Metalurška dinastija Coalbrookdale

Coalbrookdale je posebno mjesto na povijesnoj karti. Ovdje je bilo prvi put: topljeno je lijevano željezo na mineralno gorivo - koks, korištene su prve željezne tračnice, izgrađen je prvi željezni most, izrađivani dijelovi za najstarije parne strojeve. Područje je bilo poznato po izgradnji mostova, proizvodnji parnih strojeva i umjetničkom lijevanju. Nekoliko generacija obitelji Darby koje ovdje žive vezalo je svoj život uz metalurgiju.

Crna vizija energetske krize

U prošlim stoljećima izvor energije bili su mišići ljudi i životinja. U srednjem vijeku vodeni kotači i vjetrenjače proširili su se Europom, koristeći snagu vjetra koji puše i tekuće vode. Ogrjevno drvo služilo je za grijanje kuća zimi, za gradnju kuća i brodova.

Bio je i sirovina za proizvodnju drvenog ugljena koji se koristio u mnogim granama stare industrije - uglavnom za proizvodnju stakla, taljenje metala, proizvodnju piva, bojadisanje i proizvodnju baruta. Metalurgija je trošila najviše drvenog ugljena, posebice za vojne potrebe, ali ne samo.

Oruđe je građeno najprije od bronce, zatim od željeza. U XNUMX. i XNUMX. stoljeću velika potražnja za topovima opustošila je šume u područjima središta metalurški. Osim toga, povlačenje novog zemljišta za poljoprivredno zemljište pridonijelo je uništavanju šuma.

Šuma je rasla i činilo se da su se zemlje poput Španjolske i Engleske suočile s velikom krizom zbog iscrpljivanja šumskih resursa. Teoretski, ulogu drvenog ugljena može preuzeti ugljen.

No, za to je bilo potrebno puno vremena, tehnoloških i mentalnih promjena, kao i osiguravanje ekonomičnih načina transporta sirovina iz udaljenih rudarskih bazena. Već u XNUMX. stoljeću ugljen se počeo koristiti u kuhinjskim pećima, a zatim za potrebe grijanja u Engleskoj. To je zahtijevalo rekonstrukciju kamina ili korištenje dotad rijetkih kaljevih peći.

Krajem 1. stoljeća u industriji se koristilo samo oko 3/XNUMX/XNUMX iskopanog kamenog ugljena. Korištenjem tada poznatih tehnologija i izravnom zamjenom drvenog ugljena ugljenom, nije bilo moguće topiti željezo pristojne kvalitete. U XNUMX. stoljeću uvoz željeza u Englesku iz Švedske, iz zemlje s obiljem šuma i nalazišta željezne rude, brzo se povećao.

Upotreba koksa za proizvodnju sirovog željeza

Abraham Darby I (1678-1717) započeo je svoju profesionalnu karijeru kao šegrt u proizvodnji opreme za mljevenje slada u Birminghamu. Potom se preselio u Bristol, gdje je prvo napravio ove strojeve, a zatim prešao na proizvodnju mjedi.

1. Biljke u Coalbrookdaleu (foto: B. Srednyava)

Vjerojatno je bio prvi koji je u procesu proizvodnje zamijenio drveni ugljen ugljenom. Od 1703. počeo je izrađivati ​​posude od lijevanog željeza i ubrzo patentirao svoju metodu korištenja pješčanih kalupa.

Godine 1708. počeo je raditi u Colebrookdale, zatim napušteni topioničarski centar na rijeci Severn (1). Tamo je popravio visoku peć i ugradio nove mijehove. Ubrzo, 1709. godine, drveni ugljen je zamijenjen koksom i dobiveno je željezo dobre kvalitete.

Prethodno je mnogo puta upotreba ugljena umjesto drva za ogrjev bila neuspješna. Dakle, radilo se o epohalnom tehničkom dostignuću, koje se ponekad naziva i stvarnim početkom industrijskog doba. Darby nije patentirao svoj izum, ali ga je držao u tajnosti.

Uspjeh je bio zahvaljujući činjenici da je koristio spomenuti koks, a ne obični kameni ugljen, te da je lokalni ugljen imao malo sumpora. No, u sljedeće tri godine borio se s tolikim padom proizvodnje da su njegovi poslovni partneri bili pred povlačenjem kapitala.

Tako je Darby eksperimentirao, miješao je drveni ugljen s koksom, uvozio je ugljen i koks iz Bristola, a sam ugljen iz Južnog Walesa. Proizvodnja se polako povećavala. Toliko da je 1715. sagradio drugu talionicu. Ne samo da je proizvodio sirovo željezo, već ga je i talio u kuhinjsko posuđe, lonce i čajnike od lijevanog željeza.

