転炉
ベッセマー転炉とは、1856年、イギリスの技術者ヘンリー・ベッセマーが発明した世界初の転炉である。革命的な製鋼法であり、この転炉を使った製鋼法を「ベッセマー法」という。ベッセマー転炉の基本的な構造は底吹転炉である。溶銑を入れる口と、溶鋼が出る口は同じである。
1856年、イギリスのチェルトナムで行われた学会で、ベッセマーは「火なしでの鍛鉄と鋼の製造」の題目で講演した。この講演で転炉は「空気を吹き込むだけで酸化熱が発生し、この熱で反応が進むので、熱の補給が必要ない炉」つまり「火を使わない炉」として絶賛された。一般的なベッセマー転炉は、25トンの銑鉄をたったの30分で鋼鉄に転換できた。これは、それまでの何十倍の効率で鋼鉄が生産できることを意味していた。ベッセマー転炉によって安価な鋼鉄が大量生産できるようになり、それまでは設計図上の世界だった鋼鉄の橋・鋼鉄の建築物(高層ビル)・高性能の鉄道レール・大型船・大規模工場などが現実的なものとなっていき、世界は「鉄の時代」から「鋼の時代」へと変わっていった。
革命的な製鋼法だったベッセマー転炉だが、欠点はあった。
Multi Refining Converter法と呼ばれるスラグの排出量を抑えた転炉操業法がある。
溶銑装入:溶けた銑鉄を取鍋(とりなべ)から転炉に注ぐ
ブロー1:溶銑の予備処理として脱炭精錬前に溶銑中の燐や珪素を除去する
中間排滓(-はいさい):燐・珪素濃度が高くなったスラグを捨てる
ブロー2:脱燐・脱珪素処理が済んだ溶銑に新たなスラグを加え、さらに燐と炭素の除去を行なう
出鋼:溶鋼だけを側面のノズルから出す
スラグ固め:最後に残った燐濃度の低いスラグを再び溶銑装入工程に使用する
ベッセマー転炉炉壁の耐火煉瓦は、酸性酸化物である珪石でできていたため不純物であるリンがどうしても除去できなかった。リンを酸化してリン酸とし、それをスラグに含ませて除去すればよいが、珪石で出来た耐火煉瓦ではリン酸を溶かし込みやすいスラグが出来なかった。石灰(塩基性)を投入すればリン酸がスラグに溶け込むが、このスラグは塩基性のため酸性酸化物の炉壁と激しく反応してしまい、転炉の耐久性を失わせた。かといって、リンを含む鋼は割れやすくて使い物にならない。そのため、ベッセマー転炉ではリンを含む鉄鉱石(燐鉱石)が使えなかった。ヨーロッパで産出される鉄鉱石のうち、燐鉱石は9割だったため、ベッセマー転炉で使用できる鉄鉱石は1割だけだった。ベッセマーが実験で使っていた鉄鉱石は、偶然にもリンがほとんど含まれていなかった。この欠点のため、依然としてパドル法は残っていた。この問題を解決したのが、22年後に現れた耐火材料に塩基性のドロマイトを用いたトーマス転炉である。
なお、アメリカで産出される鉄鉱石はリンをあまり含まない鉄鉱石だったため、アメリカではベッセマー法が積極的に採用されて鉄鋼業が飛躍的に発展していった。