Передвижение поршня под давлением воды наклоняло конвертор в ту или иную сторону.
Бессемер вообще широко применял гидравлику в своем оборудовании.
Бессемеровская установка 60-х годов в Шеффильде (вид сбоку). A — воздушная камера; B — фурмы с соплами; C — разливочный ковш; D — гидравлический кран.
Разливочный ковш, куда из конвертора выпускался готовый металл и откуда он разливался по изложницам, был укреплен на одном конце рычага гидравлического крана, а на другом конце был установлен подвижный противовес. При помощи такого устройства ковш мог вращаться по окружности и устанавливаться на различной высоте. (См. прилагаемые рисунки).
Зародыш этой конструкции можно видеть уже в первом приспособлении для отливки стальных слитков — изложницы с поднимающимся дном, — которое Бессемер установил еще в 1857 году на Бакстер Стрит.
Это устройство с расположенными друг против друга двумя конверторами с разливочным ковшом, вращающимся над круглой, так называемой, литейной ямой и с расставленными по ее окружности изложницами, надолго осталось классическим. Оно стало непригодным когда увеличилась емкость конверторов, когда увеличился вес слитков, когда повысилась производительность и когда процесс повели так быстро, что металл не успевал застывать в изложницах к тому моменту, когда их надо было уже убирать, чтобы ставить на их место новые для следующей отливки. Ковш стали ставить на подвижную платформу и вести разливку, продвигая его над расставленными по прямой линии изложницами. (Иногда разливка стала производиться даже в другом помещении.) Или же наоборот, ковш оставался неподвижным, а под ним стали продвигать поезд вагонеток (платформ) с поставленными на них изложницами. Но все это было уже разработано значительно позже, отчасти уже после смерти Бессемера.
Бессемеровская установка 60-х годов в Шеффильде (план). A — шестерня на оси конвертора; B — зубчатая рейка; C — гидравлический цилиндр; D — изложницы.
В начале шестидесятых годов Бессемером был предложен еще ряд усовершенствований, — некоторые из них явились зародышами позднейшей техники бессемерования. Особенно большое значение получила в дальнейшем идея делать днища конверторов отъемными так, чтобы их легко и быстро можно было бы сменять. Патент на это изобретение Бессемер взял 13 января 1863 года.
Дело в том, что во время процесса скорее всего прогорают днища и их футеровку особенно часто приходится менять. Много времени при старой конструкции уходило на ожидание, пока конвертор не остынет настолько, чтобы можно было бы для ремонта забраться внутрь его. Да и человеческих сил нехватало, чтобы высидеть там в темноте и жаре дольше нескольких минут. Бессемер предлагает воздушную камеру вместе с днищем ставить на опускаемую и подымаемую гидравлическим прессом тележку так, чтобы их легко можно было бы увозить и на место испорченного днища ставить новое.
Эта идея была впоследствии разработана американцами и только благодаря этому усовершенствованию стал технически возможен так называемый «непрерывный» процесс.
В эти же годы одновременно с работой над усовершенствованием механического оборудования, Бессемер заканчивает и ставит в производственном масштабе усовершенствование и химической стороны процесса: введение марганца в сплав.
Зеркальный чугун, предложенный Мэшетом, применявшийся и Бессемером для «раскисления» металла обладал очень крупным недостатком. Он содержал слишком мало марганца и много углерода. Когда дело шло о выработке довольно твердых, более углеродистых сортов стали, то в этом большой беды не было, но когда надо было вырабатывать мягкий, а следовательно, мало углеродистый металл, например для котельных листов, то тут зеркальный чугун совершенно не годился: вводя при его помощи достаточное количество марганца, одновременно вводили слишком много углерода.
Надо было найти такой марганцовистый сплав, где процент марганца был бы выше, чем в зеркальном чугуне. Таким материалом оказался так называемый «франклинит» — цинково-железная руда с большим содержанием марганца, добываемая в Америке. По выделении из нее цинка в отходе содержалось до 11 % марганца, тогда как в зеркальном чугуне его было всего 8 %. Но и франклинит все же был лишь паллиативом.
Очень рано, может быть еще в 1856 или 1857 годах, как только выяснилось важное значение марганца для процесса Бессемер поставил себе «задачей получить искусственную железо-марганцовую руду». Сохранились любопытные записи в его записных книжках об этих первых опытах получения «искусственной руды». Они долго не удавались. Температура печи была слишком низка. Бессемер пользовался своей медеплавильной печью на Бакстер Стрит. Но долгий опыт с медными сплавами навел его на мысль восстанавливать, т. е. освобождать от кислорода окислы марганца одновременно с окислами железа, вместе с тем сплавляя оба эти металла. В этих условиях процесс шел при значительно более низкой температуре.
Дальнейшую разработку этого вопроса в те трудные и напряженные годы пришлось на время отложить. Продолжали пока перебиваться с франклинитом. Летом 1858 года Бессемер ездил на крайний запад Англии в богатый оловом Корнуэльс обследовать местные залежи марганцовых руд. Они не оказались достаточно богатыми, а корнуэльское бездорожье ставило почти непреодолимые препятствия к их разработке. Все это предприятие оказывалось настолько сложным и дорогим, что не было ни времени, ни сил приниматься за него.
Так дело тянулось до 1862 года, когда Бессемер узнал, что большие количества окислов марганца получаются на одном шотландском химическом заводе — Тэннант и К°, в Глазгоу, как отход при выработке хлора и белильной извести.
В Глазгоу у Бессемера оказались приятели и контрагенты, которые обещали познакомить его с Тэннантами.
По приезде Бессемера в Глазгоу выяснилось, что разговаривать ему с Тэннантами незачем, а что лучше переговорить с их химиком — некоим Гендерсоном. Ознакомившись с идеей Бессемера вырабатывать «искусственную руду, богатую марганцем», Гендерсон взялся приготовить такой сплав. Ему и было предоставлено все это дело. «Мне было некогда, — пишет Бессемер, — да и не было желания заниматься еще и этим производством и делать из него статью дохода. Мне нужно было только одно, чтобы меня и моих контрагентов, которые конечно стали бы крупными покупателями, снабжали бы сплавом марганца с железом с содержанием марганца не ниже 50 процентов».
В 1863 году Гендерсон взял патент на производство ферромангана, как стали называть этот сплав, который ему удалось получить с содержанием марганца в 20–25 процентов.
