Dinastia metalurgică Coalbrookdale

Coalbrookdale este un loc special pe harta istorică. Aici a fost pentru prima dată: fonta a fost topită cu combustibil mineral - cocs, au fost folosite primele șine de fier, a fost construit primul pod de fier și s-au făcut piese pentru cele mai vechi mașini cu abur. Zona era renumită pentru construcția de poduri, producția de mașini cu abur și turnarea artistică. Câteva generații ale familiei Darby care trăiesc aici și-au conectat viața cu metalurgia.

O viziune neagră asupra crizei energetice

În secolele trecute, sursa de energie au fost muşchii oamenilor şi animalelor. În Evul Mediu, roțile de apă și morile de vânt, folosind puterea vântului și a apei curgătoare, s-au răspândit în toată Europa. Lemnul de foc era folosit pentru a încălzi casele iarna și pentru a construi case și corăbii.

A fost și materia primă pentru producția de cărbune, care a fost folosit în multe industrii vechi - în principal producția de sticlă, topirea metalelor, producția de bere, vopsirea și producția de praf de pușcă. Cea mai mare cantitate de cărbune a fost consumată de metalurgie, mai ales în scopuri militare, dar nu numai.

Uneltele au fost construite mai întâi din bronz, apoi din fier. În secolele al XNUMX-lea și al XNUMX-lea, cererea mare de tunuri a devastat pădurile din zonele centrelor. metalurgic. În plus, confiscarea unor noi terenuri pentru agricultură a contribuit la distrugerea pădurilor.

Pădurea creștea și se părea că țări precum Spania și Anglia erau primele care se confruntau cu o criză gravă din cauza epuizării resurselor forestiere. Teoretic, rolul cărbunelui poate fi preluat de cărbune.

Cu toate acestea, acest lucru a necesitat mult timp, schimbări tehnologice și mentale, precum și oferirea de modalități economice de transport al materiilor prime din bazinele miniere îndepărtate. Deja în secolul al XNUMX-lea, cărbunele a început să fie folosit în sobele de bucătărie și apoi pentru încălzire în Anglia. A fost necesară reconstrucția șemineelor ​​sau utilizarea unor sobe de țiglă rare până acum.

La sfârșitul secolului I, doar aproximativ 1/3 din cărbunele produs era folosit în industrie. Folosind tehnologii cunoscute la acea vreme și înlocuind direct cărbunele cu cărbune tare, nu a fost posibilă topirea fierului de calitate decentă. În secolul al XNUMX-lea, importul de fier în Anglia din Suedia, o țară cu abundență de păduri și zăcăminte de minereu de fier, a crescut rapid.

Folosind cocs pentru a produce fontă

Abraham Darby I (1678-1717) și-a început cariera profesională ca ucenic într-un producător de mașini de măcinat malț din Birmingham. S-a mutat apoi la Bristol, unde a făcut mai întâi aceste mașini și apoi a intrat în producția de alamă.

1. Plante din Coalbrookdale (foto: B. Srednyava)

Probabil, a fost primul care a reușit să înlocuiască cărbunele cu piatră în procesul de producere a acestuia. Din 1703 a început să producă vase din fontă și în curând și-a brevetat metoda de utilizare a matrițelor de nisip.

În 1708 a început să lucreze în Colebrookdale, apoi un centru de topire abandonat pe râul Severn (1). Acolo a reparat furnalul și a montat burdufuri noi. Curând, în 1709, cărbunele a fost înlocuit cu cocs și s-a obținut fier de bună calitate.

În trecut, de multe ori folosirea cărbunelui în loc de lemn de foc nu a avut succes. Astfel, a fost o realizare tehnică de epocă, numită uneori începutul de facto al erei industriale. Darby nu și-a brevetat invenția, dar a păstrat-o secretă.

Succesul s-a datorat faptului că a folosit mai degrabă cocs-ul menționat mai sus decât cărbunele obișnuit și că cărbunele local conținea puțin sulf. Cu toate acestea, în următorii trei ani, s-a luptat cu o astfel de scădere a producției, încât partenerii săi de afaceri s-au gândit să retragă capitalul.

Așa că Darby a experimentat, a amestecat cărbune cu cocs, a importat cărbune și cocs din Bristol și cărbunele din Țara Galilor de Sud. Producția a crescut lent. Atât de mult încât în ​​1715 a construit un al doilea cuptor de topire. El nu numai că a produs fontă, dar a și topit-o în ustensile de bucătărie, oale și ibrice din fontă.

