Dynastie métallurgique Coalbrookdale

Coalbrookdale est un endroit spécial sur la carte historique. C'était ici pour la première fois: la fonte a été fondue avec du combustible minéral - du coke, les premiers rails en fer ont été utilisés, le premier pont en fer a été construit, des pièces pour les plus anciennes machines à vapeur ont été fabriquées. La région était célèbre pour la construction de ponts, la fabrication de machines à vapeur et la fonte artistique. Plusieurs générations de la famille Darby vivant ici ont lié leur vie à la métallurgie.

Vision noire de la crise énergétique

Au cours des siècles passés, la source d'énergie était les muscles des humains et des animaux. Au Moyen Âge, les roues hydrauliques et les moulins à vent se sont répandus dans toute l'Europe, utilisant la puissance du vent soufflant et de l'eau qui coule. Le bois de chauffage servait à chauffer les maisons en hiver, à construire des maisons et des navires.

C'était aussi la matière première pour la production de charbon de bois, qui était utilisé dans de nombreuses branches de l'ancienne industrie - principalement pour la production de verre, la fonte des métaux, la production de bière, la teinture et la production de poudre à canon. La métallurgie consommait la plus grande quantité de charbon de bois, notamment à des fins militaires, mais pas seulement.

Les outils ont été construits d'abord en bronze, puis en fer. Aux XNUMXe et XNUMXe siècles, la grande demande de canons a dévasté les forêts dans les zones des centres métallurgique. De plus, le retrait de nouvelles terres pour des terres agricoles a contribué à la destruction des forêts.

La forêt s'est développée et il semble que des pays comme l'Espagne et l'Angleterre aient été confrontés à une crise majeure en premier lieu en raison de l'épuisement des ressources forestières. Théoriquement, le rôle du charbon de bois peut prendre celui du charbon.

Cependant, cela a nécessité beaucoup de temps, des changements technologiques et mentaux, ainsi que la mise à disposition de moyens économiques pour transporter les matières premières depuis des bassins miniers éloignés. Déjà au XVIe siècle, le charbon a commencé à être utilisé dans les cuisinières, puis à des fins de chauffage en Angleterre. Elle a nécessité la reconstruction de cheminées ou l'utilisation de poêles en faïence auparavant rares.

À la fin du 1er siècle, seulement environ 3/XNUMX/XNUMX de la houille extraite était utilisée dans l'industrie. En utilisant les technologies connues à l'époque et en remplaçant directement le charbon de bois par du charbon, il n'était pas possible de fondre du fer de qualité décente. Au XVIIIe siècle, l'importation de fer en Angleterre depuis la Suède, d'un pays riche en forêts et en gisements de minerai de fer, a augmenté rapidement.

Utilisation de coke pour produire de la fonte brute

Abraham Darby I (1678-1717) débuta sa carrière professionnelle comme apprenti dans la fabrication d'équipements de malterie à Birmingham. Il a ensuite déménagé à Bristol, où il a d'abord fabriqué ces machines, puis est passé à la fabrication de laiton.

1. Usines à Coalbrookdale (photo : B. Srednyava)

Il a probablement été le premier à remplacer le charbon de bois par du charbon dans le processus de sa production. À partir de 1703, il se lance dans la fabrication de pots en fonte et brevète rapidement sa méthode d'utilisation des moules en sable.

En 1708, il commença à travailler dans Coalbrookdale, puis une fonderie abandonnée sur la rivière Severn (1). Là, il répare le haut fourneau et installe de nouveaux soufflets. Bientôt, en 1709, le charbon de bois fut remplacé par du coke et du fer de bonne qualité fut obtenu.

Auparavant, l'utilisation du charbon au lieu du bois de chauffage s'est souvent avérée infructueuse. Ainsi, ce fut une réalisation technique d'époque, qui est parfois appelée le véritable début de l'ère industrielle. Darby n'a pas breveté son invention, mais l'a gardée secrète.

Le succès était dû au fait qu'il utilisait le coke susmentionné plutôt que du charbon ordinaire et que le charbon local était faible en soufre. Cependant, au cours des trois années suivantes, il a lutté contre une telle baisse de la production que ses partenaires commerciaux étaient sur le point de retirer des capitaux.

Alors Darby a expérimenté, il a mélangé du charbon de bois avec du coke, il a importé du charbon et du coke de Bristol, et le charbon lui-même du sud du Pays de Galles. La production augmenta lentement. A tel point qu'en 1715, il construit une seconde fonderie. Il a non seulement produit de la fonte brute, mais l'a également fondue dans des ustensiles de cuisine, des pots et des théières en fonte.

