Metallurgiska dynastin Coalbrookdale

Coalbrookdale är en speciell plats på den historiska kartan. Det var här för första gången: gjutjärn smältes med mineralbränsle - koks, de första järnskenorna användes, den första järnbron byggdes, delar till de äldsta ångmaskinerna tillverkades. Området var känt för att bygga broar, tillverka ångmaskiner och konstnärligt gjuta. Flera generationer av familjen Darby som bor här har kopplat ihop sina liv med metallurgi.

En svart vision av energikrisen

Under tidigare århundraden var energikällan musklerna hos människor och djur. Under medeltiden spreds vattenhjul och väderkvarnar, som utnyttjade kraften från blåsande vind och strömmande vatten, över hela Europa. Ved användes för att värma hus på vintern och för att bygga hus och skepp.

Det var också råvaran för tillverkning av träkol, som användes i många gamla industrier – främst glastillverkning, metallsmältning, öltillverkning, färgning och kruttillverkning. Den största mängden träkol förbrukades av metallurgi, särskilt för militära ändamål, men inte bara.

Verktygen byggdes först av brons, sedan av järn. Under de XNUMX:e och XNUMX:e århundradena ödelade den stora efterfrågan på kanoner skogarna i centras områden metallurgisk. Dessutom bidrog beslagtagandet av ny mark för jordbruket till att skogarna förstördes.

Skogen växte, och det verkade som att länder som Spanien och England stod inför en stor kris i första hand på grund av utarmningen av skogsresurser. Teoretiskt sett kan kolets roll ta på kol.

Detta krävde dock mycket tid, tekniska och mentala förändringar, såväl som tillhandahållande av ekonomiska sätt att transportera råvaror från avlägsna gruvbassänger. Redan på XNUMXth århundradet började kol användas i köksspisar och sedan för uppvärmningsändamål i England. Det krävde återuppbyggnad av eldstäder eller användning av tidigare sällsynta kakelugnar.

I slutet av 1-talet användes endast cirka 3/XNUMX/XNUMX av det brutna stenkolet i industrin. Genom att använda den då kända tekniken och ersätta träkol direkt med kol, var det inte möjligt att smälta järn av anständig kvalitet. Under XNUMX-talet ökade importen av järn till England från Sverige, från ett land med ett överflöd av skogar och järnmalmsfyndigheter, snabbt.

Användning av koks för framställning av tackjärn

Abraham Darby I (1678-1717) började sin professionella karriär som lärling hos en maltfräsmaskintillverkare i Birmingham. Han flyttade sedan till Bristol, där han först tillverkade dessa maskiner och sedan gick in i mässingstillverkning.

1. Växter i Coalbrookdale (foto: B. Srednyava)

Förmodligen var det den första som ersatte träkol med kol i produktionsprocessen. Från 1703 började han tillverka gjutjärnskrukor och patenterade snart sin metod att använda sandformar.

1708 började han arbeta i Colebrookdale, sedan ett övergivet smältverk vid floden Severn (1). Där reparerade han masugnen och installerade ny bälg. Snart, 1709, ersattes träkol med koks och järn av god kvalitet erhölls.

Tidigare var användningen av kol i stället för ved många gånger misslyckad. Det var alltså en epokal teknisk bedrift, som ibland kallas den faktiska början på den industriella tidsåldern. Darby patenterade inte sin uppfinning, men höll den hemlig.

Framgången berodde på att han använde ovan nämnda koks snarare än vanligt kol, och att lokalt kol innehöll lite svavel. Men under de följande tre åren kämpade han med en sådan nedgång i produktionen att hans affärspartners övervägde att dra in kapital.

Så Darby experimenterade, han blandade kol med koks, han importerade kol och koks från Bristol och själva kolet från södra Wales. Produktionen ökade långsamt. Så mycket att han 1715 byggde ett andra smältverk. Han tillverkade inte bara tackjärn, utan smälte det även till köksredskap av gjutjärn, grytor och tekannor.