Aceste produse au fost vândute în regiune și calitatea lor a fost mai bună decât înainte și de-a lungul timpului compania a început să performeze foarte bine. Darby a extras și a topit cuprul necesar pentru a face alama. În plus, avea două forje. A murit în 1717, la vârsta de 39 de ani.

inovații

Pe lângă producția de fontă și ustensile de bucătărie, la doar șase ani de la construirea primului motor cu abur atmosferic din istoria omenirii, Newcomen (vezi: MT 3/2010, p. 16) în 1712, în Colebrookdale a început producția de piese pentru acesta. A fost o producție națională.

2. Unul dintre bazinele care face parte din sistemul de rezervor pentru antrenarea burdufului unui furnal. Viaductul feroviar a fost construit mai târziu (foto: MJ Richardson)

În 1722 a fost realizat un cilindru din fontă pentru un astfel de motor, iar în următorii opt ani au fost fabricate zece dintre ele și apoi multe altele. Primele roți din fontă pentru căile ferate industriale au fost fabricate aici încă din anii 20.

În 1729, s-au realizat 18 piese și apoi turnate în modul obișnuit. Abraham Darby II (1711-1763) a început să lucreze în fabrici în Colebrookdale în 1728, adică unsprezece ani după moartea tatălui său, la vârsta de șaptesprezece ani. În condițiile climatice englezești, topitoria a fost scoasă în funcțiune primăvara.

Aproape trei dintre cele mai caniculare luni nu a putut lucra, pentru că burdufurile erau antrenate de roți de apă, iar în această perioadă a anului precipitațiile erau insuficiente pentru a le funcționa. Prin urmare, timpul de oprire forțat a fost folosit pentru reparații și întreținere.

Pentru a prelungi durata de viață posibilă a cuptorului, au fost construite o serie de rezervoare de stocare a apei, folosind o pompă alimentată de animale pentru a pompa apa din rezervorul cel mai de jos în cel mai înalt (2).

În 1742-1743, Abraham Darby II a adaptat motorul cu abur atmosferic al lui Newcomen pentru a pompa apă, astfel încât să nu mai fie necesară pauza de vară în metalurgie. Aceasta a fost prima utilizare a unui motor cu abur în metalurgie.

3. Pod de fier, dat în exploatare în 1781 (foto de B. Srednyava)

În 1749, pe teritoriu Colebrookdale A fost creată prima cale ferată industrială. Interesant este că din anii 40 până în anii 1790, compania a fost angajată și în producția de arme, sau mai degrabă, un departament.

Acest lucru poate fi o surpriză, deoarece Darby aparținea Societății Religioase a Prietenilor, ai cărei membri erau cunoscuți ca Quakeri și ale cărei convingeri pacifiste împiedicau producerea de arme.

Cea mai mare realizare a lui Abraham Darby II a fost utilizarea cocsului în producția de fontă, din care a fost ulterior produsă fontă maleabilă. A încercat acest proces la cumpăna dintre anii 40 și 50. Nu este clar cum a obținut efectul dorit.

Un element al noului proces a fost selectarea minereului de fier cu cât mai puțin fosfor posibil. Odată ce a avut succes, cererea în creștere l-a determinat pe Darby II să construiască noi furnale. Tot în anii 50 a început să arendă terenuri pe care a extras cărbune și minereu de fier; a construit și o mașină cu abur pentru a drena mina. A extins alimentarea cu apă. A construit un nou baraj. L-a costat o mulțime de bani și timp.

Mai mult, a fost demarată o nouă cale ferată industrială în zona acestei activități. La 1 mai 1755, primul minereu de fier a fost extras dintr-un puț uscat cu o mașină cu abur, iar două săptămâni mai târziu era în funcțiune un alt furnal, producând în medie 15 tone de fontă pe săptămână, deși au existat săptămâni în care s-ar putea obține până la 22 de tone.

Cuptorul de cocs s-a dovedit a fi mai bun decât cuptorul de cărbune. Fonta a fost vândută fierarilor locali. În plus, Războiul de șapte ani (1756-1763) a îmbunătățit atât de mult metalurgia încât Darby al II-lea, împreună cu partenerul său de afaceri Thomas Goldney II, a închiriat mai mult teren și a construit încă trei furnale împreună cu un sistem de rezervor.

Celebrul John Wilkinson avea compania sa de fier și oțel în apropiere, făcând din regiune cel mai important centru de fier și oțel al Marii Britanii în secolul 51. Abraham Darby al II-lea a murit la vârsta de 1763.

Cea mai mare floare

După 1763, compania a fost condusă de Richard Reynolds. Cinci ani mai târziu, Abraham Darby III (1750-1789), în vârstă de optsprezece ani, a început să lucreze. Cu un an mai devreme, în 1767, au fost instalate pentru prima dată căi ferate, în Colebrookdale. Până în 1785, 32 km dintre ele fuseseră construite.

