Dynastia metalurgiczna Coalbrookdale

Colebrookdale to szczególne miejsce na historycznej mapie. To tutaj po raz pierwszy: wytopiono żeliwo na paliwie mineralnym - koksie, zastosowano pierwsze żeliwne szyny, zbudowano pierwszy żelazny most, wykonano części do najstarszych parowozów. Okolica słynęła z budowy mostów, produkcji parowozów i odlewnictwa artystycznego. Kilka pokoleń mieszkającej tu rodziny Darby związało swoje życie z metalurgią.

Czarna wizja kryzysu energetycznego

W minionych wiekach źródłem energii były mięśnie ludzi i zwierząt. W średniowieczu w całej Europie rozpowszechniły się koła wodne i wiatraki, wykorzystujące siłę wiatru i płynącej wody. Drewno opałowe służyło do ogrzewania domów zimą oraz do budowy domów i statków.

Był także surowcem do produkcji węgla drzewnego, który wykorzystywano w wielu dawnych gałęziach przemysłu – głównie w produkcji szkła, hutnictwie metali, produkcji piwa, farbiarstwie i produkcji prochu. Najwięcej węgla drzewnego zużywało hutnictwo, zwłaszcza na cele wojskowe, ale nie tylko.

Narzędzia budowano najpierw z brązu, potem z żelaza. W XIX i XX w. duże zapotrzebowanie na armaty spustoszyło lasy na terenach ośrodków metalurgiczny. Ponadto zajęcie nowych gruntów pod rolnictwo przyczyniło się do zniszczenia lasów.

Las rósł i wydawało się, że takie kraje jak Hiszpania i Anglia jako pierwsze stanęły w obliczu poważnego kryzysu spowodowanego wyczerpywaniem się zasobów leśnych. Teoretycznie rolę węgla drzewnego może przejąć węgiel kamienny.

Wymagało to jednak dużo czasu, zmian technologicznych i mentalnych, a także zapewnienia ekonomicznych sposobów transportu surowców z odległych zagłębi górniczych. Już w XIX wieku w Anglii zaczęto wykorzystywać węgiel w piecach kuchennych, a następnie do celów grzewczych. Konieczna była przebudowa kominków lub zastosowanie rzadkich dotychczas pieców kaflowych.

Pod koniec I wieku w przemyśle wykorzystano zaledwie około 1/3 wydobywanego węgla. Stosując znane wówczas technologie i zastępując bezpośrednio węgiel drzewny węglem kamiennym, nie było możliwe wytapianie żelaza o przyzwoitej jakości. W XIX wieku gwałtownie wzrósł import żelaza do Anglii ze Szwecji, kraju obfitującego w lasy i złoża rud żelaza.

Wykorzystanie koksu do produkcji żeliwa

Abraham Darby I (1678-1717) rozpoczął karierę zawodową jako praktykant u producenta maszyn do mielenia słodu w Birmingham. Następnie przeniósł się do Bristolu, gdzie najpierw wykonał te maszyny, a następnie zajął się produkcją mosiądzu.

1. Rośliny w Coalbrookdale (fot. B. Srednyava)

Prawdopodobnie jako pierwszy w procesie jego produkcji udało się zastąpić węgiel drzewny kamieniem. Od 1703 roku zaczął wyrabiać garnki żeliwne i wkrótce opatentował swoją metodę stosowania form piaskowych.

W 1708 roku rozpoczął pracę w Colebrookdale, następnie opuszczony ośrodek hutniczy nad rzeką Severn (1). Tam naprawił wielki piec i zainstalował nowe miechy. Wkrótce, bo w 1709 roku, węgiel drzewny zastąpiono koksem i uzyskano dobrej jakości żelazo.

W przeszłości wielokrotnie nieskuteczne było używanie węgla zamiast drewna opałowego. Było to zatem epokowe osiągnięcie techniczne, czasami nazywane de facto początkiem ery przemysłowej. Darby nie opatentował swojego wynalazku, ale trzymał go w tajemnicy.

