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| 贝塞麦 | |
|---|---|
| 出生 | 1813年 |
| 逝世 | 1898年 |
| 国籍 | 英国 |
| 职业 | 英国冶金学家 |
| 知名作品 |
《论不用燃料炼制可锻铁和钢》 《可锻铁和钢炼制》 《贝塞麦转炉早起形式》 《可锻铁板或钢板直接连续铸造》 |
贝塞麦(公元1813-1898年)，英国冶金学家。20岁发明邮票印刷的新方法。后来全力进行炼钢法的研究，发现将融化的生铁放进转炉内，吹入高压空气，便可燃烧掉生铁所含的硅、锰、磷、碳，而炼成钢。这是首创大量产钢的方法。此后，欧洲、美洲都引进了这一先进方法，[1]
个人概述
贝塞麦(BessemerSirHery1813-1898年)，又译贝色麦。英国发明家和工程师，转炉炼钢法的发明人之一。1813年1月19日生于哈福德郡的查尔顿;自幼在其父开办的铸造作坊中工作，熟悉金属加工与制造;后在伦敦学习机械设计。贝塞麦最初的发明是铸造金属工艺品的技术等，并曾改进印刷机用模和油漆用的代金黄铜粉。1830年在伦敦经商，销售金属艺术品。不到20岁，他发明了一种新的冲压法，英国政府很快便采用，但未给年轻的贝塞麦什么奖赏。从那以后，贝塞麦就比较小心地寻求专利保护。1840年开始原始手工方法生产铜粉、金色颜料等。19世纪50年代，他注意到在设有鼓风设备的炉中熔化铁时，空气可除去铁水中的碳，炼出熟铁或低碳钢，于是采用风管吹炼坩埚中的铁水，后发展成为贝塞麦转炉炼钢，1856年获得专利。 开始应用时，发现用含硫、磷多的生铁作原料，炼出的钢有冷脆和热脆现象，推广使用受到限制。后经马希特(R.Mushet)提出:钢水中加镜铁(含锰量较低的锰铁)以除硫，才进一步完善(见马希特父子)。贝塞麦法的诞生标志着早期 工业革命的"铁时代"向"钢时代"的演变。这在冶金发展史上具有划时代的意义。贝塞麦曾任英国钢铁学会主席(1871~1873)，1879年当选为英国皇家学会会员，同年被授予爵位。[2]
发明酸性底吹转炉炼钢法，闻名世界。这是最早的大规模炼钢方法，称为贝塞麦法。对当时钢的生产起一定促进作用。还发明冲孔模，研制出排字机和印刷报的油墨机，设计了远洋航轮巨型客舱，改进电话机等。
乡村童年
贝塞麦之名听起来不象是英国人，这与贝塞麦的家庭有直接关系。贝塞麦之父虽然生在伦敦城中，但在11岁时随父母定居荷兰，后来成为荷兰的注册机械工程师，参与建造了荷兰第一台蒸汽机;21岁时又移居到法国巴黎，26岁时因在显微镜的改进方面的重大贡献而成为科学院的院士。法国大革命期间，贝父被迫返回英国，凭借其在印染和金银首饰制造方面的技艺在伦敦开始了新的奋斗。不久传来拿破仑即将入侵英国消息，已经把全部家当丢在法国的贝父决定在英国寻找一个安全的避难所，最终选定了赫特福德郡查尔顿村。1813年1月19日，贝塞麦就降生在查尔顿村。贝父早在法国巴黎造币厂时就掌握了一手制造字模的绝技，闲不住的他很快就和伦敦著名的字模生产商亨利·卡斯隆建立了密切的关系，并在查尔顿村建立了字模铸造厂。卡斯隆成了贝塞麦家的常客，顺理成章地作了贝塞麦的教父，于是贝塞麦又有了"亨利"一名。 贝塞麦童年时代最崇拜的英雄是法国人盖达尔。这位画家和物理学家于19世纪30年代发明了世界上第一个成功的摄影方法--盖达尔照相法，在世界上引起了很大的轰动，盖达尔也成了发明家的代称，许多行业都在呼唤着新的盖达尔。