4. Podul de Fier – fragment (foto de B. Srednyava)

La începutul activităților lui Darby al III-lea, în regatul său funcționau trei fabrici metalurgice - un total de șapte furnale, forje, câmpuri de mine și ferme au fost închiriate. Noul șef avea și acțiuni la Darby, care transporta cherestea de la Gdansk la Liverpool.

Cel de-al treilea boom al afacerilor lui Darby a venit în anii 70 și începutul anilor 80, când a achiziționat cuptoare înalte și unul dintre primele cuptoare cu rășină. A construit cuptoare de cocs și gudron și a preluat un grup de mine de cărbune.

A extins forja în Colebrookdale iar la aproximativ 3 km spre nord a construit o forjă la Horsehey, care mai târziu a fost echipată cu un motor cu abur și a produs oțel forjat. Următoarea forjă a fost înființată în 1785 la Ketley, încă 4 km spre nord, unde au fost înființate două forje James Watt.

Coalbrookdale a înlocuit motorul cu abur atmosferic menționat mai sus al lui Newcomen între 1781 și 1782 cu motorul cu abur al lui Watt, numit „Decision”, după nava căpitanului James Cook.

Se estimează că acesta a fost cel mai mare motor cu abur construit în secolul 1800. Merită adăugat că în anul XNUMX funcționau aproximativ două sute de mașini cu abur în Shropshire. Darby și partenerii au deschis angrosisti, inclusiv. în Liverpool și Londra.

Au început și să exploateze calcar. Fermele lor furnizează cai căilor ferate, cultivau cereale, pomi fructiferi și creșteau vite și oi. Toate au fost realizate într-o manieră modernă pentru acea vreme.

Se estimează că întreprinderile lui Abraham Darby III și asociații săi au constituit cel mai mare centru de producție de fier din Marea Britanie. Fără îndoială, cea mai spectaculoasă și istorică lucrare a lui Abraham Darby III a fost construcția primului pod de fier din lume (3, 4). În apropiere a fost construit un obiect de 30 de metri Colebrookdale, s-a unit cu malurile râului Severn (vezi MT 10/2006, p. 24).

Între prima adunare a acționarilor și deschiderea podului au trecut șase ani. Elementele de fier, cu o greutate totală de 378 de tone, au fost turnate de Abraham Darby al III-lea, care a fost constructorul și trezorierul întregului proiect - a plătit podul în plus din propriul buzunar, ceea ce a pus în pericol securitatea financiară a activităților sale.

5. Canalul Shropshire, dig de cărbune (foto: Crispin Purdy)

Produsele centrului metalurgic au fost expediate către destinatari de-a lungul râului Severn. Abraham Darby III a fost implicat și în construcția și întreținerea drumurilor din zonă. În plus, au început lucrările la construirea unei căi cu barcă și bârne de-a lungul malurilor Severnului. Cu toate acestea, obiectivul a fost atins doar douăzeci de ani mai târziu.

Adăugăm că fratele lui Abraham al III-lea, Samuel Darby, era acționar, iar William Reynolds, nepotul lui Abraham Darby al II-lea, a fost constructorul canalului Shropshire, o cale navigabilă importantă în regiune (5). Abraham Darby III a fost un om al iluminismului, era interesat de știință, în special de geologie, și deținea multe cărți și instrumente științifice, precum o mașină electrică și o cameră obscura.

L-a cunoscut pe Erasmus Darwin, medic și botanist, bunicul lui Charles, și a colaborat cu James Watt și Matthew Boulton, constructori de motoare cu abur din ce în ce mai moderne (vezi MT 8/2010, p. 22 și MT 10/2010, p. 16 ) .

În metalurgie, în care s-a specializat, nu știa nimic nou. A murit în 1789, la vârsta de 39 de ani. Francis, copilul său cel mai mare, avea șase ani la acea vreme. În 1796, fratele lui Abraham, Samuel, a murit, lăsând un fiu de 14 ani, Edmund.

La cumpăna dintre secolele al XVIII-lea și al XIX-lea

6. Philip James de Loutherbourg, Coalbrookdale by Night, 1801

7. Podul de fier din Sydney Gardens, Bath, turnat în Coalbrookdale în 1800 (foto: Plumbum64)

După moartea lui Avraam al III-lea și a fratelui său, afacerile familiei au scăzut. Scrisori de la Boulton & Watt de la cumpărători s-au plâns de întârzierile livrărilor și de calitatea fierului pe care îl primeau din zona Ironbridge de pe râul Severn.

