سلالة ميتالورجية كولبروكديل

يعد Coalbrookdale مكانًا خاصًا على الخريطة التاريخية. كان هنا لأول مرة: تم صهر الحديد الزهر باستخدام الوقود المعدني - فحم الكوك ، واستخدمت أول قضبان حديدية ، وتم بناء أول جسر حديدي ، وصُنعت أجزاء من أقدم المحركات البخارية. اشتهرت المنطقة ببناء الجسور وتصنيع المحركات البخارية والصب الفني. ربطت عدة أجيال من عائلة داربي التي تعيش هنا حياتها بعلم المعادن.

رؤية سوداء لأزمة الطاقة

في القرون الماضية ، كان مصدر الطاقة هو عضلات الإنسان والحيوان. في العصور الوسطى ، انتشرت عجلات المياه وطواحين الهواء في جميع أنحاء أوروبا ، باستخدام قوة الرياح العاتية والمياه المتدفقة. تم استخدام الحطب لتدفئة المنازل في الشتاء ، لبناء المنازل والسفن.

كان أيضًا مادة خام لإنتاج الفحم ، والذي كان يستخدم في العديد من فروع الصناعة القديمة - بشكل أساسي لإنتاج الزجاج وصهر المعادن وإنتاج البيرة والصباغة وإنتاج البارود. استهلك علم المعادن أكبر كمية من الفحم ، خاصة للأغراض العسكرية ، ولكن ليس فقط.

صنعت الأدوات أولاً من البرونز ، ثم من الحديد. في القرنين XNUMXth و XNUMXth ، أدى الطلب الكبير على المدافع إلى تدمير الغابات في مناطق المراكز المعدنية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن سحب الأراضي الجديدة للأراضي الزراعية ساهم في تدمير الغابات.

نمت الغابة ، وبدا أن دولًا مثل إسبانيا وإنجلترا واجهت أزمة كبيرة في المقام الأول بسبب استنفاد موارد الغابات. من الناحية النظرية ، يمكن أن يلعب دور الفحم الفحم.

ومع ذلك ، فقد تطلب ذلك الكثير من الوقت والتغييرات التكنولوجية والعقلية ، فضلاً عن توفير طرق اقتصادية لنقل المواد الخام من أحواض التعدين البعيدة. بالفعل في القرن التاسع عشر ، بدأ استخدام الفحم في مواقد المطبخ ، ثم لأغراض التدفئة في إنجلترا. تطلب الأمر إعادة بناء المواقد أو استخدام مواقد قرميدية نادرة سابقًا.

في نهاية القرن الأول ، تم استخدام حوالي 1/3/XNUMX فقط من الفحم الصلب المستخرج في الصناعة. باستخدام التقنيات المعروفة في ذلك الوقت واستبدال الفحم مباشرة بالفحم ، لم يكن من الممكن صهر الحديد ذي الجودة اللائقة. في القرن التاسع عشر ، زاد استيراد الحديد إلى إنجلترا من السويد ، من بلد به الكثير من الغابات ورواسب خام الحديد ، بسرعة.

استخدام فحم الكوك لإنتاج الحديد الخام

بدأ أبراهام داربي الأول (1678-1717) حياته المهنية كمتدرب في تصنيع معدات طحن الشعير في برمنغهام. انتقل بعد ذلك إلى بريستول ، حيث صنع هذه الآلات أولاً ثم انتقل إلى صناعة النحاس.

1. نباتات في كولبروكديل (الصورة: ب.سريدنيافا)

ربما كان أول من استبدل الفحم بالفحم في عملية إنتاجه. من عام 1703 بدأ في صنع أواني من الحديد الزهر وسرعان ما حصل على براءة اختراع طريقته في استخدام القوالب الرملية.

في عام 1708 بدأ العمل فيه كولبروكديل، ثم مركز صهر مهجور على نهر سيفرن (1). هناك قام بإصلاح الفرن العالي وتركيب منفاخ جديد. بعد فترة وجيزة ، في عام 1709 ، تم استبدال الفحم بفحم الكوك ، وتم الحصول على الحديد من نوعية جيدة.

في السابق ، لم ينجح استخدام الفحم بدلاً من الحطب مرات عديدة. وبالتالي ، كان إنجازًا تقنيًا تاريخيًا ، والذي يُطلق عليه أحيانًا البداية الفعلية للعصر الصناعي. لم يقم داربي ببراءة اختراعه ، لكنه أبقى سراً.