这些情形给小亨利极深的印象，他梦想着将来也像盖达尔那样成为伟大的发明家。在父亲的字模铸造厂里，贝塞麦对机械和金属产生了浓厚的兴趣。每天放学之后，贝塞麦就急匆匆地赶回家中，在父亲的工厂中鼓捣各种机器。作为第一步的奖励，父亲给他买了一台伦敦名牌厂家出产的小型精美旋床。在这台旋床和老虎钳旁摸爬滚了大约一两年之后，贝塞麦终于获得父亲的允许，可以按照自己的想法设计各种各样的字模。这期间，贝塞麦取得了平生第一个发明，制成了一台烧制小型砖模的机器。贝塞麦还用制造字模的低熔点合金铸造了车轮、滑轮等各种机件模型。人们经常在傍晚看到贝塞麦在心爱的小狗配伴下，专心致志地坐在路边用黄泥捏制各种的模型，而一两天之后这些泥制的物件就会变成金属铸造品。小贝塞麦已经表现出非凡机械技能和创造力，村子里的人们很快就慷慨地用"亨利大师"来称呼他。在上学的路上，孩子们会怀着敬仰的心情给贝塞麦让路，大人们经常疼爱地问候一声"早上好，[3]。?
亨利大师的好奇心甚大。他父亲生产的字模使用寿命比其它厂家的字模长的多，其奥妙一直是贝塞麦所欲探查的。工厂中每两个月开炉一回以炼制字模合金，为保密起见从不让不相干者参观。不过这难不倒贝塞麦，每当开炉之际，亨利大师总有办法钻进车间藏在某个角落里，仔细观看大块金属锑被破碎和铅一起投入炉中的熔炼过程。飞溅的火花，生腾的烟气，常呛得贝塞麦咳嗽不止，大师因此被发现而遭驱逐。多次探查之后，贝塞麦终于发现熔炼过程中加入了少量锡和铜是其父生产的字模寿命较长的原因。金属中是否含有某些其它成分会造成金属性质的显著不同的事实，[4]。?
亨利大师不仅对金属感兴趣，对机械学更是情有独钟。除了父亲的工厂，村里还有几处贝塞麦留恋的地方。如果在父亲的工厂中见不着他，那么在村子另一头的四座磨房中的某一座中准会发现贝塞麦。亨利大师经常一连几个小时不动窝地在观看水轮运转，琢磨着各个部件的机械原理，直到被家人找到为止。?
初到伦敦
1830年，17岁的贝塞麦已经长成1.8m多高的小伙子，充满了青春活力，尤其乐观自信。在他眼里，任何事情只要下定决心去做，就会取得成功，前途是一片光明。就在这时，贝父决定重返伦敦，当年3月4日，贝塞麦到了伦敦。当时的伦敦号称世界之都，大厦林立，车水马龙，名流汇集，繁盛无比，这里的一切在乡村长大的贝塞麦眼中简直就是神话中的阿拉伯之夜。一个全新的世界展现在面前，年轻的贝塞麦必须在这个新世界中找到自己的位置，掌握自己的命运。? 初抵伦敦的第一周，贝塞麦凭其特有的好奇心和充沛精力，靠双脚转遍了全城的大街小巷。几乎在街道的每个拐角处，贝塞麦都会发现前所未闻的事物。建设中的大厦，修理中的码头，喧闹的广场，寂静的教堂，都留下了贝寒麦探询的身影。早出晚归的第一周很快就过去了，而未知的事物永远是无穷无尽的，贝塞麦第一次生产了失落感。在伦敦的茫茫人海中，贝塞麦感到了孤独，没有人知道他，没有人对他笑脸相迎，没有人给他让路，再也没有人由衷地问候他"早上好，亨利大师"，他在查尔顿村所享有的礼遇一去不复返了。怎样才能为人所知，获得社会的承认，赢得人们敬慕的笑脸，这些念头一度占据了贝塞麦的大脑，令其伤感至极，思乡之情不尽油然而生。贝塞麦的这种心理上的失落感，同样会出现在20世界90年代那些刚刚考入大学的乡村才子身上。在紧张繁重的学习压力和同龄人集体生活的环境下，这种失落感会被较快地克服。贝塞麦当时既无学业相压，也无同龄人相伴，孤独的他着实花费了不少的努力才改变了自己的心态。?