Sukces wynikał z faktu, że zamiast zwykłego węgla użyto wspomnianego koksu, a lokalny węgiel zawierał niewielką ilość siarki. Jednak przez kolejne trzy lata zmagał się z takim spadkiem produkcji, że jego partnerzy biznesowi rozważali wycofanie kapitału.

Darby więc eksperymentował, mieszał węgiel drzewny z koksem, importował węgiel i koks z Bristolu oraz węgiel z południowej Walii. Produkcja rosła powoli. Do tego stopnia, że ​​w 1715 roku zbudował drugi piec do wytapiania. Nie tylko produkował żeliwo, ale także przetapiał je na żeliwne przybory kuchenne, garnki i czajniki.

Produkty te były sprzedawane w regionie, a ich jakość była lepsza niż wcześniej i z biegiem czasu firma zaczęła osiągać bardzo dobre wyniki. Darby wydobywał także i wytapiał miedź potrzebną do produkcji mosiądzu. Ponadto posiadał dwie kuźnie. Zmarł w 1717 roku w wieku 39 lat.

innowacja

Oprócz produkcji żeliwa i przyborów kuchennych, już w sześć lat po zbudowaniu pierwszej w dziejach ludzkości atmosferycznej maszyny parowej Newcomen (por. MT 3/2010, s. 16) w 1712 r. Colebrookdale rozpoczęto produkcję części do niego. To była produkcja narodowa.

2. Jeden z basenów stanowiący część układu zbiornikowego napędzającego miechy wielkiego pieca. Później powstał wiadukt kolejowy (fot. MJ Richardson)

W 1722 roku wykonano żeliwny cylinder do takiego silnika, a w ciągu następnych ośmiu lat wyprodukowano ich dziesięć, a potem znacznie więcej. Już w latach dwudziestych XX wieku produkowano tu pierwsze żeliwne koła dla kolei przemysłowych.

W 1729 r. wykonano 18 sztuk, które następnie odlano w zwykły sposób. Abraham Darby II (1711-1763) rozpoczął pracę w fabrykach w Colebrookdale w 1728 r., czyli jedenaście lat po śmierci ojca, w wieku siedemnastu lat. W angielskich warunkach klimatycznych hutę wygaszano wiosną.

Przez prawie trzy z najgorętszych miesięcy nie mógł pracować, gdyż miechy napędzane były kołami wodnymi, a o tej porze roku opady były niewystarczające do ich obsługi. Dlatego też przymusowy przestój został wykorzystany na naprawy i konserwację.

Aby przedłużyć możliwą żywotność pieca, zbudowano szereg zbiorników do przechowywania wody, wykorzystując pompę napędzaną przez zwierzęta do pompowania wody ze zbiornika najniższego do najwyższego (2).

W latach 1742-1743 Abraham Darby II przystosował atmosferyczną maszynę parową Newcomena do pompowania wody, dzięki czemu letnia przerwa w hutnictwie nie była już konieczna. Było to pierwsze zastosowanie maszyny parowej w metalurgii.

3. Most żelazny oddany do użytku w 1781 r. (fot. B. Sredniawa)

W 1749 r. na terenie Colebrookdale Powstała pierwsza kolej przemysłowa. Co ciekawe, od lat 40. do 1790. XVIII w. firma zajmowała się także produkcją broni, a raczej wydziału.

Może to dziwić, ponieważ Darby należał do Religijnego Towarzystwa Przyjaciół, którego członkowie byli powszechnie znani jako kwakrzy i których pacyfistyczne przekonania uniemożliwiały produkcję broni.

Największym osiągnięciem Abrahama Darby'ego II było wykorzystanie koksu do produkcji żeliwa, z którego następnie wytwarzano żeliwo ciągliwe. Próbował tego procesu na przełomie lat 40. i 50. Nie jest jasne, w jaki sposób osiągnął zamierzony efekt.