Ces produits étaient vendus dans la région et leur qualité était meilleure qu'auparavant, et au fil du temps, l'entreprise a commencé à très bien performer. Darby a également extrait et fondu le cuivre nécessaire à la fabrication du laiton. De plus, il possédait deux forges. Il mourut en 1717 à l'âge de 39 ans.

innovation

Outre la production de fonte et d'ustensiles de cuisine, déjà six ans après la construction de la première machine à vapeur atmosphérique Newcomen de l'histoire de l'humanité (voir : МТ 3/2010, p. 16) en 1712, en Coalbrookdale la production de pièces pour cela a commencé. C'était une production nationale.

2. L'une des piscines, qui fait partie du système de réservoir pour l'entraînement des soufflets du haut fourneau. Le viaduc ferroviaire a été construit plus tard (photo : M. J. Richardson)

En 1722, un cylindre en fonte pour un tel moteur a été fabriqué, et au cours des huit années suivantes, dix ont été fabriqués, puis beaucoup plus. Les premières roues en fonte pour les chemins de fer industriels y ont été fabriquées dans les années 20.

En 1729, 18 pièces ont été fabriquées puis coulées de la manière habituelle. Abraham Darby II (1711-1763) a commencé à travailler dans les usines de Coalbrookdale en 1728, c'est-à-dire onze ans après la mort de son père, à l'âge de dix-sept ans. Dans les conditions climatiques anglaises, le four de fusion s'éteint au printemps.

Pendant près de trois des mois les plus chauds, il n'a pas pu travailler, car les soufflets étaient entraînés par des roues hydrauliques et, à cette époque de l'année, la quantité de pluie était insuffisante pour leur travail. Par conséquent, les temps d'arrêt ont été utilisés pour les réparations et l'entretien.

Pour prolonger la durée de vie éventuelle du four, une série de réservoirs de stockage d'eau ont été construits qui utilisaient une pompe à propulsion animale pour pomper l'eau du réservoir le plus bas vers le plus haut (2).

En 1742-1743, Abraham Darby II adapta la machine à vapeur atmosphérique de Newcomen pour pomper l'eau, de sorte que la pause estivale de la métallurgie n'était plus nécessaire. Ce fut la première utilisation de la machine à vapeur dans la métallurgie.

3. Pont en fer, mis en service en 1781 (photo B. Srednyava)

En 1749 sur le territoire Coalbrookdale Le premier chemin de fer industriel est créé. Fait intéressant, des années 40 aux années 1790, l'entreprise était également engagée dans la production d'armes, ou plutôt d'un département.

Cela peut surprendre, puisque Darby appartenait à la Société religieuse des Amis, dont les membres étaient largement connus sous le nom de Quakers et dont les croyances pacifistes empêchaient la fabrication d'armes.

La plus grande réalisation d'Abraham Darby II a été l'utilisation du coke dans la production de fonte brute, à partir de laquelle la fonte ductile a ensuite été obtenue. Il a essayé ce processus au tournant des années 40 et 50. On ne sait pas comment il a obtenu l'effet souhaité.

L'un des éléments du nouveau procédé était la sélection de minerai de fer contenant le moins de phosphore possible. Une fois qu'il a réussi, la demande croissante a incité Darby II à construire de nouveaux hauts fourneaux. Toujours dans les années 50, il a commencé à louer des terres à partir desquelles il extrayait du charbon et du minerai de fer; il a également construit une machine à vapeur pour vider la mine. Il agrandit le système d'approvisionnement en eau. Il a construit un nouveau barrage. Cela lui a coûté beaucoup d'argent et de temps.

De plus, un nouveau chemin de fer industriel a été lancé dans la zone de cette activité. Le 1er mai 1755, le premier minerai de fer a été extrait d'une mine séchée à la vapeur, et deux semaines plus tard, un autre haut fourneau a été mis en service, produisant en moyenne 15 tonnes de fonte par semaine, bien qu'il y ait eu des semaines où il était possible d'obtenir jusqu'à 22 tonnes.

Le four à coke était meilleur que le four à charbon. La fonte était vendue aux forgerons locaux. De plus, la guerre de Sept Ans (1756-1763) améliora tellement la métallurgie que Darby II, avec son partenaire commercial Thomas Goldney II, loua plus de terres et construisit trois autres hauts fourneaux ainsi qu'un système de réservoir.

Le célèbre John Wilkinson avait son entreprise sidérurgique à proximité, faisant de la région le centre sidérurgique le plus important de Grande-Bretagne au 51e siècle. Abraham Darby II est décédé à l'âge de 1763 en XNUMX.

La plus grande fleur

Après 1763, Richard Reynolds reprend l'entreprise. Cinq ans plus tard, Abraham Darby III (1750-1789), dix-huit ans, commença à travailler. Un an plus tôt, en 1767, des chemins de fer ont été posés pour la première fois, en Coalbrookdale. En 1785, 32 km d'entre eux avaient été construits.