伦敦成功人士的个人奋斗经历对贝塞麦的心态转变起了很大的影响。贝塞麦没有受过的高等教育，也没有正规的职业培训，但有金属和机械领域的实际经验和强烈兴趣，并已经显示出在这些方面的卓越才能。一番自我解剖之后，贝塞麦决定扬长避短，走金属和机械方面的发明之路。这一决定对于他日后成为[5]
从事艺术铸造到伦敦不久，偶然遇见的一个意大利人向贝塞麦展示了许多石膏勋章、徽章。贝塞麦一下子就被那些精美的艺术品吸引住了，便买了不少件，并把它们统统范铸成金属胎。他不满足仅仅铸造平面的艺术品，便试验那些复杂的立体物品，如植物和动物。他把被复制物裹在范泥中在高温下焙烧，有机质构成的被复制物被烧掉而留下型腔，浇入金属，清除铸范，即可获得铸造成品。但是，象玫瑰花等薄片类物品，在清除范土时经常遭到损坏。
他绞尽脑筋进行试验，一个使用石灰石做范泥的念头猛然闪现在贝塞麦的脑中。石灰石粉末制成的泥范，在高温焙烧时发生化学变化，碳酸钙转变成为氧化钙。浇铸金属后，把铸范浸入水中，氧化钙和水发生放热反应而膨胀脱落，从而彻底解决了范泥清除困难的问题。用这一方法铸出产品质量极佳，花朵的纹脉清晰可见，就连细如针尖的花蕊也毫无损伤。在当时，要想把植物标本以其自然状态保存下来是不可能的。植物学家们只满足于以画笔来描绘图谱。贝塞麦认为，使用他发明的精密铸造方法，就可以选择适当尺寸的植物标本制成铸范。需要时只要把铸范焙烧，浇铸成型，[6]
发明背景
在十九世纪五十年代初的克里米亚战争(英法联军对俄国之战)时期，贝塞麦集中精力从事于发明一种新型来福式射弹，它可以在飞行的同时自身旋转，因而可以保持一个更为稳定的弹道。大炮上装用这种炮弹，可以发射得更远更准确。英国陆军部很保守，对他的发明不感兴趣，于是贝塞麦拿着他的发明找英国的盟友法军(贝塞麦是法国人的后裔，他父亲是在法国革命爆发时移发到英国的)。 拿破轮三世对他的试验很感兴趣，并鼓励他做试验。然而他的这个炮弹头必须要在大炮内装得很紧，否则火药产生的膨胀气体会从这个弹头旁边漏过去，使弹头失去了使它旋转的力量。一个法国大炮专家嘲笑的指出，大炮内必须要有较大的压力，这就很可能使这个武器-，没有杀伤敌人，反倒毁来了使用武器的人。贝塞麦感到他的批评是正确的，于是着手研制一种有足够强度的铁，用来制造威力巨大的大炮。显然，他所需要的正是钢。但是钢在当时极为昂贵，<re>实际上成了一种珍贵金属。</ref>
从炼铁炉炼出的铁是"生铁"，含碳很高。这种铁极硬但很脆。生铁中的碳，费很大力气排出后则形成一种可说是纯的"熟铁"。这是一种韧性铁(一点也不脆)，可以把它锻打成任何形状，但是它很软。含碳量介于熟铁和生铁之间的钢，既坚硬又有韧性。炼钢所遇到的困难是，需得先将生铁变成熟铁，然后再往其中加入适量的碳。
发明过程
贝塞麦思考了将生铁变成熟铁的方法。为了炼出熟铁，他把经过仔细称量的铁矿石加进生铁中，再将此混合物加热至熔融状，此时铁矿石中的氧原子则与生铁中的碳原子化合而生成一氧化碳，此气体逸出而被烧掉，留下的就是纯铁。除了利用铁矿石(其主要成分为氧化铁)，还有没有别的加氧方法把碳烧掉呢?为什么不能利用鼓风直接通氧呢?一些反对的意见认为冷空气会使铁水冷却、凝固，从而使整个冶炼过程停止。