Jednym z elementów nowego procesu była selekcja rudy żelaza zawierającej jak najmniej fosforu. Kiedy już odniósł sukces, rosnący popyt skłonił Darby'ego II do budowy nowych wielkich pieców. Również w latach 50. zaczął dzierżawić grunty, na których wydobywał węgiel i rudy żelaza; zbudował także maszynę parową do osuszania kopalni. Rozbudował zaopatrzenie w wodę. Zbudował nową tamę. Kosztowało go to mnóstwo pieniędzy i czasu.

Ponadto na terenie tej działalności uruchomiono nową kolej przemysłową. 1 maja 1755 roku z szybu suszonego maszyną parową wydobyto pierwszą rudę żelaza, a dwa tygodnie później uruchomiono kolejny wielki piec, produkując średnio 15 ton surówki tygodniowo, choć zdarzały się tygodnie, kiedy można było uzyskać do 22 ton.

Piec koksowniczy okazał się lepszy od pieca węglowego. Żeliwo sprzedawano miejscowym kowalom. Ponadto wojna siedmioletnia (1756-1763) rozwinęła metalurgię do tego stopnia, że ​​Darby II wraz ze swoim partnerem biznesowym Thomasem Goldneyem II wydzierżawili więcej gruntów i zbudowali trzy kolejne wielkie piece wraz z systemem zbiorników.

Słynny John Wilkinson miał w pobliżu swoją firmę produkującą żelazo i stal, co uczyniło region najważniejszym ośrodkiem żelaza i stali w Wielkiej Brytanii w XXI wieku. Abraham Darby II zmarł w roku 51.

Największy kwiat

Po 1763 roku firmą kierował Richard Reynolds. Pięć lat później pracę rozpoczął osiemnastoletni Abraham Darby III (1750-1789). Rok wcześniej, w 1767 roku, położono pierwszą linię kolejową w Colebrookdale. Do 1785 r. zbudowano ich 32 km.

4. Żelazny Most - fragment (fot. B. Średniawa)

Na początku działalności Darby'ego III w jego królestwie działały trzy zakłady metalurgiczne - łącznie dzierżawiono siedem wielkich pieców, kuźnie, pola kopalniane i gospodarstwa rolne. Nowy szef miał także udziały w Darby, które przewoziły drewno z Gdańska do Liverpoolu.

Trzeci rozkwit biznesowy Darby'ego nastąpił w latach 70. i na początku lat 80., kiedy kupił on wielkie piece i jeden z pierwszych pieców do żywicy. Zbudował piece koksownicze i smołowe oraz przejął grupę kopalń węgla.

Rozbudował kuźnię w Colebrookdale a około 3 km na północ zbudował kuźnię w Horsehey, która później została wyposażona w maszynę parową i produkowała kutą stal. Następną kuźnię założono w 1785 roku w oddalonym o kolejne 4 km na północ Ketley, gdzie powstały dwie kuźnie Jamesa Watta.

Coalbrookdale zastąpił wspomniany wyżej atmosferyczny silnik parowy Newcomena w latach 1781–1782 silnikiem parowym Watta, nazwanym „Decyzja” na cześć statku kapitana Jamesa Cooka.

Szacuje się, że była to największa maszyna parowa zbudowana w XIX w. Warto dodać, że w roku 1800 w Shropshire pracowało około dwustu maszyn parowych. Darby i partnerzy otworzyli hurtownie, m.in. w Liverpoolu i Londynie.

Rozpoczęli także wydobycie wapienia. Ich gospodarstwa dostarczały konie dla kolei, uprawiały zboże, drzewa owocowe oraz hodowały bydło i owce. Wszystkie zostały zrealizowane w sposób nowoczesny jak na tamte czasy.

