Dinastia metalúrgica Coalbrookdale

Coalbrookdale é um lugar especial no mapa histórico. Foi aqui pela primeira vez: o ferro fundido foi fundido com combustível mineral - coque, os primeiros trilhos de ferro foram usados, a primeira ponte de ferro foi construída, peças para os motores a vapor mais antigos foram feitas. A área era famosa pela construção de pontes, fabricação de motores a vapor e fundição artística. Várias gerações da família Darby que vivem aqui conectaram suas vidas com a metalurgia.

Visão negra da crise energética

Nos séculos passados, a fonte de energia eram os músculos de humanos e animais. Na Idade Média, rodas d'água e moinhos de vento se espalharam por toda a Europa, usando o poder do vento e da água corrente. A lenha era usada para aquecer casas no inverno, para construir casas e navios.

Era também matéria-prima para a produção de carvão vegetal, que era utilizado em muitos ramos da antiga indústria - principalmente para a produção de vidro, fundição de metais, produção de cerveja, tingimento e produção de pólvora. A metalurgia consumia a maior quantidade de carvão vegetal, principalmente para fins militares, mas não só.

As ferramentas foram construídas primeiro de bronze, depois de ferro. Nos séculos XNUMX e XNUMX, a grande demanda por canhões devastou as florestas nas áreas dos centros metalúrgico. Além disso, a retirada de novas terras para terras agrícolas contribuiu para a destruição das florestas.

A floresta cresceu e parecia que países como Espanha e Inglaterra enfrentavam uma grande crise em primeiro lugar devido ao esgotamento dos recursos florestais. Teoricamente, o papel do carvão vegetal pode assumir o papel do carvão.

No entanto, isso exigiu muito tempo, mudanças tecnológicas e mentais, bem como o fornecimento de meios econômicos para o transporte de matérias-primas de bacias de mineração remotas. Já no século XNUMX, o carvão começou a ser usado em fogões de cozinha e depois para fins de aquecimento na Inglaterra. Exigiu a reconstrução de lareiras ou o uso de salamandras até então raras.

No final do século I, apenas cerca de 1/3/XNUMX da hulha extraída era utilizada na indústria. Usando as tecnologias conhecidas na época e substituindo o carvão vegetal diretamente pelo carvão, não era possível fundir ferro de qualidade decente. No século XNUMX, a importação de ferro para a Inglaterra da Suécia, de um país com abundância de florestas e depósitos de minério de ferro, aumentou rapidamente.

Uso de coque para produção de ferro gusa

Abraham Darby I (1678-1717) iniciou sua carreira profissional como aprendiz na fabricação de equipamentos de moagem de malte em Birmingham. Ele então se mudou para Bristol, onde primeiro fez essas máquinas e depois passou para a fabricação de latão.

1. Plantas em Coalbrookdale (foto: B. Srednyava)

Provavelmente, foi o primeiro a substituir o carvão vegetal por carvão no processo de sua produção. A partir de 1703 começou a fazer potes de ferro fundido e logo patenteou seu método de usar moldes de areia.

Em 1708 começou a trabalhar em Colebrookdale, então um centro de fundição abandonado no rio Severn (1). Lá ele consertou o alto-forno e instalou novos foles. Logo, em 1709, o carvão foi substituído por coque e obteve-se ferro de boa qualidade.

Anteriormente, muitas vezes o uso de carvão em vez de lenha não era bem-sucedido. Assim, foi uma conquista técnica de época, que às vezes é chamada de início real da era industrial. Darby não patenteou sua invenção, mas a manteve em segredo.

O sucesso deveu-se ao fato de ele ter usado o coque mencionado em vez de carvão comum, e que o carvão local era baixo em enxofre. No entanto, nos três anos seguintes, ele lutou com um declínio tão grande na produção que seus parceiros de negócios estavam prestes a retirar capital.

Então Darby experimentou, misturou carvão com coque, importou carvão e coque de Bristol, e o próprio carvão de South Wales. A produção aumentou lentamente. Tanto que em 1715 construiu uma segunda fundição. Ele não apenas produziu ferro-gusa, mas também o derreteu em utensílios de cozinha de ferro fundido, panelas e bules.

