Dinastia metallurgica Coalbrookdale

Coalbrookdale è un posto speciale sulla mappa storica. È stato qui per la prima volta: la ghisa è stata fusa utilizzando combustibile minerale - coke, sono state utilizzate le prime rotaie di ferro, è stato costruito il primo ponte di ferro, sono state realizzate parti per le più antiche macchine a vapore. La zona era famosa per la costruzione di ponti, la produzione di motori a vapore e la fusione artistica. Diverse generazioni della famiglia Darby che vivono qui hanno legato le loro vite alla metallurgia.

Visione nera della crisi energetica

Nei secoli passati, la fonte di energia erano i muscoli dell'uomo e degli animali. Nel Medioevo, ruote idrauliche e mulini a vento si diffusero in tutta Europa, sfruttando la forza del vento che soffia e dell'acqua corrente. La legna da ardere veniva usata per riscaldare le case in inverno, per costruire case e navi.

Era anche la materia prima per la produzione del carbone, che veniva utilizzato in molti rami della vecchia industria, principalmente per la produzione di vetro, fusione dei metalli, produzione di birra, tintura e produzione di polvere da sparo. La metallurgia ha consumato la maggior quantità di carbone, soprattutto per scopi militari, ma non solo.

Gli strumenti furono costruiti prima in bronzo, poi in ferro. Nei secoli XNUMX e XNUMX la grande richiesta di cannoni devastò le foreste nelle zone dei centri metallurgico. Inoltre, il ritiro di nuovi terreni per terreni agricoli ha contribuito alla distruzione delle foreste.

La foresta crebbe e sembrava che paesi come la Spagna e l'Inghilterra dovessero affrontare una grave crisi in primo luogo a causa dell'esaurimento delle risorse forestali. In teoria, il ruolo del carbone può assumere il carbone.

Tuttavia, ciò ha richiesto molto tempo, cambiamenti tecnologici e mentali, nonché la fornitura di modi economici per trasportare materie prime da bacini minerari remoti. Già nel XIX secolo, il carbone iniziò ad essere utilizzato nelle stufe da cucina e poi per il riscaldamento in Inghilterra. Richiedeva la ricostruzione di camini o l'uso di stufe in maiolica precedentemente rare.

Alla fine del I secolo, solo circa 1/3/XNUMX del carbon fossile estratto veniva utilizzato nell'industria. Utilizzando le tecnologie allora conosciute e sostituendo direttamente il carbone con il carbone, non era possibile fondere ferro di discreta qualità. Nel XIX secolo, l'importazione di ferro in Inghilterra dalla Svezia, da un paese ricco di foreste e giacimenti di minerale di ferro, aumentò rapidamente.

Uso di coke per la produzione di ghisa

Abraham Darby I (1678-1717) iniziò la sua carriera professionale come apprendista nella produzione di attrezzature per la macinazione del malto a Birmingham. Si è poi trasferito a Bristol, dove ha prima realizzato queste macchine e poi è passato alla fabbricazione dell'ottone.

1. Stabilimenti a Coalbrookdale (foto: B. Srednyava)

Probabilmente fu il primo a sostituire il carbone con il carbone nel processo di produzione. Dal 1703 iniziò a produrre pentole in ghisa e presto brevettò il suo metodo di utilizzo di stampi in sabbia.

Nel 1708 iniziò a lavorare in Coalbrookdale, poi una fonderia abbandonata sul fiume Severn (1). Lì riparò l'altoforno e installò nuovi soffietti. Ben presto, nel 1709, il carbone fu sostituito con coke e si ottenne ferro di buona qualità.

In precedenza, molte volte l'uso del carbone al posto della legna da ardere non aveva successo. Si trattò quindi di una conquista tecnica epocale, che a volte viene chiamata l'inizio vero e proprio dell'era industriale. Darby non ha brevettato la sua invenzione, ma l'ha tenuta segreta.

Il successo è dovuto al fatto che ha usato il suddetto coke piuttosto che il normale carbon fossile e che il carbone locale era a basso contenuto di zolfo. Tuttavia, nei tre anni successivi, ha lottato con un tale calo della produzione che i suoi soci in affari stavano per ritirare il capitale.

Così Darby ha sperimentato, ha mescolato carbone con coke, ha importato carbone e coke da Bristol e il carbone stesso dal Galles meridionale. La produzione è aumentata lentamente. Tanto che nel 1715 costruì una seconda fonderia. Non solo produceva ghisa, ma la fondeva anche in utensili da cucina, pentole e teiere in ghisa.

