧炉工艺
电弧炉作为另一种钢铁生产技术，主要通过废钢铁或直接还原铁的熔化来生产钢材。电弧炉能够精确地控制添加的合金元素，从而生产出各种类别的钢。
钢铁行业碳排放的挑战
根据2021年的数据，钢铁生产占全球二氧化碳排放的11%。这一行业面临着重大的减排压力。研究与发展的重点转向了使用绿氢来取代传统化石燃料的方法，目的是实现钢铁的无碳生产。
未来的钢铁生产是否能够完全脱离对化石燃料的依赖，成为可持续发展的标杆？
全球性的行业应对策略
在全球范围内，包括澳大利亚和欧洲在内的多个地区正在进行研究和项目，以期通过使用绿色氢气生产“绿色钢铁”。这些新技术的推广，有助于显著降低钢铁生产的碳足迹，并在全球气候行动中发挥重要作用。
当钢铁行业面临如此巨大的挑战和机遇时，我们是否能找到持平经济与环保间的解决方案？
