黑色金属

从1500年到20世纪，冶金的发展仍然主要关注改良技术在制造中铁和钢铁。在英国，木材的逐渐枯竭首先导致禁止砍伐木材制作木炭，最终引入了从煤中提取的焦炭，作为一种更有效的燃料。此后，钢铁工业在Great迅速发展英国美国成为世界上最大的铁生产商。的坩埚的过程炼钢的方法于1740年传入英国，将棒铁和其他材料放入粘土中坩埚用焦炭火加热，产生了第一个通过熔化过程制成的可靠钢。

有一个困难锻铁炉过程对于软棒铁的生产是这样的，除非温度如果碳含量保持在较低的水平(因此产量也就较小)，就很难将碳含量保持在足够低的水平，从而使作物的产量达到金属保持韧性。这一困难是通过熔化高碳来克服的生铁从高炉在炼铁过程它于1784年在英国发明。在这个容器里，熔化是通过将热气体吹过一堆生铁和铁来完成的矿石扶着火炉炉．在生产过程中，用铁耙搅拌产品，当它失去碳而变成糊状时，它被加工成球，随后被锻造或轧制成有用的形状。这种产品后来被称为铁艺其中含有导致生铁脆性的元素，并且含有夹杂的炉渣颗粒，当金属被锻造时，炉渣颗粒会变成细长的纤维。后来，引入了使用带槽轧辊的轧机来生产熟铁棒。

19世纪最重要的发展是廉价食品的大规模生产钢．大约在1850年以前，熟铁的生产是通过混炼，钢的生产是通过坩埚熔炼是小规模的，没有显著的机械化。第一个变化是英国的威廉和弗里德里希·西门子以及法国的皮埃尔和Émile马丁发明了平炉。利用再生原理，将排出的燃烧气体用于加热下一个循环的燃气和空气，这使得在节省燃料的同时实现了高温。然后，生铁就可以在不凝固的情况下变成熔化的铁或低碳钢，可以加入废铁并熔化，铁矿石可以熔化到金属上方的矿渣中，使碳和硅相对快速地氧化——所有这些都是在一个大得多的规模上进行的。另一个重大进展是亨利酸性的过程，专利在1855年和1856年首次运行，空气通过熔化的生铁从设置的风口吹进一个梨形容器的底部，称为转炉。溶解的硅、锰和碳氧化所释放的热量足以使温度升高到摄氏温度以上熔点精炼金属(随着碳含量的降低而增加)，从而使其保持在液态．很快，贝塞麦的倾斜转炉在一小时内就能生产5吨，相比之下，50公斤(110磅)的坩埚钢要4到6小时才能生产，250公斤的铁要2小时才能生产。

平炉和贝塞麦转炉都不能去除金属中的磷，因此必须使用低磷原料。这限制了它们在磷矿石地区的使用，例如洛林Minette山脉的矿石是欧洲主要的铁来源。问题被解决了西德尼·吉尔克里斯特·托马斯他在1876年证明，由煅烧白云石组成的基本炉衬，而不是由硅质材料组成的酸性炉衬，使得使用高石灰炉渣来加热成为可能溶解生铁中磷氧化形成磷酸盐。这一原理最终应用于平炉和贝塞麦转炉。

由于现在钢铁的价格是以前的一小部分，它的使用大大增加了工程而且建设．本世纪末不久，它在几乎所有领域都取代了熟铁。然后，有了可用性电力在美国，电弧炉被引入用于制造特殊和高合金钢。下一个重要阶段是廉价氧气的引进发明用于空气液化和分馏的林德-弗兰克尔循环。的顶吹转炉过程这是奥地利不久后发明的二战期间该公司使用从吨级制氧厂以气体形式供应的氧气，以超音速吹入转炉内的铁水顶部船．随着贝塞麦/托马斯工艺的最终发展，氧气吹制在批量钢铁生产中得到普遍应用。