Dessa produkter såldes i regionen och deras kvalitet var bättre än tidigare och med tiden började företaget prestera mycket bra. Darby bröt och smälte även den koppar som behövdes för att tillverka mässing. Dessutom hade han två smedjor. Han dog 1717 vid 39 års ålder.

innovationer

Förutom produktionen av gjutjärn och köksredskap, redan sex år efter konstruktionen av den första Newcomen-atmosfäriska ångmaskinen i mänsklighetens historia (se: MT 3/2010, s. 16) 1712, i Colebrookdale tillverkningen av delar till den började. Det var en nationell produktion.

2. En av bassängerna som ingår i reservoarsystemet för att driva en masugnsbälg. Järnvägsviadukten byggdes senare (foto: M. J. Richardson)

År 1722 tillverkades en gjutjärnscylinder för en sådan motor, och under de följande åtta åren tillverkades tio av dem, och sedan många fler. De första gjutjärnshjulen för industrijärnvägar tillverkades här redan på 20-talet.

1729 tillverkades 18 stycken som sedan gjuts på vanligt sätt. Abraham Darby II (1711-1763) började arbeta på fabriker i Colebrookdale år 1728, alltså elva år efter faderns död, vid sjutton års ålder. Under engelska klimatförhållanden släcktes smältugnen på våren.

Under nästan tre av de varmaste månaderna kunde han inte arbeta, eftersom bälgen drevs av vattenhjul, och vid den här tiden på året var nederbörden otillräcklig för att driva dem. Därför användes den påtvingade stilleståndstiden till reparationer och underhåll.

För att förlänga den möjliga livslängden för ugnen byggdes en serie vattenlagringstankar som använde en djurdriven pump för att pumpa vatten från den lägsta tanken till den högsta (2).

1742-1743 anpassade Abraham Darby II Newcomens atmosfäriska ångmaskin för att pumpa vatten så att sommaruppehållet i metallurgin inte längre behövdes. Detta var den första användningen av en ångmaskin inom metallurgin.

3. Järnbro, beställd 1781 (foto av B. Srednyava)

År 1749 på territoriet Colebrookdale Den första industrijärnvägen skapades. Intressant nog var företaget från 40-talet till 1790-talet också engagerat i produktion av vapen, eller snarare en avdelning.

Detta kan komma som en överraskning, eftersom Darby tillhörde Religious Society of Friends, vars medlemmar var allmänt kända som kväkare och vars pacifistiska övertygelser förhindrade tillverkning av vapen.

Abraham Darby II:s största prestation var användningen av koks vid tillverkning av gjutjärn, av vilket aducerat gjutjärn senare tillverkades. Han provade denna process vid skiftningen av 40- och 50-talen. Det är oklart hur han uppnådde den önskade effekten.

En del av den nya processen var att välja järnmalm med så lite fosfor som möjligt. När han väl var framgångsrik fick den växande efterfrågan Darby II att bygga nya masugnar. Också på 50-talet började han arrendera mark på vilken han bröt kol och järnmalm; han byggde också en ångmaskin för att dränera gruvan. Han utökade vattenförsörjningssystemet. Han byggde en ny damm. Det kostade honom mycket pengar och tid.

Dessutom startades en ny industrijärnväg i området för denna verksamhet. Den 1 maj 1755 utvanns den första järnmalmen från ett schakt som torkats av en ångmaskin, och två veckor senare var ytterligare en masugn i drift, som producerade i genomsnitt 15 ton tackjärn per vecka, även om det fanns veckor då upp till 22 ton kunde erhållas.

Koksugnen visade sig vara bättre än kolugnen. Gjutjärnet såldes till lokala smeder. Dessutom förbättrade sjuåriga kriget (1756-1763) metallurgin så mycket att Darby II tillsammans med sin affärspartner Thomas Goldney II arrenderade mer mark och byggde ytterligare tre masugnar tillsammans med ett reservoarsystem.

Den berömda John Wilkinson hade sitt stålföretag i närheten, vilket gjorde regionen till Storbritanniens viktigaste stålcentrum på 51-talet. Abraham Darby II dog vid en ålder av 1763 i XNUMX.

Den största blomman

Efter 1763 leddes företaget av Richard Reynolds. Fem år senare började artonårige Abraham Darby III (1750-1789) arbeta. Ett år tidigare, 1767, anlades järnvägar för första gången, i Colebrookdale. År 1785 hade 32 km av dem byggts.