Szacuje się, że przedsiębiorstwa Abrahama Darby’ego III i jego współpracowników stanowiły największy ośrodek produkcji żelaza w Wielkiej Brytanii. Bez wątpienia najbardziej spektakularnym i historycznym dziełem Abrahama Darby’ego III była budowa pierwszego na świecie mostu żelaznego (3, 4). W pobliżu zbudowano 30-metrowy obiekt Colebrookdale, dołączył do brzegów rzeki Severn (por. MT 10/2006, s. 24).

Od pierwszego zgromadzenia wspólników do otwarcia mostu minęło sześć lat. Elementy żelazne, ważące łącznie 378 ton, odlał Abraham Darby III, który był budowniczym i skarbnikiem całego projektu – dopłacił za most z własnej kieszeni, co zagroziło bezpieczeństwu finansowemu jego działalności.

5. Kanał Shropshire, molo węglowe (fot. Crispin Purdy)

Wyroby ośrodka hutniczego wysyłano do odbiorców wzdłuż rzeki Severn. Abraham Darby III był także zaangażowany w budowę i utrzymanie dróg w okolicy. Ponadto rozpoczęto prace nad budową ścieżki łódkowo-belkowej wzdłuż brzegów rzeki Severn. Cel udało się jednak osiągnąć dopiero dwadzieścia lat później.

Dodajemy, że udziałowcem był brat Abrahama III, Samuel Darby, a William Reynolds, wnuk Abrahama Darby’ego II, był budowniczym Kanału Shropshire, ważnej drogi wodnej w regionie (5). Abraham Darby III był człowiekiem oświecenia, interesował się nauką, zwłaszcza geologią, posiadał wiele książek i instrumentów naukowych, takich jak maszyna elektryczna i kamera obscura.

Poznał Erasmusa Darwina, lekarza i botanika, dziadka Karola, współpracował z Jamesem Wattem i Matthew Boultonem, konstruktorami coraz nowocześniejszych parowozów (por. MT 8/2010, s. 22 i MT 10/2010, s. 16).

W metalurgii, w której się specjalizował, nie znał niczego nowego. Zmarł w 1789 roku w wieku 39 lat. Francis, jego najstarsze dziecko, miał wtedy sześć lat. W 1796 r. zmarł brat Abrahama Samuel, pozostawiając 14-letniego syna Edmunda.

Na przełomie XVIII i XIX w

6. Philip James de Loutherbourg, Coalbrookdale nocą, 1801

7. Most Żelazny w Sydney Gardens, Bath, odlany w Coalbrookdale w 1800 roku (fot. Plumbum64)

Po śmierci Abrahama III i jego brata rodzinne firmy podupadły. Pisma od Boulton & Watt od kupujących skarżyły się na opóźnienia w dostawach i jakość żelaza, które otrzymywali z obszaru Ironbridge nad rzeką Severn.

Sytuacja zaczęła się poprawiać na przełomie wieków (6). Od 1803 roku Edmund Darby prowadził hutę żelaza specjalizującą się w produkcji mostów żelaznych. W 1795 roku na rzece Severn miała miejsce wyjątkowa powódź, która zmyła wszystkie mosty na tej rzece, przetrwał jedynie żelazny most Darby.

Dzięki temu stał się jeszcze bardziej sławny. Odlewane mosty Colebrookdale stacjonowały w Wielkiej Brytanii (7), Holandii, a nawet na Jamajce. W 1796 r. fabrykę odwiedził wynalazca wysokociśnieniowej maszyny parowej Richard Trevithick (MT 11/2010, s. 16).

Tutaj w 1802 roku wykonał eksperymentalny silnik parowy działający na tej zasadzie. Wkrótce zbudował tu pierwszą lokomotywę parową, która niestety nigdy nie została oddana do użytku. W 1804 r Colebrookdale opracował wysokociśnieniowy silnik parowy dla fabryki tekstyliów w Macclesfield.

W tym samym czasie produkowane były silniki typu Watt i jeszcze starszy typ Newcomen. Ponadto wykonano elementy architektoniczne, takie jak żeliwne łuki do szklanego dachu czy neogotyckie stolarki okienne.