Esses produtos eram vendidos na região e sua qualidade era melhor do que antes, e com o tempo a empresa começou a ter um desempenho muito bom. Darby também extraiu e derreteu o cobre necessário para fazer latão. Além disso, ele tinha duas forjas. Morreu em 1717, aos 39 anos.

inovação

Além da produção de ferro fundido e utensílios de cozinha, já seis anos após a construção da primeira máquina a vapor atmosférica de Newcomen na história da humanidade (ver: МТ 3/2010, p. 16) em 1712, em Colebrookdale começou a produção de peças para ele. Foi uma produção nacional.

2. Uma das piscinas, que faz parte do sistema de reservatórios para acionamento do fole do alto-forno. O viaduto ferroviário foi construído posteriormente (foto: M. J. Richardson)

Em 1722 foi feito um cilindro de ferro fundido para tal motor, e nos oito anos seguintes foram feitos dez, e depois muitos mais. As primeiras rodas de ferro fundido para ferrovias industriais foram feitas aqui na década de 20.

Em 1729, foram feitas 18 peças e depois fundidas da forma habitual. Abraham Darby II (1711-1763) começou a trabalhar em fábricas em Colebrookdale em 1728, ou seja, onze anos após a morte de seu pai, aos dezessete anos. Nas condições climáticas inglesas, o forno de fundição foi extinto na primavera.

Durante quase três dos meses mais quentes ele não pôde trabalhar, pois os foles eram movidos por rodas d'água, e nessa época do ano a quantidade de chuvas era insuficiente para seu trabalho. Portanto, o tempo de inatividade foi usado para reparos e manutenção.

Para prolongar a vida útil possível do forno, foram construídas uma série de tanques de armazenamento de água que usavam uma bomba de tração animal para bombear água do tanque mais baixo para o mais alto (2).

Em 1742-1743, Abraham Darby II adaptou o motor a vapor atmosférico de Newcomen para bombear água, de modo que as férias de verão na metalurgia não fossem mais necessárias. Este foi o primeiro uso da máquina a vapor na metalurgia.

3. Ponte de ferro, posta em operação em 1781 (foto de B. Srednyava)

No ano 1749 em território Colebrookdale A primeira ferrovia industrial foi criada. Curiosamente, da década de 40 à década de 1790, a empresa também se dedicava à produção de armas, ou melhor, a um departamento.

Isso pode ser uma surpresa, já que Darby pertencia à Sociedade Religiosa dos Amigos, cujos membros eram amplamente conhecidos como Quakers e cujas crenças pacifistas impediam a fabricação de armas.

A maior conquista de Abraham Darby II foi a utilização do coque na produção de ferro-gusa, do qual foi obtido posteriormente o ferro dúctil. Ele tentou esse processo na virada dos anos 40 e 50. Não está claro como ele conseguiu o efeito desejado.

Um elemento do novo processo foi a seleção de minério de ferro com o mínimo de fósforo possível. Uma vez que obteve sucesso, a crescente demanda levou Darby II a construir novos altos-fornos. Também na década de 50, passou a arrendar terras das quais extraía carvão e minério de ferro; ele também construiu um motor a vapor para drenar a mina. Ele ampliou o sistema de abastecimento de água. Ele construiu uma nova barragem. Custou-lhe muito dinheiro e tempo.

Além disso, foi iniciada uma nova ferrovia industrial na área desta atividade. Em 1º de maio de 1755, o primeiro minério de ferro foi obtido de uma mina seca a vapor, e duas semanas depois entrou em operação outro alto-forno, produzindo em média 15 toneladas de ferro-gusa por semana, embora houvesse semanas em que era possível obter até 22 toneladas.

O forno de coque era melhor que o forno de carvão. O ferro fundido foi vendido para ferreiros locais. Além disso, a Guerra dos Sete Anos (1756-1763) melhorou tanto a metalurgia que Darby II, com seu sócio Thomas Goldney II, arrendou mais terras e construiu mais três altos-fornos junto com um sistema de reservatórios.

O famoso John Wilkinson tinha sua siderúrgica nas proximidades, tornando a região o centro siderúrgico mais importante da Grã-Bretanha no século 51. Abraham Darby II morreu com a idade de 1763 em XNUMX.

A maior flor

Depois de 1763, Richard Reynolds assumiu a empresa. Cinco anos depois, Abraham Darby III (1750-1789), de dezoito anos, começou a trabalhar. Um ano antes, em 1767, as ferrovias foram lançadas pela primeira vez, em Colebrookdale. Em 1785, 32 km deles haviam sido construídos.