4. Iron Bridge - fragment (foto av B. Srednyava)

I början av Darby III:s verksamhet verkade tre metallurgiska anläggningar i hans kungarike – totalt sju masugnar, smedjor, gruvfält och gårdar arrenderades. Den nya chefen hade också aktier i Darby, som fraktade timmer från Gdansk till Liverpool.

Den tredje affärsboomen i Darby kom på 70- och början av 80-talet, när han köpte masugnar och en av de första hartsugnarna. Han byggde koks- och tjärugnar och tog över en grupp kolgruvor.

Han utökade smedjan till Colebrookdale och cirka 3 km norrut byggde han en smedja vid Horsehey, som senare försågs med en ångmaskin och tillverkade smidesstål. Nästa smedja grundades 1785 vid Ketley, ytterligare 4 km norrut, där två James Watt-smedjor etablerades.

Colebrookdale ersatte den tidigare nämnda Newcomen atmosfäriska ångmaskinen mellan 1781 och 1782 med en Watt ångmaskin, döpt till "Decision" efter kapten James Cooks skepp.

Det uppskattas att det var den största ångmaskinen som byggdes på 1800-talet. Det är värt att tillägga att det var cirka tvåhundra ångmaskiner i drift i Shropshire i XNUMX. Darby och partners öppnade grossister, inkl. i Liverpool och London.

De började också bryta kalksten. Deras gårdar levererade hästar till järnvägarna, odlade spannmål, fruktträd och föd upp nötkreatur och får. Alla genomfördes på ett modernt sätt för den tiden.

Det uppskattas att Abraham Darby III:s och hans medarbetares företag utgjorde det största centrumet för järnproduktion i Storbritannien. Utan tvekan var det mest spektakulära och historiska verk av Abraham Darby III byggandet av världens första järnbro (3, 4). En 30 meter lång anläggning byggdes i närheten Colebrookdale, anslöt sig till floden Severns strand (se MT 10/2006, s. 24).

Det gick sex år mellan det första aktieägarmötet och bron öppnades. Järnelementen, som vägde totalt 378 ton, gjuts av Abraham Darby III, som var byggmästare och kassör för hela projektet - han betalade extra för bron ur egen ficka, vilket äventyrade den ekonomiska tryggheten för hans verksamhet.

5. Shropshire Canal, kolpiren (foto: Crispin Purdy)

Produkterna från det metallurgiska centret skickades till mottagarna längs floden Severn. Abraham Darby III var också involverad i byggandet och underhållet av vägar i området. Dessutom påbörjades arbetet med att bygga en båtbalksbana längs stranden av Severn. Målet nåddes dock först efter tjugo år.

Vi tillägger att Abraham III:s bror Samuel Darby var aktieägare och William Reynolds, barnbarn till Abraham Darby II, byggde Shropshire Canal, en viktig vattenväg i regionen (5). Abraham Darby III var en man av upplysning, han var intresserad av vetenskap, särskilt geologi, och han ägde många böcker och vetenskapliga instrument, som en elektrisk maskin och en camera obscura.

Han träffade Erasmus Darwin, läkaren och botanikern, Charles farfar, han samarbetade med James Watt och Matthew Boulton, byggare av allt modernare ångmaskiner (se MT 8/2010, s. 22 och MT 10/2010, s. 16).

Inom metallurgin, där han specialiserade sig, visste han inget nytt. Han dog 1789 vid 39 års ålder. Francis, hans äldsta barn, var sex år gammal vid den tiden. 1796 dog Abrahams bror Samuel och efterlämnade en 14-årig son, Edmund.

Vid XNUMX- och XNUMX-talsskiftet

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

7. Iron Bridge i Sydney Gardens, Bath, gjuten i Coalbrookdale 1800 (foto: Plumbum64)

Efter Abraham III:s och hans brors död förföll familjeföretagen. Brev från Boulton & Watt från köpare klagade över förseningar i leveranser och kvaliteten på järnet de fick från Ironbridge-området vid floden Severn.

Situationen började förbättras vid sekelskiftet (6). Från 1803 drev Edmund Darby ett järnbruk specialiserat på tillverkning av järnbroar. År 1795 var det en unik översvämning vid floden Severn som spolade bort alla broar över denna flod, bara Darby järnbron överlevde.