Questi prodotti sono stati venduti nella regione e la loro qualità era migliore di prima, e nel tempo l'azienda ha iniziato a funzionare molto bene. Darby ha anche estratto e fuso il rame necessario per produrre l'ottone. Inoltre, aveva due fucine. Morì nel 1717 all'età di 39 anni.

innovazione

Oltre alla produzione di ghisa e utensili da cucina, già sei anni dopo la costruzione del primo motore a vapore atmosferico Newcomen nella storia dell'umanità (vedi: МТ 3/2010, p. 16) nel 1712, in Coalbrookdale iniziò la produzione di parti per esso. Era una produzione nazionale.

2. Una delle vasche, che fa parte del sistema di invaso per l'azionamento del soffietto dell'altoforno. Il viadotto ferroviario è stato costruito successivamente (foto: M. J. Richardson)

Nel 1722 fu realizzato un cilindro in ghisa per un tale motore, e negli otto anni successivi ne furono prodotti dieci, e poi molti altri. Le prime ruote in ghisa per ferrovie industriali furono prodotte qui negli anni '20.

Nel 1729 furono realizzati 18 pezzi e poi fusi come di consueto. Abraham Darby II (1711-1763) iniziò a lavorare nelle fabbriche di Coalbrookdale nel 1728, cioè undici anni dopo la morte del padre, all'età di diciassette anni. Nelle condizioni climatiche inglesi, il forno fusorio è stato spento in primavera.

Per quasi tre dei mesi più caldi non ha potuto lavorare, perché i soffietti erano azionati da ruote idrauliche e in questo periodo dell'anno la quantità di pioggia era insufficiente per il loro lavoro. Pertanto, i tempi di fermo sono stati utilizzati per le riparazioni e la manutenzione.

Per prolungare l'eventuale vita del forno, sono state costruite una serie di serbatoi di accumulo dell'acqua che utilizzavano una pompa azionata da animali per pompare l'acqua dal serbatoio più basso a quello più alto (2).

Nel 1742-1743, Abraham Darby II adattò la macchina a vapore atmosferica di Newcomen per pompare acqua, in modo che la pausa estiva nella metallurgia non fosse più necessaria. Questo è stato il primo utilizzo della macchina a vapore in metallurgia.

3. Ponte di ferro, messo in funzione nel 1781 (foto di B. Srednyava)

Nell'anno 1749 nel territorio Coalbrookdale Nasce la prima ferrovia industriale. È interessante notare che, dagli anni '40 agli anni '1790 del Settecento, l'impresa era impegnata anche nella produzione di armi, o meglio, un dipartimento.

Questo potrebbe sorprendere, dal momento che Darby apparteneva alla Società Religiosa degli Amici, i cui membri erano ampiamente conosciuti come Quaccheri e le cui convinzioni pacifiste impedivano la fabbricazione di armi.

Il più grande successo di Abraham Darby II fu l'uso del coke nella produzione della ghisa, dalla quale si ottenne in seguito la ghisa sferoidale. Ha provato questo processo a cavallo tra gli anni 40 e 50. Non è chiaro come abbia ottenuto l'effetto desiderato.

Un elemento del nuovo processo era la selezione del minerale di ferro con il minor fosforo possibile. Una volta che ebbe successo, la crescente domanda spinse Darby II a costruire nuovi altiforni. Sempre negli anni '50 iniziò ad affittare terreni da cui estraeva carbone e minerale di ferro; costruì anche una macchina a vapore per drenare la miniera. Ha ampliato il sistema di approvvigionamento idrico. Ha costruito una nuova diga. Gli è costato un sacco di soldi e tempo.

Inoltre, nell'area di questa attività è stata avviata una nuova ferrovia industriale. Il 1 maggio 1755, il primo minerale di ferro fu ottenuto da una miniera essiccata a vapore e due settimane dopo fu messo in funzione un altro altoforno, che produceva una media di 15 tonnellate di ghisa a settimana, anche se c'erano settimane in cui era possibile arrivare fino a 22 tonnellate.

Il forno a coke era migliore del forno a carbone. La ghisa veniva venduta ai fabbri locali. Inoltre, la Guerra dei Sette Anni (1756-1763) migliorò la metallurgia a tal punto che Darby II, con il suo socio in affari Thomas Goldney II, affittò più terreni e costruì altri tre altiforni insieme a un sistema di serbatoi.

Il famoso John Wilkinson aveva la sua azienda siderurgica nelle vicinanze, rendendo la regione il più importante centro siderurgico della Gran Bretagna nel 51° secolo. Abraham Darby II morì all'età di 1763 nel XNUMX.

Il fiore più grande

Dopo il 1763, Richard Reynolds rilevò l'azienda. Cinque anni dopo, il diciottenne Abraham Darby III (1750-1789) iniziò a lavorare. Un anno prima, nel 1767, furono posate per la prima volta le ferrovie a Coalbrookdale. Nel 1785 ne erano stati costruiti 32 km.