يرجع النجاح إلى حقيقة أنه استخدم فحم الكوك المذكور أعلاه بدلاً من الفحم الصلب العادي ، وأن الفحم المحلي كان منخفضًا في الكبريت. ومع ذلك ، في السنوات الثلاث التالية ، كافح مع مثل هذا الانخفاض في الإنتاج لدرجة أن شركائه في العمل كانوا على وشك سحب رأس المال.

لذلك جرب داربي ، مزج الفحم مع فحم الكوك ، واستورد الفحم وفحم الكوك من بريستول ، والفحم نفسه من جنوب ويلز. زاد الإنتاج ببطء. لدرجة أنه بنى مصهرًا ثانيًا في عام 1715. لم ينتج الحديد الخام فحسب ، بل صهره أيضًا في أواني المطبخ المصنوعة من الحديد الزهر والأواني وأقداح الشاي.

تم بيع هذه المنتجات في المنطقة وكانت جودتها أفضل من ذي قبل ، ومع مرور الوقت بدأت الشركة في الأداء بشكل جيد للغاية. قام داربي أيضًا بتعدين النحاس وصهره لصنع النحاس الأصفر. بالإضافة إلى ذلك ، كان لديه اثنين من المسبوكات. توفي عام 1717 عن عمر يناهز 39 عامًا.

الابتكارات

بالإضافة إلى إنتاج الحديد الزهر وأدوات المطبخ ، بعد ست سنوات بالفعل من إنشاء أول محرك بخاري جوي Newcomen في تاريخ البشرية (انظر: MT 3/2010 ، ص .16) في عام 1712 ، في كولبروكديل بدأ إنتاج أجزاء لها. لقد كان إنتاجًا وطنيًا.

2. أحد البرك وهو جزء من نظام الخزان لقيادة منفاخ الفرن العالي. تم بناء جسر سكة الحديد في وقت لاحق (الصورة: M.J. Richardson)

في عام 1722 ، تم صنع أسطوانة من الحديد الزهر لمثل هذا المحرك ، وعلى مدار السنوات الثماني التالية ، تم تصنيع عشرة ، ثم أكثر من ذلك بكثير. تم تصنيع أول عجلات من الحديد الزهر للسكك الحديدية الصناعية هنا في عشرينيات القرن الماضي.

في عام 1729 ، تم صنع 18 قطعة ثم صبها بالطريقة المعتادة. بدأ أبراهام داربي الثاني (1711-1763) العمل في المصانع في كولبروكديل في عام 1728 ، أي بعد XNUMX عامًا من وفاة والده ، عن عمر يناهز سبعة عشر عامًا. في الظروف المناخية الإنجليزية ، تم إطفاء فرن الصهر في الربيع.

لم يتمكن من العمل لما يقرب من ثلاثة أشهر من أشد الشهور حرارة ، لأن المنفاخ كان يقودها عجلات مائية ، وفي هذا الوقت من العام لم تكن كمية الأمطار كافية لعملهم. لذلك ، تم استخدام وقت التوقف عن العمل للإصلاحات والصيانة.

لإطالة العمر الافتراضي للفرن ، تم بناء سلسلة من صهاريج تخزين المياه التي تستخدم مضخة تعمل بالحيوان لضخ المياه من الخزان الأدنى إلى الأعلى (2).

في 1742-1743 ، قام أبراهام داربي الثاني بتكييف محرك البخار الجوي لنيوكومين لضخ المياه ، بحيث لم تعد هناك حاجة لقضاء عطلة الصيف في علم المعادن. كان هذا أول استخدام للمحرك البخاري في علم المعادن.

3. الجسر الحديدي ، دخل حيز التشغيل عام 1781 (تصوير ب.سريدنيافا)

في عام 1749 في الإقليم كولبروكديل تم إنشاء أول سكة حديد صناعية. ومن المثير للاهتمام ، أنه من الأربعينيات إلى التسعينيات من القرن الماضي ، كانت المؤسسة تعمل أيضًا في إنتاج الأسلحة ، أو بالأحرى قسم.

قد يكون هذا مفاجأة ، لأن داربي كان ينتمي إلى جمعية الأصدقاء الدينية ، التي كان أعضاؤها معروفين على نطاق واسع باسم الكويكرز والذين حالت معتقداتهم السلمية على تصنيع الأسلحة.

كان أعظم إنجازات أبراهام داربي الثاني هو استخدام فحم الكوك في إنتاج الحديد الخام ، والذي تم الحصول عليه لاحقًا من حديد الدكتايل. لقد جرب هذه العملية في مطلع الأربعينيات والخمسينيات ، وليس من الواضح كيف حقق التأثير المطلوب.