Detta gjorde honom ännu mer känd. Gjut in broar Colebrookdale publicerades i hela Storbritannien (7), Nederländerna och till och med Jamaica. 1796 besökte Richard Trevithick, uppfinnaren av högtrycksångmaskinen, fabriken (MT 11/2010, s. 16).

Här, 1802, gjorde han en experimentell ångmaskin som fungerade på denna princip. Snart byggde han här det första ångloket, som tyvärr aldrig togs i drift. År 1804 in Colebrookdale utvecklat en högtrycksångmaskin för en textilfabrik i Macclesfield.

Samtidigt tillverkades motorer av typen Watt och även den äldre Newcomen-typen. Dessutom gjordes arkitektoniska element, som gjutjärnsbågar till glastaket eller nygotiska fönsterbågar.

Erbjudandet omfattar ett exceptionellt brett utbud av järnprodukter såsom delar till corniska plåtgruvor, plogar, fruktpressar, sängramar, klockvågar, galler och ugnar, för att bara nämna några.

I närheten, i den tidigare nämnda Horshey, hade aktiviteten en helt annan profil. Man tillverkade tackjärn, som vanligtvis förädlades på plats i smedjan, till smidda stänger och plåtar, smidda grytor byggdes - resten av tackjärnet såldes till andra län.

Perioden av Napoleonkrigen, som var vid den tiden, var metallurgins och fabrikernas storhetstid i regionen. Colebrookdalemed hjälp av ny teknik. Edmund Darby, som medlem av Religious Society of Friends, var dock inte involverad i tillverkningen av vapen. Han dog 1810.

8. Halfpenny Bridge, Dublin, gjuten i Coalbrookdale 1816.

Efter Napoleonkrigen

Efter Wienkongressen 1815 slutade perioden med hög lönsamhet för metallurgin. I Colebrookdale Gjutgods tillverkades fortfarande, men endast av köpt gjutjärn. Företaget tillverkade också broar hela tiden.

9. Macclesfield Bridge i London, byggd 1820 (foto av B. Srednyava)

De mest kända är kolonnen i Dublin (8) och kolonnerna på Macclesfield Bridge över Regent's Canal i London (9). Efter Edmund drevs fabrikerna av Francis, son till Abraham III, tillsammans med sin svåger. I slutet av 20-talet var det Abraham IV och Alfred, söner till Edmund, på tur.

På 30-talet var det inte längre en tekniskt avancerad anläggning, utan de nya ägarna introducerade välkända moderna processer i ugnar och ugnar, samt nya ångmaskiner.

På den tiden tillverkades till exempel 800 ton järnplåt här för skrovet på det brittiska fartyget, och snart järnrör för att köra lätta järnvägsfordon på vägen från London till Croydon.

Sedan 30-talet har St. Colebrookdale konstföremål i gjutjärn - byster, monument, basreliefer, fontäner (10, 11). Det moderniserade gjuteriet var 1851 det största i världen och 1900 sysselsatte det tusen arbetare.

Produkter från det deltog framgångsrikt i många internationella utställningar. I Colebrookdale på 30-talet började även tillverkningen av tegel och kakel till försäljning, och 30 år senare bröts lera, varav vaser, vaser och krukor tillverkades.

Naturligtvis har köksutrustning, ångmaskiner och broar traditionellt byggts kontinuerligt. Sedan mitten av artonhundratalet har fabrikerna drivits av människor mestadels utanför familjen Darby. Alfred Darby II, som gick i pension 1925, var den sista personen i branschen som hade koll på verksamheten.

Från början av 60-talet minskade järnbrougnarna, liksom andra järnsmältningscentra i Shropshire, gradvis i betydelse. De kunde inte längre konkurrera med företag inom denna industri belägna vid kusten, till vilka billigare importerade järnmalm levererades direkt från sjöfartyg.

10. Peacock Fountain, gjuten i Coalbrookdale, står för närvarande i Christchurch, Nya Zeeland, som den ses idag (foto av Johnston DJ)

11. Fragment av påfågelfontänen (foto: Christoph Machler)