4. Ponte di ferro - frammento (foto di B. Srednyava)

All'inizio dell'attività di Darby III, tre fonderie operavano nel suo regno: furono affittati un totale di sette altiforni, fucine, campi minati e fattorie. Il nuovo capo aveva anche azioni nel piroscafo Darby, che portava legname da Danzica a Liverpool.

Il terzo boom più grande di Darby arrivò negli anni '70 e all'inizio degli anni '80, quando acquistò altiforni e uno dei primi forni di catrame. Costruì forni a coke e catrame e rilevò un gruppo di miniere di carbone.

Ha ampliato la fucina Coalbrookdale e circa 3 km a nord costruì una fucina a Horshey, che fu poi dotata di una macchina a vapore e produsse laminati forgiati. La successiva fucina fu fondata nel 1785 a Ketley, altri 4 km a nord, dove furono stabilite due fucine di James Watt.

Colebrookdale sostituì il summenzionato motore a vapore atmosferico Newcomen tra il 1781 e il 1782 con un motore a vapore Watt, chiamato "Decision" in onore della nave del capitano James Cook.

Si stima che fosse il più grande motore a vapore costruito nel secolo 1800. Vale la pena aggiungere che c'erano circa duecento motori a vapore in funzione nello Shropshire nel XNUMX. Darby e partner hanno aperto grossisti, incl. a Liverpool e Londra.

Erano anche impegnati nell'estrazione del calcare. Le loro fattorie fornivano cavalli alle ferrovie, coltivavano grano, alberi da frutto, allevavano bovini e pecore. Tutti loro sono stati eseguiti in modo moderno per quel tempo.

Si stima che le imprese di Abraham Darby III e dei suoi associati costituissero il più grande centro di produzione del ferro della Gran Bretagna. Indubbiamente, l'opera più spettacolare e storica di Abraham Darby III è stata la costruzione del primo ponte di ferro del mondo (3, 4). Nelle vicinanze è stata costruita una struttura di 30 metri Coalbrookdale, si unì alle rive del fiume Severn (vedi MT 10/2006, p. 24).

Sono trascorsi sei anni tra la prima assemblea dei soci e l'apertura del ponte. Elementi in ferro per un peso totale di 378 tonnellate furono fusi nelle opere di Abraham Darby III, che era il costruttore e tesoriere dell'intero progetto: pagò di tasca sua un extra per il ponte, il che mise a repentaglio la sicurezza finanziaria delle sue attività.

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

I prodotti del centro metallurgico venivano spediti ai destinatari lungo il fiume Severn. Abraham Darby III è stato anche coinvolto nella costruzione e manutenzione di strade nella zona. Inoltre, sono iniziati i lavori per la costruzione di un binario a trave lungo le rive del Severn. Tuttavia, l'obiettivo è stato raggiunto solo dopo vent'anni.

Aggiungiamo che Samuel Darby, fratello di Abraham III, era un azionista e William Reynolds, nipote di Abraham Darby II, fu il costruttore dello Shropshire Canal, un importante corso d'acqua della regione (5). Abraham Darby III era un uomo illuminato, era interessato alla scienza, in particolare alla geologia, aveva molti libri e strumenti scientifici, come una macchina elettrica e una camera oscura.

Conobbe Erasmus Darwin, il medico e botanico, nonno di Charles, collaborò con James Watt e Matthew Boulton, costruttori di macchine a vapore sempre più moderne (vedi MT 8/2010, p. 22 e MT 10/2010, p. 16).

In metallurgia, in cui si specializzò, non sapeva nulla di nuovo. Morì nel 1789 all'età di 39 anni. Francis, il suo figlio maggiore, aveva allora sei anni. Nel 1796, Samuele, fratello di Abrahamo, morì, lasciando il figlio di 14 anni Edmund.

A cavallo tra Settecento e Ottocento

6. Philip James de Lutherbourg, Coalbrookdale di notte, 1801

7. Iron Bridge nei Sydney Gardens, Bath, fuso a Coalbrookdale nel 1800 (foto: Plumbum64)

Dopo la morte di Abramo III e di suo fratello, le aziende di famiglia caddero in rovina. Nelle lettere di Boulton & Watt, gli acquirenti si sono lamentati dei ritardi nelle consegne e della qualità del ferro ricevuto dall'area di Ironbridge sul fiume Severn.

La situazione cominciò a migliorare all'inizio del secolo (6). Dal 1803 Edmund Darby gestiva un'acciaieria specializzata nella produzione di ponti in ferro. Nel 1795 ci fu un'inondazione unica sul fiume Severn, che lavò via tutti i ponti che attraversavano questo fiume, solo il ponte di ferro di Darby sopravvisse.