كان أحد عناصر العملية الجديدة هو اختيار خام الحديد مع أقل قدر ممكن من الفوسفور. بمجرد نجاحه ، دفع الطلب المتزايد داربي الثاني لبناء أفران صهر جديدة. وفي الخمسينيات أيضًا ، بدأ في استئجار الأراضي التي استخرج منها الفحم وخام الحديد. كما قام ببناء محرك بخاري لتصريف المنجم. قام بتوسيع نظام إمداد المياه. قام ببناء سد جديد. لقد كلفه الكثير من المال والوقت.

علاوة على ذلك ، تم إنشاء خط سكة حديد صناعي جديد في منطقة هذا النشاط. في 1 مايو 1755 ، تم الحصول على خام الحديد الأول من المنجم ، وتم تجفيفه بواسطة محرك بخاري ، وبعد أسبوعين تم إطلاق فرن صهر آخر ، ينتج ما معدله 15 طنًا من الحديد الخام في الأسبوع ، على الرغم من وجود أسابيع يمكن الحصول عليها حتى 22 طنًا.

كان فرن الكوك أفضل من فرن الفحم. تم بيع الحديد الزهر للحدادين المحليين. بالإضافة إلى ذلك ، أدت حرب السنوات السبع (1756-1763) إلى تحسين علم المعادن لدرجة أن داربي الثاني ، مع شريكه في العمل توماس جولدني الثاني ، استأجر المزيد من الأراضي وقام ببناء ثلاثة أفران صهر أخرى جنبًا إلى جنب مع نظام الخزان.

كان لدى جون ويلكنسون الشهير شركته للصلب في مكان قريب ، مما جعل المنطقة أهم مركز للصلب في بريطانيا في القرن الحادي والخمسين. توفي أبراهام داربي الثاني عن عمر يناهز 51 في 1763.

أكبر زهرة

بعد عام 1763 ، تولى ريتشارد رينولدز إدارة الشركة. بعد خمس سنوات ، بدأ أبراهام داربي الثالث (1750-1789) البالغ من العمر ثمانية عشر عامًا العمل. قبل عام ، في عام 1767 ، تم مد خطوط السكك الحديدية لأول مرة في كولبروكديل. بحلول عام 1785 ، تم بناء 32 كم منها.

4. الجسر الحديدي - جزء (تصوير ب.سريدنيافا)

في بداية مسيرة داربي الثالث المهنية ، كان هناك ثلاثة مصاهر تعمل في مملكته - تم تأجير ما مجموعه سبعة أفران صهر ، وحقول ألغام ومزارع. كان للرئيس الجديد أيضًا أسهم في السفينة البخارية داربي ، التي جلبت الأخشاب من غدانسك إلى ليفربول.

جاء أكبر ازدهار ثالث لداربي في السبعينيات وأوائل الثمانينيات عندما اشترى أفرانًا صهرًا وأحد أفران القطران الأولى. قام ببناء أفران فحم الكوك والقطران وتولى مجموعة من مناجم الفحم.

قام بتوسيع الصياغة في كولبروكديل وعلى بعد حوالي 3 كيلومترات إلى الشمال ، بنى حدادًا في حرشي ، والذي تم تجهيزه لاحقًا بمحرك بخاري وأنتج منتجات مطروقة. تم إنشاء الهيكل التالي في عام 1785 في كيتلي ، على بعد 4 كيلومترات أخرى إلى الشمال ، حيث تم إنشاء اثنين من تشكيلات جيمس وات.

استبدل Colebrookdale المحرك البخاري الجوي المذكور أعلاه Newcomen بين 1781 و 1782 بمحرك بخاري Watt ، أطلق عليه اسم "Decision" على اسم سفينة Captain James Cook.

تشير التقديرات إلى أنه كان أكبر محرك بخاري تم بناؤه في القرن 1800. ومن الجدير بالذكر أنه كان هناك حوالي مائتي محرك بخاري قيد التشغيل في شروبشاير في XNUMX. افتتح داربي وشركاه تجار الجملة ، بما في ذلك. في ليفربول ولندن.

كانوا يعملون أيضًا في استخراج الحجر الجيري. زودت مزارعهم خطوط السكك الحديدية بالخيول وزرع الحبوب وأشجار الفاكهة وتربية الماشية والأغنام. تم تنفيذ كل منهم بطريقة حديثة في ذلك الوقت.