贝塞麦不听这些，坚持做了试验，他发现事实和他们的意见正好相反。鼓入的空气将碳烧掉，燃烧的热不仅可以保持铁呈熔融状，而且确实提高了铁水的温度，因而不需要外界的燃料。贝塞麦发现把冶炼过程进行到适当的时候就停下来，钢就炼好了，用不着经过熟铁阶段，也用不着花钱买燃料，而只需要用他从前做实验用的费用的一部分即可炼出钢来。
1856年他宣布了他的这一发现。一些炼铁者表现出很高的热情，并投资营造"鼓风炉"，不幸事情出了漏子，他们炼出的钢质量很差。贝塞麦遭到了痛斥，说他是骗子。于是他重新进行了试验。
原来，在他的最初试验中，用的是不含磷的矿石，但那些炼铁者用的是含磷的矿石。矿石如果含磷，贝塞麦的方法就不能用。贝塞麦声明了这点，但炼铁者怕再上当，没有听他的。因此，贝塞麦借来了钱，于1860年在谢菲尔德建立起他自己的炼钢厂。他从瑞典进口了不含磷的铁矿石，开始以竞争价格的十分之一出售他的优质钢，没有几年他富裕起来，使那些炼铁者看到了他的论点的力量。
1879年他被接纳为英国皇家学会会员，就在那年，他提醒英国政府，他们在沿用他发明的那种冲压法而未付酬劳。英国政府未付给他什么报酬，只是通过授予他爵位而承认他的提醒是合理的。以贝塞麦和他的一些后继人(如西门子，他进一步改进了炼钢过程)为起点，开始了生产廉价钢的。喧就意味着远洋巨轮、钢骨架的摩天大厦、巨型吊桥的到来。贝塞麦并没有发明钢，但他却使得每个人都用上了钢。后来，还有圣克莱尔·德维尔也仿效贝塞麦那样，展开了一系列的试验活动，其目的在于生产出一种与钢性质量为接近而具有竞争力的金属。
发明遭遇
英国发明家贝塞麦写道:"我的发明是:如果把空气或氧气吹到足够数量的铁水中，那么它会引起液态金属的强烈燃烧，并维持和升高温度，使金属在不用燃料的情况下保持液态，并除去碳(部分)和磷、硫，把铁变成钢……"他按着这一原理，自己进行了第一次实验。这次小型的实验是完全成功的，他高兴极了。
为了把实验扩展到可进行工业生产的规模，他接着又设计了一台1米多高、内部衬有耐火砖的转炉，并附加了一台强力鼓风机。他反复地检查着自己创造的梨形怪物，认为"转炉的容积和高度好像是足够的"。他左看右看，觉得"看起来不会有什么问题"，他估计"除了热的气体和不多的火星儿之外，不会有什么东西从转炉里飞出来……"于是，他打开了鼓风机!铁水温度果然像他想象的那样，逐渐升了上来。
"如果成功了，就将是一项世界新发明……"他满怀希望地想着，欣赏着自己的这一梨形杰作，连震耳欲聋的鼓风机噪声都似乎变成了悦耳的提琴曲。但是，当鼓风操作进入第10分钟以后，这"乐章"就"跑调"了。从转炉中喷出的火星开始超出他的想象，众多的大火星接连夺口而出，使他的杰作变成了一个危险的火的喷泉。
他开始想到逃跑，但已经来不及了――那喷火的喷泉边喷边发出闷哑的"砰砰"声，火柱形状也已与炉口一般粗大。这真像外祖父讲过的维苏威火山爆发!贝塞麦边想着死去多年的外祖父，边蜷缩在角落里看着。他明白，这时候是什么事情都可能发生的，无论是转炉爆炸还是铁水淋头，哪样都会使他遭到灭顶之灾!他心里祈祷着:上帝啊，该不会让我在这近2000度的高温中变成烧鸡吧?