4. Pont de fer - fragment (photo de B. Srednyava)

Au début de l'activité de Darby III, trois fonderies fonctionnaient dans son royaume - un total de sept hauts fourneaux, forges, champs de mines et fermes étaient loués. Le nouveau patron possédait également des parts dans le vapeur Darby, qui transportait du bois de Gdansk à Liverpool.

Le troisième plus grand boom de Darby est survenu dans les années 70 et au début des années 80 lorsqu'il a acheté des hauts fourneaux et l'un des premiers fours à goudron. Il a construit des fours à coke et à goudron et a repris un groupe de mines de charbon.

Il agrandit la forge en Coalbrookdale et à environ 3 km au nord, il a construit une forge à Horshey, qui a ensuite été équipée d'une machine à vapeur et a produit des produits laminés forgés. La forge suivante a été établie en 1785 à Ketley, à 4 km au nord, où deux forges James Watt ont été établies.

Colebrookdale a remplacé la machine à vapeur atmosphérique Newcomen susmentionnée entre 1781 et 1782 par une machine à vapeur Watt, nommée "Decision" d'après le navire du capitaine James Cook.

On estime qu'il s'agissait de la plus grande machine à vapeur construite au 1800. Il convient d'ajouter qu'il y avait environ deux cents machines à vapeur en service dans le Shropshire en XNUMX. Darby et ses partenaires ont ouvert des grossistes, incl. à Liverpool et à Londres.

Ils étaient également engagés dans l'extraction du calcaire. Leurs fermes approvisionnaient les chemins de fer en chevaux, cultivaient des céréales, des arbres fruitiers, élevaient des bovins et des moutons. Tous ont été réalisés de manière moderne pour l'époque.

On estime que les entreprises d'Abraham Darby III et de ses associés constituaient le plus grand centre de production de fer de Grande-Bretagne. Sans aucun doute, l'œuvre la plus spectaculaire et la plus historique d'Abraham Darby III fut la construction du premier pont en fer au monde (3, 4). Une installation de 30 mètres a été construite à proximité Coalbrookdale, rejoint les rives de la rivière Severn (voir MT 10/2006, p. 24).

Six ans se sont écoulés entre la première assemblée des actionnaires et l'ouverture du pont. Des éléments en fer d'un poids total de 378 tonnes ont été coulés dans les travaux d'Abraham Darby III, qui était le constructeur et le trésorier de l'ensemble du projet - il a payé un supplément pour le pont de sa propre poche, ce qui a mis en péril la sécurité financière de ses activités.

5. Canal du Shropshire, jetée à charbon (photo : Crispin Purdy)

Les produits du centre métallurgique étaient expédiés aux destinataires le long de la rivière Severn. Abraham Darby III a également participé à la construction et à l'entretien des routes de la région. En outre, les travaux ont commencé pour la construction d'une voie à barque le long des rives de la Severn. Cependant, l'objectif n'a été atteint qu'après vingt ans.

Ajoutons que le frère d'Abraham III, Samuel Darby, était actionnaire, et que William Reynolds, petit-fils d'Abraham Darby II, était le constructeur du canal du Shropshire, important cours d'eau de la région (5). Abraham Darby III était un homme éclairé, il s'intéressait aux sciences, en particulier à la géologie, il possédait de nombreux livres et instruments scientifiques, comme une machine électrique et une camera obscura.

Il rencontre Erasmus Darwin, le médecin et botaniste, grand-père de Charles, il collabore avec James Watt et Matthew Boulton, constructeurs de machines à vapeur de plus en plus modernes (voir MT 8/2010, p. 22 et MT 10/2010, p. 16 ) .

En métallurgie, dans laquelle il se spécialise, il ne connaît rien de nouveau. Il mourut en 1789 à l'âge de 39 ans. François, son aîné, avait alors six ans. En 1796, le frère d'Abraham, Samuel, mourut, laissant son fils de 14 ans, Edmund.

Au tournant des XVIIIe et XIXe siècles

6. Philip James de Lutherbourg, Coalbrookdale de nuit, 1801

7. Iron Bridge à Sydney Gardens, Bath, coulé à Coalbrookdale en 1800 (photo : Plumbum64)

Après la mort d'Abraham III et de son frère, les entreprises familiales tombent en ruine. Dans des lettres de Boulton & Watt, les acheteurs se sont plaints des retards de livraison et de la qualité du fer qu'ils recevaient de la région d'Ironbridge sur la rivière Severn.