تشير التقديرات إلى أن مؤسسات أبراهام داربي الثالث وشركائه شكلت أكبر مركز لإنتاج الحديد في بريطانيا العظمى. مما لا شك فيه أن أكثر الأعمال إثارة وتاريخًا لإبراهام داربي الثالث كان بناء أول جسر حديدي في العالم (3 ، 4). تم بناء مرفق بطول 30 مترًا في مكان قريب كولبروكديل، انضم إلى ضفاف نهر سيفرن (انظر MT 10/2006 ، ص 24).

مرت ست سنوات بين أول اجتماع للمساهمين وافتتاح الجسر. تم صب عناصر حديدية بوزن إجمالي يبلغ 378 طنًا في أعمال أبراهام داربي الثالث ، الذي كان باني وأمين صندوق المشروع بأكمله - دفع مبلغًا إضافيًا للجسر من جيبه الخاص ، مما عرض الأمن المالي لأنشطته للخطر.

5. قناة شروبشاير ، رصيف الفحم (الصورة: كريسبين بوردي)

تم شحن منتجات المركز المعدني إلى المستلمين على طول نهر سيفيرن. شارك أبراهام داربي الثالث أيضًا في بناء وصيانة الطرق في المنطقة. بالإضافة إلى ذلك ، بدأ العمل في بناء مسار شعاع للقوارب على طول ضفاف نهر سيفيرن. ومع ذلك ، لم يتم الوصول إلى الهدف إلا بعد عشرين عامًا.

دعونا نضيف أن شقيق أبراهام الثالث صموئيل داربي كان مساهمًا ، وويليام رينولدز ، حفيد أبراهام داربي الثاني ، كان باني قناة شروبشاير ، وهو ممر مائي مهم في المنطقة (5). كان أبراهام داربي الثالث رجلًا مستنيرًا ، وكان مهتمًا بالعلوم ، وخاصة الجيولوجيا ، وكان لديه العديد من الكتب والأدوات العلمية ، مثل آلة كهربائية وكاميرا مظلمة.

التقى إيراسموس داروين ، الطبيب وعالم النبات ، جد تشارلز ، وتعاون مع جيمس وات وماثيو بولتون ، بناة المحركات البخارية الحديثة بشكل متزايد (انظر MT 8/2010 ، ص 22 و MT 10/2010 ، ص .16).

في علم المعادن ، الذي تخصص فيه ، لم يكن يعرف شيئًا جديدًا. توفي عام 1789 عن عمر يناهز 39 عامًا. كان فرانسيس ، ابنه الأكبر ، يبلغ من العمر ست سنوات. في عام 1796 ، توفي شقيق إبراهيم صموئيل تاركًا ابنه إدموند البالغ من العمر 14 عامًا.

في مطلع القرنين الثامن عشر والتاسع عشر

6. فيليب جيمس دي لوثربورغ ، كولبروكديل بالليل ، 1801

7. الجسر الحديدي في حدائق سيدني ، باث ، المصبوب في كولبروكديل في عام 1800 (الصورة: Plumbum64)

بعد وفاة إبراهيم الثالث وشقيقه ، انهارت أعمال العائلة. في رسائل من Boulton & Watt ، اشتكى المشترون من التأخير في عمليات التسليم وجودة الحديد الذي تلقوه من منطقة Ironbridge على نهر Severn.

بدأ الوضع في التحسن في مطلع القرن (6). من عام 1803 ، أدار إدموند داربي مصنعًا للحديد متخصصًا في إنتاج الجسور الحديدية. في عام 1795 ، كان هناك فيضان فريد من نوعه على نهر سيفيرن ، والذي جرف جميع الجسور عبر هذا النهر ، ولم ينج سوى جسر داربي الحديدي.

هذا جعله أكثر شهرة. يلقي الجسور في كولبروكديل تم نشرها في جميع أنحاء المملكة المتحدة (7) وهولندا وحتى جامايكا. في عام 1796 ، قام ريتشارد تريفيثيك ، مخترع المحرك البخاري عالي الضغط ، بزيارة المصنع (MT 11/2010 ، ص 16).

صنع هنا ، في عام 1802 ، محركًا بخاريًا تجريبيًا يعمل وفقًا لهذا المبدأ. سرعان ما بنى هنا أول قاطرة بخارية ، والتي ، للأسف ، لم يتم تشغيلها مطلقًا. في 1804 في كولبروكديل طورت محركًا بخاريًا عالي الضغط لمصنع نسيج في ماكليسفيلد.

في الوقت نفسه ، تم إنتاج محركات من نوع Watt وحتى نوع Newcomen الأقدم. بالإضافة إلى ذلك ، تم صنع عناصر معمارية ، مثل الأقواس المصنوعة من الحديد الزهر للسقف الزجاجي أو إطارات النوافذ القوطية الجديدة.