好像过了好久好久，火山渐渐熄灭下来，刚才那些想想也使他发抖的事，竟一件也没有发生。贝塞麦很快投入了新的研究，他不断改进自己的杰作，终于发明了以他名字命名的炼钢转炉，使世界炼钢史，翻开了新的一页。
转炉炼钢
转炉，现代炼钢最重要的设备之一，其炉体的两旁有横轴，生产操作时用机械倾动设备使炉体围绕着横轴转动，针对这种特点人们称之为转炉。最早的转炉是英国发明家亨利·贝塞麦(HenryBessemer)发明的，直接导致他寻找新炼钢方法的契机是军备和战争的需要。1854年底，在阿萨斯诺靶场试射贝塞麦研制的新型炮弹时，军官们担心:用生铁铸造的旧炮发射这种新型炮弹，它是否承受得了炮弹的爆炸力，贝塞麦回忆说:"这是导致他考虑去寻找新炼钢方法的一个火花。"
在当时，随着工业革命的胜利，工场手工业转向了机器大工业。机器的大量发明和广泛使用，使钢铁成了最基本的工业材料。从前的炼钢方法已经不能满足工业和技术发展的急需，寻找新炼钢法最早获得成就的是美国的威廉·凯利(WilliamKelly)19世纪40年代末他在自己开办的工厂里发现，精炼生铁时，少加一些木炭，多往炉内鼓进些空气，能使炉温升高。此法不仅节约了木炭，而且可以把铁炼成钢。1851年凯利建成了新的炼钢炉，但他严格保密，不向外公布，因此使得贝塞麦成为了最先公布转炉炼钢法的发明家。
1855年贝塞麦设计了一个炉子，高约1.22米，系固定式的垂直容器，下部有6个风口，可加入熔融生铁约350公斤。试验时人们对此表示极大的怀疑。就连参加实验的工匠们都警告他说，不加焦炭光吹空气，会使铁水在炉中凝固。但是，从炉底鼓进空气后，情况出人意料。首先将铁水中的锰和硅氧化，形成褐色烟雾逸出，在这期间，铁水中的碳也被氧化成二氧化碳。炉温从倒入铁水时的135℃大约上升到1600℃，反应非常剧烈，像火山爆发一样。整个过程约30分钟，不需要任何燃料，就可以炼一炉钢。接着，他将炼钢炉从固定式结构改为可向一侧倾倒，以使炼好的钢水易于倒出。这样，炼钢炉成为可转动的炉子，即转炉。1857年贝塞麦取得了这项发明的专利。
转炉改进
氧气顶吹转炉(与贝塞麦发明的底部吹空气的转炉稍有不同)。转炉炼钢三阶段:1、装料;2、.吹入氧气熔炼;3、出钢。 贝塞麦的发明，引起世界各国的兴趣，纷纷申请采用该法生产的专利。但是很快就出现了问题，不少钢铁企业用此法炼出的钢太脆，一击就碎，原因是矿石中含磷较高。而贝塞麦实验用的矿石恰巧含磷较低。贝塞麦花了很大精力试图解决这一问题，但未能取得成效，此法只限于吹炼含磷少的生铁。
磷的问题是20多年后由英国人托马斯解决的。他发现石灰石能使铁水脱磷，但必须把贝塞麦转炉原先的酸性硅酸质炉衬改为碱性炉衬。1877年托马斯利用一个星期天的时间在南威尔炼钢厂进行了实验，用碱性耐火砖砌衬，在转炉冶炼过程中与鼓风的同时添加石灰石使炉渣成为高碱性，结果炼出了脱磷的钢，获得了成功。