4. Ponte de Ferro - fragmento (foto de B. Srednyava)

No início da atividade de Darby III, três fundições operavam em seu reino - um total de sete altos-fornos, forjas, campos de minas e fazendas foram arrendados. O novo patrão também tinha ações no vapor Darby, que trazia madeira de Gdansk para Liverpool.

O terceiro maior boom de Darby ocorreu na década de 70 e início de 80, quando ele comprou altos-fornos e um dos primeiros fornos de alcatrão. Ele construiu fornos de coque e alcatrão e assumiu um grupo de minas de carvão.

Ele expandiu a forja em Colebrookdale e cerca de 3 km ao norte construiu uma ferraria em Horshey, que mais tarde foi equipada com uma máquina a vapor e produziu produtos laminados forjados. A próxima forja foi estabelecida em 1785 em Ketley, mais 4 km ao norte, onde foram estabelecidas duas forjas de James Watt.

Colebrookdale substituiu o já mencionado motor a vapor atmosférico de Newcomen entre 1781 e 1782 por um motor a vapor Watt, chamado "Decisão" em homenagem ao navio do capitão James Cook.

Estima-se que foi a maior máquina a vapor construída no século 1800. Vale acrescentar que havia cerca de duzentas máquinas a vapor em operação em Shropshire em XNUMX. Darby e parceiros abriram atacadistas, incl. em Liverpool e Londres.

Eles também estavam envolvidos na extração de calcário. Suas fazendas abasteciam as ferrovias com cavalos, cultivavam grãos, árvores frutíferas, criavam gado e ovelhas. Todos eles foram realizados de forma moderna para a época.

Estima-se que as empresas de Abraham Darby III e seus associados constituíssem o maior centro de produção de ferro da Grã-Bretanha. Sem dúvida, a obra mais espetacular e histórica de Abraham Darby III foi a construção da primeira ponte de ferro do mundo (3, 4). Uma instalação de 30 metros foi construída nas proximidades Colebrookdale, juntou-se às margens do rio Severn (ver MT 10/2006, p. 24).

Seis anos se passaram entre a primeira reunião de acionistas e a abertura da ponte. Elementos de ferro com peso total de 378 toneladas foram fundidos nas obras de Abraham Darby III, que foi o construtor e tesoureiro de todo o projeto - ele pagou extra pela ponte do próprio bolso, o que comprometeu a segurança financeira de suas atividades.

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

Os produtos do centro metalúrgico eram enviados para destinatários ao longo do rio Severn. Abraham Darby III também esteve envolvido na construção e manutenção de estradas na área. Além disso, iniciaram-se os trabalhos de construção de um trilho de barco ao longo das margens do Severn. No entanto, o objetivo só foi alcançado após vinte anos.

Acrescentemos que o irmão de Abraham III, Samuel Darby, era acionista, e William Reynolds, neto de Abraham Darby II, foi o construtor do Canal Shropshire, importante hidrovia da região (5). Abraham Darby III era um homem iluminista, interessava-se pela ciência, especialmente pela geologia, tinha muitos livros e instrumentos científicos, como uma máquina elétrica e uma câmara escura.

Conheceu Erasmus Darwin, o médico e botânico, avô de Charles, colaborou com James Watt e Matthew Boulton, construtores de máquinas a vapor cada vez mais modernas (ver MT 8/2010, p. 22 e MT 10/2010, p. 16).

Na metalurgia, na qual se especializou, não conhecia nada de novo. Morreu em 1789, aos 39 anos. Francisco, seu filho mais velho, tinha então seis anos. Em 1796, o irmão de Abraão, Samuel, morreu, deixando seu filho de 14 anos, Edmund.

Na virada dos séculos XVIII e XIX

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

7. Iron Bridge em Sydney Gardens, Bath, lançado em Coalbrookdale em 1800 (foto: Plumbum64)

Após a morte de Abraão III e seu irmão, os negócios da família caíram em ruínas. Em cartas da Boulton & Watt, os compradores reclamaram dos atrasos nas entregas e da qualidade do ferro que receberam da área de Ironbridge no rio Severn.

A situação começou a melhorar na virada do século (6). A partir de 1803, Edmund Darby dirigiu uma siderúrgica especializada na produção de pontes de ferro. Em 1795, houve uma inundação única no rio Severn, que arrastou todas as pontes sobre este rio, apenas a ponte de ferro Darby sobreviveu.