Ovi proizvodi su se prodavali u regiji i njihova je kvaliteta bila bolja nego prije, a s vremenom je tvrtka počela vrlo dobro poslovati. Darby je također kopao i topio bakar potreban za izradu mjedi. Osim toga, imao je dvije kovačnice. Umro je 1717. u dobi od 39 godina.

inovacije

Osim proizvodnje lijevanog željeza i kuhinjskog posuđa, već šest godina nakon izgradnje prvog newcomenskog atmosferskog parnog stroja u povijesti čovječanstva (vidi: MT 3/2010, str. 16) 1712. god. Colebrookdale započela je proizvodnja dijelova za njega. Bila je to nacionalna produkcija.

2. Jedan od bazena koji je dio rezervoarskog sustava za pogon mijeha visoke peći. Željeznički vijadukt izgrađen je kasnije (foto: M. J. Richardson)

Godine 1722. napravljen je cilindar od lijevanog željeza za takav motor, a tijekom sljedećih osam godina napravljeno ih je deset, a potom i mnogo više. Prvi kotači od lijevanog željeza za industrijske željeznice napravljeni su ovdje još 20-ih.

Godine 1729. izrađeno je 18 komada koji su zatim lijevani na uobičajeni način. Abraham Darby II (1711.-1763.) počeo je raditi u tvornicama u Colebrookdale 1728. godine, dakle jedanaest godina nakon očeve smrti, u dobi od sedamnaest godina. U engleskim klimatskim uvjetima, peć za taljenje gasila se u proljeće.

Gotovo tri najtoplija mjeseca nije mogao raditi, jer su mjehove pokretali vodeni kotači, a u ovo doba godine količina padalina bila je nedostatna za njihov rad. Stoga je zastoj iskorišten za popravke i održavanje.

Kako bi se produljio životni vijek pećnice, izgrađen je niz spremnika za vodu koji su koristili pumpu na životinjski pogon za pumpanje vode iz najnižeg spremnika u najviši (2).

Godine 1742.-1743. Abraham Darby II prilagodio je Newcomenov atmosferski parni stroj za pumpanje vode, tako da ljetni prekid u metalurgiji više nije bio potreban. To je bila prva uporaba parnog stroja u metalurgiji.

3. Željezni most, pušten u rad 1781. (foto B. Srednyava)

Godine 1749. na teritoriju Colebrookdale Stvorena je prva industrijska željeznica. Zanimljivo je da se od 40-ih do 1790-ih poduzeće bavilo i proizvodnjom oružja, odnosno odjelom.

Ovo bi moglo biti iznenađenje, budući da je Darby pripadao Religioznom društvu prijatelja, čiji su članovi bili nadaleko poznati kao kvekeri i čija su pacifistička uvjerenja sprječavala proizvodnju oružja.

Najveće postignuće Abrahama Darbyja II bilo je korištenje koksa u proizvodnji sirovog željeza iz kojeg se kasnije dobivao nodularni ljev. Isprobao je ovaj proces na prijelazu iz 40-ih u 50-e, ali nije jasno kako je postigao željeni učinak.

Jedan od elemenata novog procesa bio je odabir željezne rude sa što manje fosfora. Nakon što je bio uspješan, rastuća potražnja potaknula je Darbyja II da izgradi nove visoke peći. Također 50-ih počeo je iznajmljivati ​​zemljište iz kojeg je kopao ugljen i željeznu rudu; sagradio je i parni stroj za isušivanje rudnika. Proširio je vodovod. Sagradio je novu branu. To ga je koštalo mnogo novca i vremena.

Štoviše, na području ove djelatnosti pokrenuta je nova industrijska željeznica. 1. svibnja 1755. dobivena je prva željezna ruda iz rudnika sušenog parom, a dva tjedna kasnije puštena je u rad još jedna visoka peć koja je proizvodila u prosjeku 15 tona sirovog željeza tjedno, iako je bilo tjedana kada je moguće dobiti do 22 tone.

Koksna peć je bila bolja od peći na ugljen. Lijevano željezo prodano je lokalnim kovačima. Osim toga, Sedmogodišnji rat (1756.-1763.) je toliko poboljšao metalurgiju da je Darby II, sa svojim poslovnim partnerom Thomasom Goldneyjem II., zakupio više zemljišta i izgradio još tri visoke peći zajedno sa sustavom rezervoara.

Poznati John Wilkinson imao je svoju čeličanu tvrtku u blizini, što je regiju učinilo najvažnijim britanskim čeličnim centrom u 51. stoljeću. Abraham Darby II umro je u dobi od 1763. godine u XNUMX.

Najveći cvijet

Nakon 1763. Richard Reynolds preuzima tvrtku. Pet godina kasnije, osamnaestogodišnji Abraham Darby III (1750-1789) počeo je raditi. Godinu dana ranije, 1767. godine, prvi put su postavljene željezničke pruge, u Colebrookdale. Do 1785. godine izgrađeno ih je 32 km.