Questo lo ha reso ancora più famoso. gettare ponti Coalbrookdale sono stati inviati in tutto il Regno Unito (7), nei Paesi Bassi e persino in Giamaica. Nel 1796 Richard Trevithick, l'inventore della macchina a vapore ad alta pressione, visitò la fabbrica (MT 11/2010, p. 16).

Qui realizzò, nel 1802, una macchina sperimentale a vapore funzionante secondo questo principio. Ben presto costruì qui la prima locomotiva a vapore, che purtroppo non fu mai messa in funzione. Nel 1804 a Coalbrookdale ha sviluppato un motore a vapore ad alta pressione per una fabbrica tessile a Macclesfield.

Allo stesso tempo, venivano prodotti motori del tipo Watt e persino del vecchio tipo Newcomen. Inoltre sono stati realizzati elementi architettonici, come archi in ghisa per il tetto in vetro o infissi neogotici.

L'offerta comprende una gamma eccezionalmente ampia di prodotti in ferro come parti per miniere di stagno della Cornovaglia, aratri, torchi per frutta, telai di letti, bilance per orologi, griglie e forni, solo per citarne alcuni.

Nelle vicinanze, nel già citato Horshey, l'attività aveva un profilo completamente diverso. Producevano ghisa, che di solito veniva lavorata in loco nella fucina, in barre e lamiere forgiate, venivano costruite pentole forgiate - il resto della ghisa veniva venduto ad altre contee.

Il periodo delle guerre napoleoniche, che era a quel tempo, fu il periodo d'oro della metallurgia e delle fabbriche della regione. Coalbrookdaleutilizzando le nuove tecnologie. Tuttavia, Edmund Darby, in quanto membro della Società Religiosa degli Amici, non era coinvolto nella fabbricazione di armi. Morì nel 1810.

8. Halfpenny Bridge, Dublino, fuso a Coalbrookdale nel 1816.

Dopo le guerre napoleoniche

Dopo il Congresso di Vienna del 1815, terminò il periodo di alta redditività della metallurgia. A Coalbrookdale Le fusioni venivano ancora realizzate, ma solo dalla ghisa acquistata. L'azienda realizzava anche ponti tutto il tempo.

9. Macclesfield Bridge a Londra, costruito nel 1820 (foto di B. Srednyava)

Le più famose sono la colonna di Dublino (8) e le colonne del ponte Macclesfield sul Regent's Canal a Londra (9). Dopo Edmund, le fabbriche furono gestite da Francesco, figlio di Abramo III, con suo cognato. Alla fine degli anni '20 fu la volta di Abraham IV e Alfred, figli di Edmund.

Negli anni '30 non era più un impianto tecnologico, ma i nuovi proprietari introdussero i noti processi moderni in forni e forni, oltre a nuovi motori a vapore.

A quel tempo, ad esempio, qui venivano prodotte 800 tonnellate di lamiere di ferro per lo scafo della nave della Gran Bretagna e presto tubi di ferro per la guida di veicoli su rotaia leggera sulla strada da Londra a Croydon.

Dagli anni '30, la fonderia St. Coalbrookdale oggetti d'arte in ghisa - busti, monumenti, bassorilievi, fontane (10, 11). La fonderia modernizzata era nel 1851 la più grande del mondo e nel 1900 impiegava un migliaio di operai.

I suoi prodotti hanno partecipato con successo a numerose fiere internazionali. A Coalbrookdale negli anni '30 fu avviata anche la produzione di mattoni e tegole per la vendita e 30 anni dopo si estrasse l'argilla, dalla quale si ricavavano vasi, vasi e pentole.

Naturalmente, le attrezzature da cucina, i motori a vapore e i ponti sono stati tradizionalmente costruiti ininterrottamente. Dalla metà del diciannovesimo secolo, le fabbriche sono state gestite da persone per lo più al di fuori della famiglia Darby. Alfred Darby II, che andò in pensione nel 1925, fu l'ultima persona nell'azienda a tenere d'occhio l'attività.

Dall'inizio degli anni '60, i forni a ponte di ferro, come altri centri di fusione del ferro nello Shropshire, hanno gradualmente perso la loro importanza. Non potevano più competere con le imprese di questa industria situate sulla costa, che venivano rifornite di minerale di ferro importato più economico direttamente dalle navi.

10. La fontana del pavone, fusa a Coalbrookdale, si trova attualmente a Christchurch, in Nuova Zelanda, vista odierna (foto di Johnston DJ)

11. Particolare della Fontana del Pavone (foto: Christoph Mahler)