第二次世界大战后，不少国家开始实验用纯氧代替空气炼钢。1948年奥地利首先取得了技术突破。此法是把生铁水与废钢混合，倒入转炉中，然后吹氧，将碳与杂质迅速烧掉。用这种方法炼出的钢，质量可与平炉炼出的钢相媲美，所需时间却只有平炉的十分之一。直至今天，转炉炼钢法仍是最重要的炼钢方法之一。
国际钢铁协会(IISI)2006年1月18日公布了2005年全世界粗钢产量。2005年世界粗钢产量增长了5.9%，总量达到11.294亿吨。中国的粗钢产量达到3.494亿吨，增长率为24.6%。从贝塞麦转炉炼钢法的推出至今短短一百五十年，世界炼钢能有如此惊人的产量，确是一件令人感慨的事。
炼铁方法
将铁练成钢主要用两种方法:一种叫贝塞麦法，一种叫平炉炼钢法。
贝塞麦法
贝塞麦于1856年将以他的名字命名的炼钢法首次宣告于众。在贝塞麦法中，通过向铁水吹风，将铁中杂质烧掉。空气中的氧和部分铁结合产生"氧化铁"。氧化铁又将硅、锰氧化，生成的物质和氧化铁一起形成炉渣。氧化铁还和碳化合，产生一氧化碳和二氧化碳煤气。这就是为什么说这种方法叫氧化法的。硅、锰、碳都被氧化了。这些杂质变成炉渣或煤气时，就可使之与铁分离。倒出来的金属就是钢。
贝塞麦法用的炉子叫转炉。炉子的外壳由钢板制成。里面衬有一层耐火砖。转炉向一边倾斜，熔铁从顶部倒进去。然后再将转炉竖起。空气从转炉底部的风眼中吹进。这叫"吹炼。空气压进铁水。氧化过程开始。氧化过程产生热。温度从开始的1300℃上升到后来的1600℃。不从外部加热。
(贝塞表当时还不知道怎样从铁里除磷.磷是钢中的一种杂质。1878年，石灰石和熔铁第一次一起倒进转妒顶部，耐火砖炉衬也参进了白云石。石灰石、白云石与磷化合变成炉渣。正如你在前面已经读到的，在钢水流进钢水桶之前，熔渣就已从转炉倒出。)
在转炉里冶炼时.所有的碳都从铁中清除。但是钢里没有一点碳，就太脆了，不好用。而且在转炉中冶炼时，钢中已形成了一些氧化物和气休。这些东西必须除去。为了在钢中加进必要数量的碳，除去不需要的氧化物和气体，人们在钢水从转炉倒进钢水桶时，放进一些铁铝合金。
平炉法
在贝塞麦法炼钢中，大量的热能被浪费掉了。它被白白烧掉，在贝塞麦转炉顶部形成很高的火焰。贝塞麦转炉开始使用不久，名叫西门子的两兄弟发现了一种节的炼钢热能的方法。这种热能在炼钢过程中可重新利用。这种方法叫平炉法。
铁和废钢装进平炉。用的燃料是煤气和热空气。它们从进气口进入平炉一侧。煤气和热空气在炉膛上部结合，猛烈燃烧，生成一种热煤气。热煤气从炉子另一侧的口子导出炉外，并导入另一对加热室，室内砌满了空心方格式的砖堆。热煤气加热砖块。当砖块温度升得很高时，煤气和空气流动方向倒转过来。煤气和热空气通过已被加热了的砖室导入平炉，热煤气则从平炉引出，去加热另一对格子砖室。
因此，当煤气和空气进入平炉时.它们的温度已经很高了。热煤气并末浪费。它被重新利用。用它加热砖室，然后将煤气和空气引入通过这些砖室。
金属文明
人类在使用金属以前，很早就懂得种植粮食。饲养动物，建造房子，造作盆罐和磨制石器。金属加工并不是人类所熟悉的第一项工艺。但了解金属，使用金属，对形成我们现代的物质文明极为重要。