La situation a commencé à s'améliorer au tournant du siècle (6). À partir de 1803, Edmund Darby dirige une forge spécialisée dans la production de ponts en fer. En 1795, il y a eu une inondation unique sur la rivière Severn qui a emporté tous les ponts sur cette rivière, seul le pont en fer de Darby a survécu.

Cela le rendit encore plus célèbre. jeter des ponts dans Coalbrookdale ont été postés dans tout le Royaume-Uni (7), les Pays-Bas et même la Jamaïque. En 1796, Richard Trevithick, l'inventeur de la machine à vapeur à haute pression, visite l'usine (MT 11/2010, p. 16).

Il y fabriqua, en 1802, une machine à vapeur expérimentale fonctionnant sur ce principe. Bientôt, il construisit la première locomotive à vapeur ici, qui, malheureusement, n'a jamais été mise en service. En 1804 en Coalbrookdale a développé une machine à vapeur à haute pression pour une usine textile à Macclesfield.

Au même moment, des moteurs du type Watt et même de l'ancien type Newcomen étaient produits. En outre, des éléments architecturaux ont été réalisés, tels que des arcs en fonte pour la verrière ou des encadrements de fenêtres néo-gothiques.

L'offre comprend une gamme exceptionnellement large de produits en fer tels que des pièces pour les mines d'étain de Cornouailles, des charrues, des presses à fruits, des cadres de lit, des balances d'horloge, des grilles et des fours, pour n'en citer que quelques-uns.

A proximité, dans le Horshey précité, l'activité avait un tout autre profil. Ils produisaient de la fonte brute, qui était généralement transformée sur place dans la forge, en barres et tôles forgées, des pots forgés étaient construits - le reste de la fonte brute était vendu à d'autres comtés.

La période des guerres napoléoniennes, qui fut à cette époque, fut l'apogée de la métallurgie et des usines de la région. Coalbrookdaleutilisant les nouvelles technologies. Cependant, Edmund Darby, en tant que membre de la Société religieuse des amis, n'était pas impliqué dans la fabrication d'armes. Il mourut en 1810.

8. Halfpenny Bridge, Dublin, coulé à Coalbrookdale en 1816.

Après les guerres napoléoniennes

Après le Congrès de Vienne en 1815, la période de haute rentabilité de la métallurgie prend fin. À Coalbrookdale Des moulages étaient encore fabriqués, mais uniquement à partir de fonte achetée. L'entreprise a également fait des ponts tout le temps.

9. Macclesfield Bridge à Londres, construit en 1820 (photo B. Srednyava)

Les plus célèbres sont la colonne de Dublin (8) et les colonnes du Macclesfield Bridge sur le Regent's Canal à Londres (9). Après Edmond, les usines sont dirigées par François, fils d'Abraham III, avec son beau-frère. A la fin des années 20, c'est au tour d'Abraham IV et d'Alfred, fils d'Edmond.

Dans les années 30, ce n'était plus une usine technologique, mais les nouveaux propriétaires ont introduit les procédés modernes bien connus dans les fours et les fours, ainsi que de nouvelles machines à vapeur.

A cette époque, par exemple, 800 tonnes de tôles de fer ont été produites ici pour la coque du navire britannique, et bientôt des tuyaux de fer pour conduire les véhicules légers sur rail sur le chemin de Londres à Croydon.

Depuis les années 30, la fonderie St. Coalbrookdale objets d'art en fonte - bustes, monuments, bas-reliefs, fontaines (10, 11). La fonderie modernisée était en 1851 la plus grande du monde et en 1900 elle employait un millier d'ouvriers.

Ses produits ont participé avec succès à de nombreuses expositions internationales. À Coalbrookdale dans les années 30, la production de briques et de tuiles destinées à la vente a également été lancée, et 30 ans plus tard, de l'argile a été extraite, à partir de laquelle des vases, des vases et des pots ont été fabriqués.

Bien sûr, les équipements de cuisine, les machines à vapeur et les ponts ont traditionnellement été construits en continu. Depuis le milieu du XIXe siècle, les usines sont dirigées par des personnes extérieures à la famille Darby. Alfred Darby II, qui a pris sa retraite en 1925, était la dernière personne dans l'entreprise à garder un œil sur l'entreprise.

Depuis le début des années 60, les fours à pont en fer, comme les autres centres de fusion du fer du Shropshire, ont progressivement perdu de leur importance. Ils ne pouvaient plus rivaliser avec les entreprises de cette industrie situées sur la côte, qui s'approvisionnaient en minerai de fer importé moins cher directement des navires.

10. La fontaine Peacock, coulée à Coalbrookdale, se trouve actuellement à Christchurch, Nouvelle-Zélande, vue d'aujourd'hui (photo de Johnston DJ)

11. Détail de la fontaine du paon (photo : Christoph Mahler)