4. Željezni most - fragment (foto B. Srednyava)

Na početku djelovanja Darbyja III., u njegovom su kraljevstvu radile tri talionice – ukupno sedam visokih peći, kovačnica, rudnička polja i farme bile su iznajmljene. Novi gazda također je imao udjele u parobrodu Darby, koji je prevozio drvo iz Gdanjska u Liverpool.

Treći Darbyjev najveći procvat dogodio se 70-ih i ranih 80-ih kada je kupio visoke peći i jednu od prvih katranskih peći. Izgradio je peći za koks i katran i preuzeo grupu rudnika ugljena.

Proširio je kovačnicu Colebrookdale i oko 3 km sjeverno, sagradio je kovačnicu u Horsheyu, koja je kasnije opremljena parnim strojem i proizvodila je kovane valjane proizvode. Sljedeća kovačnica osnovana je 1785. u Ketleyju, još 4 km sjevernije, gdje su osnovane dvije kovačnice Jamesa Watta.

Colebrookdale je zamijenio spomenuti Newcomenov atmosferski parni stroj između 1781. i 1782. Wattovim parnim strojem, nazvanim "Decision" po brodu kapetana Jamesa Cooka.

Procjenjuje se da je to bio najveći parni stroj izgrađen u 1800. st. Vrijedno je dodati da je u Shropshireu XNUMX. Darby i partneri otvorili su veletrgovine, uklj. u Liverpoolu i Londonu.

Bavili su se i vađenjem vapnenca. Njihova su gospodarstva opskrbljivala željeznicu konjima, uzgajala žito, voćke, goveda i ovce. Sve su izvedene na moderan način za ono vrijeme.

Procjenjuje se da su poduzeća Abrahama Darbyja III. i njegovih suradnika činila najveće središte proizvodnje željeza u Velikoj Britaniji. Bez sumnje, najspektakularnije i najpovijesnije djelo Abrahama Darbyja III bila je izgradnja prvog željeznog mosta na svijetu (3, 4). U blizini je izgrađen objekat od 30 metara Colebrookdale, spojio obale rijeke Severn (vidi MT 10/2006, str. 24).

Od prve skupštine dioničara do otvaranja mosta prošlo je šest godina. Željezni elementi ukupne težine 378 tona izliveni su u djelima Abrahama Darbyja III., koji je bio graditelj i rizničar cijelog projekta – most je dodatno platio iz vlastitog džepa, čime je bila ugrožena financijska sigurnost njegovih aktivnosti.

5. Shropshire Canal, Coal Pier (foto: Crispin Purdy)

Proizvodi metalurškog centra slani su primateljima uz rijeku Severn. Abraham Darby III također je bio uključen u izgradnju i održavanje cesta u tom području. Osim toga, započeli su radovi na izgradnji brodske staze uz obalu Severna. No, cilj je postignut tek nakon dvadeset godina.

Dodajmo da je brat Abrahama III. Samuel Darby bio dioničar, a William Reynolds, unuk Abrahama Darbyja II., bio je graditelj kanala Shropshire, važnog plovnog puta u regiji (5). Abraham Darby III bio je prosvijećen čovjek, zanimala ga je znanost, posebno geologija, imao je mnogo knjiga i znanstvenih instrumenata, poput električnog stroja i camera obscure.

Upoznao je Erasmusa Darwina, liječnika i botaničara, Charlesova djeda, surađivao je s Jamesom Wattom i Matthewom Boultonom, graditeljima sve modernijih parnih strojeva (vidi MT 8/2010, str. 22 i MT 10/2010, str. 16).

U metalurgiji, koju je specijalizirao, nije znao ništa novo. Umro je 1789. u 39. godini života. Franjo, njegovo najstarije dijete, tada je imao šest godina. Godine 1796. umro je Abrahamov brat Samuel, ostavivši svog 14-godišnjeg sina Edmunda.

Na prijelazu iz osamnaestog u devetnaesto stoljeće

6. Philip James de Lutherbourg, Coalbrookdale noću, 1801

7. Željezni most u Sydney Gardens, Bath, izliven u Coalbrookdaleu 1800. (foto: Plumbum64)

Nakon smrti Abrahama III i njegovog brata, obiteljska poduzeća su propala. U pismima iz Boulton & Watta, kupci su se žalili na kašnjenja u isporuci i kvalitetu željeza koje su dobili iz područja Ironbridgea na rijeci Severn.

