在美國(guó)努力奔向制造業(yè)一流強(qiáng)國(guó)的征途中，埃德加·湯姆森鋼廠只是最顯眼的高速公路建造者之一。當(dāng)然，卡內(nèi)基在鋼鐵業(yè)充當(dāng)先鋒并不是要為收養(yǎng)他的國(guó)家奉上一份禮物。這個(gè)鋼廠幾乎從一開(kāi)工就開(kāi)始盈利了，到運(yùn)營(yíng)滿兩年時(shí)投資收益率已經(jīng)達(dá)到了20％。連卡內(nèi)基也歡呼說(shuō)：“上哪兒還能找到這么好的生意呢！”

鋼是最重要的

如果你肯定美國(guó)的價(jià)值，那么你就要肯定鐵路的價(jià)值；而如果你肯定鐵路的價(jià)值，那么你就要肯定鋼的價(jià)值。正是美國(guó)鐵路對(duì)鋼軌的貪婪需求讓煉鋼發(fā)展成為一個(gè)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，并且使鋼在大多數(shù)工業(yè)用途中逐漸代替了鐵。19世紀(jì)60年代中期，在賓夕法尼亞鐵路總裁湯姆森的帶領(lǐng)下，鐵軌逐步被鋼軌所代替。賓夕法尼亞鐵路處在美國(guó)重工業(yè)的核心地區(qū)，有著最密集的交通網(wǎng)和最繁重的運(yùn)輸量；而鐵路的管理者們常常為鐵軌相對(duì)比較短的使用壽命而感到頭疼。1861年，湯姆森開(kāi)始試驗(yàn)使用進(jìn)口的鋼軌；到60年代中期的時(shí)候，他已經(jīng)確信這些鋼軌的使用壽命可長(zhǎng)達(dá)鐵軌的八倍，而成本卻只是鐵軌的兩倍。由于當(dāng)時(shí)美國(guó)的鋼軌生產(chǎn)商只有少數(shù)幾個(gè)，所以賓夕法尼亞鐵路——一向有設(shè)法徹底解決問(wèn)題的特點(diǎn)——便創(chuàng)建了自己的鋼廠——賓夕法尼亞鐵路煉鋼公司，而湯姆森和湯姆·斯科特兩人都是公司主要的股東。1874年，董事會(huì)禁止供應(yīng)商在管理中相互持股，所以這個(gè)煉鋼公司被從賓夕法尼亞鐵路中剝離出來(lái)了。

高質(zhì)量的鋼，特別是那些用于制造有刀刃的武器的鋼，幾乎是從人類歷史的一開(kāi)始就很有名。最早起源于印度的大馬士革鋼就是最有名的古代鋼；精制而成的托萊多[5]劍是富有的中世紀(jì)騎士必備的社交禮儀用劍。到喬叟[6]時(shí)代時(shí)，謝菲爾德已經(jīng)成為英國(guó)一個(gè)重要的煉鋼中心；而到了18世紀(jì)，那兒的工匠們已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)發(fā)一種相對(duì)高產(chǎn)的生產(chǎn)方法。即使在19世紀(jì)70年代，美國(guó)那些需要高質(zhì)量的切割用鋼的工具制造商還在從謝菲爾德購(gòu)買(mǎi)鋼材。

傳統(tǒng)的煉鋼方法首先需要有高質(zhì)量的鐵礦石。把礦石與碳燃料混合在一起——通常是木炭或者煤炭，后來(lái)使用焦炭——然后放在一個(gè)熔爐里熔化。這種熱風(fēng)熔爐發(fā)明于1828年，通過(guò)吹入過(guò)熱的空氣而使?fàn)t內(nèi)獲得非常高的溫度，從而使質(zhì)量較低但儲(chǔ)量更豐富的鐵礦石也能用來(lái)煉鋼。由于鐵很容易與氧結(jié)合，所以它中間的雜質(zhì)就會(huì)與燃料中的碳相結(jié)合成為碳化物，并形成爐渣沉淀下來(lái)；不能氧化的雜質(zhì)將被一些添加劑（如石灰石）吸收。密度更大的鐵會(huì)沉到熔爐的底部，而較輕的雜質(zhì)會(huì)浮到頂部而流出爐子，這樣爐中留下的就是相對(duì)純凈但富含碳的鐵水。碳含量高的鐵適合用作鑄件，但是由于脆而堅(jiān)硬，所以難以加工。而“熟鐵”質(zhì)地更軟，也具有延展性，基本上不含碳，傳統(tǒng)的鐵貿(mào)易量也是以熟鐵來(lái)計(jì)算的。（它最早是通過(guò)使用錘子把所含的碳打出來(lái)而獲得的，所以因此而得名。）在熟鐵中再加回少量的碳，從而使其硬度和延展性達(dá)到一個(gè)平衡，這便得到了鋼。從18世紀(jì)中期開(kāi)始，熟鐵的生產(chǎn)開(kāi)始使用一種“攪拌”的方法——把生鐵放入一個(gè)熔爐中加熱，熔爐中帶有一層高含氧量的內(nèi)襯；用棍子慢慢地?cái)噭?dòng)鐵水，直到鐵中所含的碳沉淀出來(lái)。煉鋼的最后一步是對(duì)熔化的熟鐵進(jìn)行“再碳化”，方法是把鐵水慢慢地倒入加碳池，最后根據(jù)顏色和質(zhì)地分離出少量的鋼。

使用這種方法，煉出不太大的一爐鋼一般需要一星期甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，而傳統(tǒng)的煉鋼技術(shù)也都是小心地由父親傳給兒子；謝菲爾德的一份煉鋼秘方的開(kāi)頭這樣寫(xiě)道：“加入用四個(gè)白洋蔥榨出來(lái)的汁”。質(zhì)量極好的產(chǎn)品，如謝菲爾德的“坩堝鋼”，是把一般的鋼再放入能夠承受高溫的粘土爐里再次熔煉加工而成的；價(jià)格極其昂貴，但銷路也非常好。19世紀(jì)，隨著人們對(duì)煉鋼背后的化學(xué)原理有了更好的理解，鋼就被定義為經(jīng)過(guò)提純的、碳含量在0.1％至0.2％之間的鐵。在19世紀(jì)的整個(gè)80年代里，人們對(duì)這個(gè)定義一直持有爭(zhēng)議；而像賓夕法尼亞鐵路這樣的鋼產(chǎn)品大用戶也一直要求有固定不變的質(zhì)量和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

大規(guī)模煉鋼方面的突破發(fā)生在19世紀(jì)50年代，實(shí)現(xiàn)這一突破的是多產(chǎn)的英國(guó)發(fā)明家亨利·貝西默。貝西默做出了這樣的猜測(cè)：如果只把冷的空氣注入一爐熔化的鐵水中，空氣中的氧氣就會(huì)引燃鐵水中的碳，在沒(méi)有攪拌的情況下就會(huì)把碳燃燒掉。他第一次試驗(yàn)的時(shí)候這種方法奏效了：氧氣幾乎立即把鐵水變成了白熱狀態(tài)，并在幾分鐘之內(nèi)就把碳和大多數(shù)其他的雜質(zhì)燃燒掉了，剩下的是最純凈的鐵水。當(dāng)鐵水還處于過(guò)熱狀態(tài)的時(shí)候，再往里加少量的碳，你就能夠得到鋼——熔爐中劇烈的化學(xué)反應(yīng)使得鐵和碳能夠自行混和。原本需要花費(fèi)好幾天甚至好幾星期時(shí)間的煉鋼過(guò)程，現(xiàn)在縮減到了20分鐘左右。光是燃料就節(jié)省了七倍。