首先使用金属的人认识到，金属是一种光亮坚硬的物质，易于制成各种有用的形状。所有金属看来都很重，例如铁，它几乎有花岗石三倍那样重。要是一个金属工匠同时又是一个猎人，或是一个战士的话，他对于金属武器的锋利和耐用定会感到满意。制作木、石器物的工匠发现，金属切削工具使他们的工作省力。人类学会了取火，后来又学会了建造冶金炉，炉温高到能够熔化他们使用的各种金属。他们发现熔化的金属能倒进石头或陶土的模孔里，凝成固体。于是金属就会变成和模孔一样的形状。金属的这种液化成型的程序叫浇铸。
人们学会将一些金属混合制成合金。这种合金有时比用来合成它的金属更为坚硬。很可能最早制成的合金是青铜。这种青铜是在铜内加进约十分之一的锡制成的。锡的分量加大，青铜的硬度也加大。如果用的锡少，青铜的硬度减小。所以人们炼制青铜时根据用途加进不同分量的锡。来到不列颠的罗马人常用铁和青铜制造武器、工具和农具矛用铜作器皿和装饰品，用铅作水管，澡盆和棺椁，用锡和金银作装饰品，用银、黄铜、青铜铸造钱币。人们称金、银为"贵金属"，因为金银长时间放在空气中不会失去光泽，经过多次熔炼也不会减轻多少重量。所以常用这两种金属制造珍宝饰物，铸造钱币。它们成为财富的计量单位。人们聚积金、银使自己变富。他们不用这种"贵金属"去制作其它东西。他们把所有用来制作器物的其他金属称做"贱金属"。这些践金属包括锡、铅、铜，铁。
所有金属都有一些相似之处。有些人以为他们能将一种金属变为另外一种金属。为了致富，他们想将贱金属变为贵金属.他们做了许多试验，试图改变金属。这种人叫做"炼金术士"。他们把自己的试验称为"炼金术学，。不过这些试验都失败了，但是冶金工人进行了许多成功的试验。他们学会了怎样把矿石和木炭一起放在火里或炉子里熔炼，使矿石变为金属。他们找出了哪种矿石可以熔炼，要经过多少工序才能把它们变成金属。后来，人们又学会了怎样建造炉型更大、效率更高的冶金炉，炼出更多的金属。200年前英国每年铁的总产量只有17,000吨。120年前，年产达到600,000吨。到1952年.总产量超过一千万吨。
1856年，一个叫亨利·贝塞麦的人把他所发现的关于怎样把大量的生铁炼成钢的一种方法告诉人们。不久，又一个叫查尔斯·西门子的人发现了另一种好的炼钢方法。钢在建造桥梁、铁轨、船只、枪炮上特别有用，后来在汽车生产上也特别有用。金属冶炼技术发展成为一门科学，叫冶金学。1861年，索比教授开始用显微镜考察金属，开创了冶金学的一个分支-金相学。索比教授研究金属的性能，研究他们的熔点、强度和硬度。一种叫做铝的新的轻金属被发现了。人们在钢里掺进一些镍，形成一种合金钢，它在许多方面比普通钢更好。
过去，人们生活在石器时代，青铜时代，或铁器时代，这些时代是根据当时所用的一种新的材料命名的。今天，我们使用着多种不同类型的材料。冶金学家就是决定什么材抖最适合于做什么用的科学家。我们的时代可以称为"早期科学时代"。[7]