Situacija se počela popravljati na prijelazu stoljeća (6). Od 1803. Edmund Darby vodio je željezaru specijaliziranu za proizvodnju željeznih mostova. Godine 1795. dogodila se jedinstvena poplava na rijeci Severn koja je odnijela sve mostove preko ove rijeke, jedino je željezni most Darby preživio.

To ga je učinilo još poznatijim. lijevani mostovi u Colebrookdale objavljeni su diljem Ujedinjenog Kraljevstva (7), Nizozemske pa čak i Jamajke. Godine 1796. Richard Trevithick, izumitelj visokotlačnog parnog stroja, posjetio je tvornicu (MT 11/2010, str. 16).

Ovdje je 1802. napravio eksperimentalni parni stroj koji je radio na tom principu. Ubrzo je ovdje izgradio i prvu parnu lokomotivu koja, nažalost, nikada nije puštena u promet. Godine 1804. u Colebrookdale razvio visokotlačni parni stroj za tekstilnu tvornicu u Macclesfieldu.

Istovremeno su se proizvodili motori tipa Watt, pa čak i stariji tip Newcomen. Osim toga, izrađeni su i arhitektonski elementi, poput lukova od lijevanog željeza za stakleni krov ili neogotičkih okvira prozora.

Ponuda uključuje iznimno široku paletu proizvoda od željeza kao što su dijelovi za Cornish rudnike kositra, plugove, preše za voće, okvire kreveta, satne vage, rešetke i peći, da spomenemo samo neke.

U blizini, u spomenutom Horsheyu, aktivnost je imala sasvim drugačiji profil. Proizvodili su sirovo željezo, koje se obično prerađivalo na licu mjesta u kovačnici, u kovane šipke i limove, gradili su se kovani lonci - ostatak sirovog željeza prodavali su drugim županijama.

Razdoblje Napoleonskih ratova, koje je bilo u to vrijeme, bilo je vrhunac metalurgije i tvornica u regiji. Colebrookdalekoristeći nove tehnologije. Međutim, Edmund Darby, kao član Vjerskog društva prijatelja, nije bio uključen u proizvodnju oružja. Umro je 1810. godine.

8. Halfpenny Bridge, Dublin, izliven u Coalbrookdaleu 1816.

Nakon Napoleonovih ratova

Nakon Bečkog kongresa 1815. završava razdoblje visoke profitabilnosti metalurgije. NA Colebrookdale I dalje su se izrađivali odljevi, ali samo od kupovnog lijevanog željeza. Tvrtka je cijelo vrijeme izrađivala i mostove.

9. Most Macclesfield u Londonu, izgrađen 1820. (foto B. Srednyava)

Najpoznatiji su stup u Dublinu (8) i stupovi mosta Macclesfield preko Regentovog kanala u Londonu (9). Nakon Edmunda, tvornice je vodio Franjo, sin Abrahama III., sa svojim šurjakom. Krajem 20-ih na red su došli Abraham IV i Alfred, Edmundovi sinovi.

Tridesetih godina 30. stoljeća to više nije bio tehnološki pogon, već su novi vlasnici uveli poznate suvremene procese u ložištima i pećima, kao i nove parne strojeve.

U to se vrijeme, primjerice, ovdje proizvodilo 800 tona željeznih limova za trup broda Velike Britanije, a uskoro i željezne cijevi za vožnju lakih tračničkih vozila na putu od Londona do Croydona.

Od 30-ih godina ljevaonica St. Colebrookdale umjetnički predmeti od lijevanog željeza - biste, spomenici, bareljefi, fontane (10, 11). Modernizirana ljevaonica bila je 1851. najveća na svijetu, a 1900. zapošljavala je tisuću radnika.

Proizvodi iz njega uspješno su sudjelovali na brojnim međunarodnim izložbama. NA Colebrookdale 30-ih godina pokrenuta je i proizvodnja opeke i crijepa za prodaju, a 30 godina kasnije vađena je glina od koje su se izrađivale vaze, vaze i posude.

Naravno, kuhinjska oprema, parni strojevi i mostovi tradicionalno su se gradili kontinuirano. Od sredine devetnaestog stoljeća tvornicama su upravljali ljudi uglavnom izvan obitelji Darby. Alfred Darby II, koji je otišao u mirovinu 1925., bio je posljednja osoba u poslu koja je nadzirala posao.

Od ranih 60-ih, željezne mostne peći, kao i drugi centri za topljenje željeza u Shropshireu, postupno su izgubile svoju važnost. Više se nisu mogli natjecati s poduzećima ove industrije smještenim na obali, koja su se izravno s brodova opskrbljivala jeftinijom uvezenom željeznom rudom.

10. Peacock Fountain, izdan u Colebrookdaleu, trenutno stoji u Christchurchu, Novi Zeland, kako se vidi danas (fotografija Johnston DJ)

11. Detalj fontane pauna (foto: Christoph Mahler)