Isso o tornou ainda mais famoso. lançar pontes em Colebrookdale foram postados em todo o Reino Unido (7), Holanda e até Jamaica. Em 1796, Richard Trevithick, o inventor da máquina a vapor de alta pressão, visitou a fábrica (MT 11/2010, p. 16).

Ele fez aqui, em 1802, uma máquina a vapor experimental operando com esse princípio. Logo ele construiu a primeira locomotiva a vapor aqui, que, infelizmente, nunca foi colocada em operação. Em 1804 em Colebrookdale desenvolveu um motor a vapor de alta pressão para uma fábrica têxtil em Macclesfield.

Ao mesmo tempo, motores do tipo Watt e até mesmo o mais antigo tipo Newcomen estavam sendo produzidos. Além disso, foram feitos elementos arquitetônicos, como arcos de ferro fundido para o telhado de vidro ou caixilhos de janelas neogóticas.

A oferta inclui uma gama excepcionalmente ampla de produtos de ferro, como peças para minas de estanho da Cornualha, arados, prensas de frutas, armações de cama, balanças de relógio, grelhas e fornos, para citar apenas alguns.

Perto dali, no mencionado Horshey, a atividade tinha um perfil completamente diferente. Eles produziram ferro-gusa, que geralmente era processado no local na forja, em barras e chapas forjadas, foram construídos potes forjados - o restante do ferro-gusa foi vendido para outros municípios.

O período das guerras napoleônicas, que foi nessa época, foi o apogeu da metalurgia e das fábricas da região. Colebrookdaleusando novas tecnologias. No entanto, Edmund Darby, como membro da Sociedade Religiosa dos Amigos, não estava envolvido na fabricação de armas. Ele morreu em 1810.

8. Halfpenny Bridge, Dublin, lançado em Coalbrookdale em 1816.

Após as guerras napoleônicas

Após o Congresso de Viena em 1815, terminou o período de alta lucratividade da metalurgia. NO Colebrookdale Fundições ainda eram feitas, mas apenas de ferro fundido comprado. A empresa também fazia pontes o tempo todo.

9. Ponte Macclesfield em Londres, construída em 1820 (foto de B. Srednyava)

As mais famosas são a coluna de Dublin (8) e as colunas da Macclesfield Bridge sobre o Regent's Canal em Londres (9). Depois de Edmundo, as fábricas foram dirigidas por Francisco, filho de Abraão III, com seu cunhado. No final da década de 20, foi a vez de Abraham IV e Alfred, filhos de Edmund.

Na década de 30 não era mais uma planta tecnológica, mas os novos proprietários introduziram os conhecidos processos modernos em fornos e fornalhas, além de novas máquinas a vapor.

Naquela época, por exemplo, foram produzidas aqui 800 toneladas de chapas de ferro para o casco do navio da Grã-Bretanha e logo tubos de ferro para a condução de veículos leves sobre trilhos no caminho de Londres a Croydon.

Desde a década de 30, a fundição St. Colebrookdale objetos de arte em ferro fundido - bustos, monumentos, baixos-relevos, fontes (10, 11). A fundição modernizada era em 1851 a maior do mundo e em 1900 empregava mil trabalhadores.

Os produtos dele participaram com sucesso em inúmeras exposições internacionais. NO Colebrookdale na década de 30, iniciou-se também a produção de tijolos e telhas para venda e, 30 anos depois, extraiu-se o barro, do qual se faziam vasos, jarras e potes.

É claro que equipamentos de cozinha, máquinas a vapor e pontes são tradicionalmente construídos continuamente. Desde meados do século XIX, as fábricas são administradas principalmente por pessoas de fora da família Darby. Alfred Darby II, que se aposentou em 1925, foi a última pessoa no negócio a ficar de olho no negócio.

Desde o início da década de 60, os fornos de ponte de ferro, como outros centros de fundição de ferro em Shropshire, perderam gradualmente sua importância. Não podiam mais competir com as empresas dessa indústria localizadas no litoral, que se abasteciam de minério de ferro importado mais barato diretamente dos navios.

10. The Peacock Fountain, lançado em Coalbrookdale, atualmente está em Christchurch, Nova Zelândia, vista de hoje (foto de Johnston DJ)

11. Detalhe da Fonte do Pavão (foto: Christoph Mahler)