يشمل العرض مجموعة واسعة بشكل استثنائي من منتجات الحديد مثل قطع غيار مناجم كورنيش القصدير والمحاريث ومعاصر الفاكهة وإطارات الأسرة وموازين الساعة والمشابك والأفران ، على سبيل المثال لا الحصر.

في الجوار ، في Horshey المذكورة أعلاه ، كان للنشاط ملف تعريف مختلف تمامًا. لقد أنتجوا الحديد الخام ، الذي كان يتم معالجته عادةً في الموقع في التشكيل ، إلى قضبان وألواح مزورة ، وتم بناء الأواني المزورة - تم بيع باقي الحديد الخام إلى مقاطعات أخرى.

كانت فترة الحروب النابليونية ، التي كانت في ذلك الوقت ، ذروة علم المعادن والمصانع في المنطقة. كولبروكديلباستخدام تقنيات جديدة. ومع ذلك ، فإن إدموند داربي ، بصفته عضوًا في جمعية الأصدقاء الدينية ، لم يشارك في تصنيع الأسلحة. توفي عام 1810.

8. جسر هافبيني ، دبلن ، تم الإدلاء به في كولبروكديل عام 1816.

بعد الحروب النابليونية

بعد مؤتمر فيينا عام 1815 ، انتهت فترة الربحية العالية لعلم المعادن. في كولبروكديل كانت المصبوبات لا تزال تُصنع ، ولكن فقط من الحديد الزهر المشتراة. قامت الشركة أيضًا بعمل جسور طوال الوقت.

9. جسر ماكليسفيلد في لندن ، بني عام 1820 (تصوير ب.سريدنيافا)

أشهرها العمود الموجود في دبلن (8) وأعمدة جسر ماكليسفيلد فوق قناة ريجنت في لندن (9). بعد إدموند ، كانت المصانع يديرها فرانسيس ، ابن إبراهيم الثالث ، مع صهره. في أواخر عشرينيات القرن الماضي ، جاء دور أبراهام الرابع وألفريد ، أبناء إدموند.

في الثلاثينيات من القرن الماضي ، لم يعد مصنعًا تكنولوجيًا ، لكن المالكين الجدد أدخلوا العمليات الحديثة المعروفة في الأفران والأفران ، فضلاً عن المحركات البخارية الجديدة.

في ذلك الوقت ، على سبيل المثال ، تم إنتاج 800 طن من ألواح الحديد هنا لهيكل سفينة بريطانيا العظمى ، وسرعان ما تم إنتاج أنابيب حديدية لقيادة عربات السكك الحديدية الخفيفة في الطريق من لندن إلى كرويدون.

منذ الثلاثينيات من القرن الماضي ، تم إنشاء مسبك St. كولبروكديل أشياء فنية من الحديد الزهر - تماثيل نصفية ، نصب تذكارية ، نقوش بارزة ، نوافير (10 ، 11). كان المسبك الذي تم تحديثه في عام 1851 هو الأكبر في العالم ، وفي عام 1900 كان يعمل فيه ألف عامل.

شاركت منتجاتها بنجاح في العديد من المعارض الدولية. في كولبروكديل في الثلاثينيات من القرن الماضي ، بدأ أيضًا إنتاج الطوب والبلاط للبيع ، وبعد 30 عامًا ، تم استخراج الطين ، والذي صنعت منه المزهريات والمزهريات والأواني.

بالطبع ، تم تقليديًا بناء معدات المطبخ والمحركات البخارية والجسور بشكل مستمر. منذ منتصف القرن التاسع عشر ، كان المصانع يديرها أشخاص في الغالب من خارج عائلة داربي. كان ألفريد داربي الثاني ، الذي تقاعد في عام 1925 ، آخر شخص في الشركة يراقب العمل.

منذ أوائل الستينيات ، فقدت قمائن الجسور الحديدية ، مثل غيرها من مراكز صهر الحديد في شروبشاير ، أهميتها تدريجياً. لم يعد بإمكانهم التنافس مع شركات هذه الصناعة الواقعة على الساحل ، والتي تم تزويدها بخام الحديد المستورد الأرخص من السفن مباشرة.

10. نافورة الطاووس ، في كولبروكديل ، تقف حاليًا في كرايستشيرش ، نيوزيلندا ، منظر اليوم (تصوير جونستون دي جي)

11. تفاصيل نافورة الطاووس (الصورة: كريستوف مالر)