Situația a început să se îmbunătățească la începutul secolului (6). Din 1803, Edmund Darby a condus o fierărie specializată în producția de poduri de fier. În 1795, a avut loc o inundație unică pe râul Severn, care a spălat toate podurile peste acest râu, doar podul de fier Darby a supraviețuit.

Acest lucru l-a făcut și mai faimos. Aruncă poduri Colebrookdale au fost staționați în Regatul Unit (7), Țările de Jos și chiar Jamaica. În 1796, inventatorul mașinii cu abur de înaltă presiune, Richard Trevithick, a vizitat fabrica (MT 11/2010, p. 16).

Aici, în 1802, a realizat un motor experimental cu abur care funcționează pe acest principiu. Curând a construit aici prima locomotivă cu abur, care, din păcate, nu a fost niciodată pusă în funcțiune. În 1804 în Colebrookdale a dezvoltat un motor cu abur de înaltă presiune pentru fabrica de textile Macclesfield.

În același timp, au fost produse motoare de tip Watt și chiar și mai vechi tip Newcomen. În plus, au fost produse elemente arhitecturale, precum arcade din fontă pentru acoperișul de sticlă sau rame de ferestre neogotice.

Oferta include o gamă excepțional de largă de produse din fier, cum ar fi piese de mașini pentru mine de tablă Cornwall, pluguri, prese de fructe, cadre de pat, cântare de ceas, grătare și cuptoare, pentru a numi doar câteva.

În apropiere, în Horsehey-ul menționat anterior, activitatea avea un cu totul alt profil. Ei produceau fontă, care era de obicei prelucrată la fața locului într-o forjă, în bare și foi forjate, și se construiau oale din fier forjat - restul fontei era vândut altor județe.

Perioada războaielor napoleoniene, care era la acea vreme, a fost perioada de glorie a metalurgiei și a fabricilor din regiune. Colebrookdalefolosind noile tehnologii. Cu toate acestea, Edmund Darby, ca membru al Societății Religioase a Prietenilor, nu a fost implicat în fabricarea de arme. A murit în 1810.

8. Podul Halfpenny, Dublin, turnat la Coalbrookdale în 1816.

După războaiele napoleoniene

După Congresul de la Viena din 1815, perioada de înaltă rentabilitate a metalurgiei s-a încheiat. ÎN Colebrookdale Piesele turnate erau încă produse, dar numai din fontă cumpărată. Compania a produs, de asemenea, poduri tot timpul.

9. Podul Macclesfield din Londra, construit în 1820 (fotografie de B. Srednyava)

Cele mai cunoscute sunt coloana din Dublin (8) și coloanele Podului Macclesfield peste Regent's Canal din Londra (9). După Edmund, fabricile au fost conduse de Francisc, fiul lui Avraam al III-lea, împreună cu cumnatul său. La sfârșitul anilor 20 a fost rândul lui Abraham IV și Alfred, fiii lui Edmund.

În anii 30, nu mai era o fabrică avansată din punct de vedere tehnologic, dar noii proprietari au introdus procedee moderne binecunoscute în cuptoare și cuptoare, precum și noi motoare cu abur.

La acea vreme, de exemplu, aici erau produse 800 de tone de foi de fier pentru corpul navei Marea Britanie, iar în curând țeavă de fontă pentru a conduce transportul feroviar ușor de la Londra la Croydon.

Din anii 30, St. Colebrookdale obiecte de artă din fontă - busturi, monumente, basoreliefuri, fântâni (10, 11). Turnătoria modernizată era cea mai mare din lume în 1851, iar în 1900 avea o mie de muncitori.

Produsele realizate din acesta au participat cu succes la numeroase expoziții internaționale. ÎN Colebrookdale în anii 30 a început și producția de cărămizi și țigle pentru vânzare, iar 30 de ani mai târziu s-a extras lut, din care se fabricau vaze, vaze și oale.

Desigur, echipamentele de bucătărie, motoarele cu abur și podurile erau produse în mod tradițional continuu. De la mijlocul secolului al XIX-lea, fabricile erau conduse în principal de oameni din afara familiei Darby. Alfred Darby II, care s-a pensionat în 1925, a fost ultima persoană din afacere care a supravegheat afacerea.

De la începutul anilor 60, cuptoarele cu punte de fier, ca și alte centre de topire a fierului din Shropshire, au scăzut treptat în importanță. Ei nu mai puteau concura cu întreprinderile din această industrie situate pe coastă, cărora li se furnizează minereu de fier importat mai ieftin direct de la vasele maritime.

10. Peacock Fountain, turnat la Coalbrookdale, se află în prezent în Christchurch, Noua Zeelandă, așa cum se vede astăzi (fotografie de Johnston DJ)

11. Fragment din fântâna Păunului (foto: Christoph Machler)