Oferta obejmuje wyjątkowo szeroką gamę produktów żelaznych, takich jak części maszyn do kopalni cyny w Kornwalii, pługi, prasy do owoców, ramy łóżek, wagi zegarowe, ruszty i piece, żeby wymienić tylko kilka.

Nieopodal, we wspomnianym Horshey, działalność miała zupełnie inny profil. Produkowano surówkę, którą zwykle na miejscu w kuźni przetwarzano na kute pręty i blachy, budowano kute garnki - resztę surówki sprzedawano do innych powiatów.

Okres wojen napoleońskich, który przypadał na ten czas, to okres rozkwitu hutnictwa i przemysłu w regionie. Colebrookdalez wykorzystaniem nowych technologii. Jednak Edmund Darby, jako członek Religijnego Towarzystwa Przyjaciół, nie zajmował się produkcją broni. Zmarł w 1810 roku.

8. Most Halfpenny Bridge w Dublinie, odlany w Coalbrookdale w 1816 roku.

Po wojnach napoleońskich

Po Kongresie Wiedeńskim w 1815 roku zakończył się okres wysokiej dochodowości hutnictwa. W Colebrookdale Nadal produkowano odlewy, ale tylko z zakupionego żeliwa. Przez cały czas firma produkowała także mosty.

9. Most Macclesfield w Londynie, zbudowany w 1820 r. (fot. B. Srednyava)

Najbardziej znane to kolumna w Dublinie (8) i kolumny mostu Macclesfield nad Kanałem Regentskim w Londynie (9). Po Edmundzie fabrykami zarządzał Franciszek, syn Abrahama III, wraz ze swoim szwagrem. Pod koniec lat dwudziestych przyszła kolej na Abrahama IV i Alfreda, synów Edmunda.

W latach 30-tych nie był to już zakład zaawansowany technologicznie, ale nowi właściciele wprowadzili znane nowoczesne procesy w piecach i piecach, a także nowe maszyny parowe.

Wyprodukowano tu wówczas np. 800 ton blachy żelaznej na kadłub statku Great Britain, a wkrótce także żeliwną rurę do napędzania lekkiego transportu kolejowego z Londynu do Croydon.

Od lat trzydziestych XX wieku kościół św. Colebrookdale obiekty sztuki żeliwnej - popiersia, pomniki, płaskorzeźby, fontanny (10, 11). Zmodernizowana odlewnia była w 1851 roku największą na świecie, aw 1900 zatrudniała już tysiąc robotników.

Wyroby z niego wykonane z sukcesem brały udział w licznych międzynarodowych wystawach. W Colebrookdale w latach 30. XX w. zaczęto także produkować cegły i płytki na sprzedaż, a 30 lat później wydobywano glinę, z której wykonywano wazony, wazony i garnki.

Oczywiście sprzęt kuchenny, silniki parowe i mosty tradycyjnie były produkowane w sposób ciągły. Od połowy XIX wieku fabryki prowadzone były głównie przez osoby spoza rodziny Darby. Ostatnią osobą w branży, która ją nadzorowała, był Alfred Darby II, który przeszedł na emeryturę w 1925 roku.

Od początku lat sześćdziesiątych XX wieku żelazne piece mostowe, podobnie jak inne ośrodki wytapiania żelaza w Shropshire, stopniowo traciły na znaczeniu. Nie mogły już konkurować z przedsiębiorstwami tej branży zlokalizowanymi na wybrzeżu, do których bezpośrednio ze statków morskich dostarczano tańszą, importowaną rudę żelaza.

10. Peacock Fountain, odlana w Coalbrookdale, stoi obecnie w Christchurch w Nowej Zelandii, jak widać dzisiaj (zdjęcie: Johnston DJ)

11. Fragment Pawiej Fontanny (fot. Christoph Machler)