千百年來，木炭作為煉鐵所用的主要燃料之一，在工業(yè)革命前，基本滿足了需求。工業(yè)革命后，隨著鋼鐵需求量大增，迫切需要提高鋼鐵產(chǎn)量，木炭作燃料已“力不從心”。這時，人們開始嘗試用挖掘生產(chǎn)出的煤炭來代替木炭。
“第一個吃螃蟹的人”是英國人杜德利。他20歲便掌管家族三家鐵廠、一座煉鐵爐和兩座鍛造爐。他試著用煤代替木炭煉鐵，然而多年未果。究其原因，煤塊含硫量高且雜質(zhì)多，直接燃燒煉鐵會導致生鐵的熱脆性增加，使之無法成形。
幾十年后，英國企業(yè)家亞伯拉罕?達比在試驗中找出了焦炭煉鐵的關鍵技術問題。他發(fā)現(xiàn)，焦炭不如木炭那么容易燃燒，如果不改進鼓風設施以獲得更充足的空氣，煉鐵質(zhì)量就無法過關。于是，他對高爐內(nèi)徑作了改造，使之適應焦炭煉鐵的要求，并為高爐安裝一套新的鼓風設施。經(jīng)歷無數(shù)次試錯，達比終于在1709年用焦炭成功煉出第一批生鐵。
到1717年達比臨終前，他發(fā)明的焦炭煉鐵工藝已趨于成熟。1735年，焦炭煉鐵技術逐漸在英國大面積推廣，開啟了煉鐵業(yè)革命新紀元，徹底擺脫了對木炭的依賴，年產(chǎn)鐵量大幅提升。
隨著鐵制品的普及，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，以當時技術煉出來的鐵存在很多缺點：可塑性差，脆而軟，不能很好地滿足工業(yè)所需。這種情況下，人們又開始了新的探索。
英國人貝斯麥在一次試驗中，想增強煉鐵爐的鼓風，以加大火力使爐料熔化，發(fā)現(xiàn)一些固態(tài)鑄鐵塊暴露在過?？諝庵蟹炊芰ⅠR脫碳。這一現(xiàn)象啟發(fā)了貝斯麥，他決定嘗試在沒有爐火的情況下向鐵水內(nèi)鼓風，想看看會有什么結果。不經(jīng)意間，世上第一座“貝斯麥轉爐”誕生了。
這是一個固定的沒有熱源的耐火容器，鐵水從側面一個槽內(nèi)注入容器下部，風嘴在鐵水底部。當空氣鼓入后，鐵水沸騰起來，其強烈程度令貝斯麥大為吃驚。沸騰平息后，把鐵水注入錠模進行冷卻，測試發(fā)現(xiàn)，生鐵已變成低碳鋼。這讓貝斯麥大喜過望。于是，他把所有煉鐵爐都做成可煉5噸鋼的可傾式轉爐，還能方便將煉好的鋼水倒出來。這成為比一般平爐煉鋼技高一籌的革命性發(fā)明。
當然，“貝斯麥轉爐”問世之初，并非完美，不少鋼鐵企業(yè)用此法煉出的鋼太脆，一擊就碎。原因是當時的礦石大部分含磷較高，而貝斯麥試驗用的礦石恰巧含磷較低。貝斯麥花了很大精力試圖解決這一問題，但未能取得成效。
直到1877年，英國人托馬斯發(fā)現(xiàn)，當使用堿性耐火磚砌襯時，在轉爐冶煉過程中使爐渣成為高堿性，可為鐵礦石脫磷，最終煉出了脫磷鋼。人們將這一冶煉方法稱作“貝斯麥—托馬斯法”。
可以說，鋼鐵在漫漫的煉成之路上歷盡艱辛，轉爐煉鋼也是在歷史的滔滔長河中“鐵杵磨成針”。各國發(fā)明家對其不斷改進完善，最終使鋼鐵實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，人類跨入前所未有的鋼鐵時代。