Invenții care au schimbat lumea – Topirea fierului prin utilizarea cocsului (1709)

0
1030

topire fierFierul a fost o resursă de mare importanţă în Britania încă din jurul anului 500 î.H. În cantităţi moderate, au existat rezerve în diverse locuri de pe tot cuprinsul ţării. În timpul ocupaţiei romane s-au extras şi topit cantităţi mici de minereu de fier. În Evul Mediu şi în timpul Renaşterii s-a prelucrat din ce în ce mai mult fier, pentru a satisface cerinţele crescânde. Fierul avea întrebuinţări casnice: din ei se făceau cuie, zăvoare de ferestre, lacăte, chei, balamale, tacâmuri, cazane şi alte ustensile. În industrie era utilizat pentru executarea unei game largi de unelte. Pentru uz agricol, din fier se făceau pluguri, grape, sape, greble, coase şi seceri. Era folosit în industria construcţiilor navale pentru cuie, bolţuri, coarbe, scoabe, cârlige şi ancore. Pentru armată şi marină, din fier se făceau puşti şi tunuri, iar din oţel – săbii şi armuri.

Cu alte cuvinte, cu mult înaintea exploziei Revoluţiei Industriale exista o industrie foarte importantă a fierului. Cele mai multe dintre primele topitorii erau mici, răspândite pe cuprinsul ţării, de pildă în Forest of Dean şi în ţinuturile împădurite din Sussex şi Kent, în apropierea surselor de lemn pentru mangal şi a minereurilor de fier. Odată cu diversificarea economiei, cererea de fier a crescut. Pe măsură ce pădurile s-au împuţinat, nevoia de a găsi un combustibil alternativ pentru topirea fierului a crescut.

O îmbunătăţire a tehnicii a avut loc în 1496, odată cu inventarea furnalului, în sud-estul Angliei. Tehnologia se răspândise şi în celelalte părţi ale ţării până la 1700. Schimbarea plutea în aer.

Abraham Darby I s-a născut în jurul anului 1678 lângă Dudley în Worcestershire. Era fiul unui fermier quaker. în tinereţe a făcut ucenic pe lângă un constructor de mori de malţ. Apoi, în 1704, a plecat în vizită în Olanda. La întoarcerea în Anglia a adus cu el câţiva turnători de alamă olandezi, care l-au ajutat să înfiinţeze o turnătorie de alamă în Baptist Mills, în Bristol. Dar Abraham Darby nu s-a mulţumit cu atât. Voia să mai facă o schimbare. A început să se gândească la fier. Ustensilele de gătit din fier, care era mai ieftin decât alama, aveau să găsească o piaţă mare şi pregătită.

Darby a brevetat tehnica turnării în forme de nisip şi a închiriat un furnal vechi de fier la Coalbrookdale, în Shropshire. Apoi s-a apucat sa îmbunătăţească procesul de fabricaţie a fierului.

Împuţinarea mangalului l-a determinat să întreprindă un experiment revoluţionar: a încercat să folosească drept combustibil cocsul. Cărbunele de lemn era pe terminate. O altă problemă era dată de slăbiciunea lui mecanică. Mangalul mergea destul de bine în furnale mici, dar într-un furnal mare era sfărâmat de greutatea minereului. Odată cu mărirea furnalelor, apărea necesitatea unui combustibil mai puternic din punct de vedere mecanic. Huila părea cea mai bună materie primă, fiindcă se găsea din belşug în Britania. În Franţa secolului al XlX-lea, copiii învăţau la şcoală că Britania era o insulă făcută din huilă. Huila putea fi îmbunătăţită dacă era întâi supusă coacerii; prin acest proces se îndepărtau impurităţile nedorite de felul sulfului, care puteau denatura calitatea fierului produs.

Abraham Darby I a inventat şi a folosit pentru prima oară procesul de topire a fierului prin utilizarea cocsului. Nu era prima tentativă de utilizare a cocsului ca înlocuitor. Cu aproximativ un veac înainte, Dud Dudley (1599-1684), fiul nelegitim al celui de-al cincilea conte de Dudley, îl încercase la atelierul metalurgic al tatălui său, dar experienţa nu reuşise. Abraham Darby a fost cel care, reinventând procesul, în 1709,l-a făcut să meargă, şi încă la scară industrială.

Era topirii cu mangal se încheia. Aceasta însemna o schimbare semnificativă a geografiei industriale. Nu mai avea niciun rost să ai furnale în apropierea pădurilor din ce în ce mai firave, de vreme ce se găsea huilă în bazinele carbonifere aflate la zeci sau sute de kilometri depărtare, s-au construit noi furnale, chiar în bazinele carbonifere din sudul Ţării Galilor, zonele depresionare ale Scoţiei, Yorkshire, Staffordshire, precum şi în micul bazin carbonifer din Shropshire, în care se afla erul general al lui Darby, punctul central al acestei noi industrii în dezvoltare rapidă. Darby a dat un exemplu magnific, producând fier de bună calitate la uzina sa din Coalbrookdale.

Bărbaţii din familia Darby nu au fost prea longevivi. Abraham Darby a murit în 1717 la vârsta de 39 de ani.

Fiul său, tot Abraham, avea să moară la 52 de ani. Abraham Darby al II-lea, născut în 1717, avea să devină un alt pionier industrial.

Abraham Darby al II-lea a inventat procesul de producere a fierului forjat. Păstrarea secretelor comerciale de acest fel era de cea mai mare importanţă pentru succesul unei afaceri de familie în acele vremuri dar, când a murit, Darby nu a dat mai departe detaliile bine păzite ale procesului său. Un turnător de fontă din următoarea generaţie, Henry Cort (1740-1800), a reconstruit de la zero tehnica lui Darby de pudlare şi laminare prin care fonta brută casantă ieşită din furnal putea fi transformată în profiluri laminate de înaltă calitate. Cort a obţinut un brevet pentru procesul lui Darby în 1785.

Pudlarea consta din îndepărtarea din fontă a carbonului care o făcea casantă, într-un furnal special denumit „cuptor de reverberaţie”. Se obţinea astfel un fier maleabil, care putea fi forjat şi laminat. Henry Cort, care a devenit cunoscut drept Marele Rafinor, şi-a făcut o turnătorie la Gosport, în apropiere de şantierele navale din Portsmouth, cu scopul de a furniza fier marinei. Însă a rămas fără bani când s-a descoperit că susţinătorul lui financiar a delapidat fondurile marinei. Cort şi-a pierdut brevetele şi a murit în sărăcie. Ideile lui au fost exploatate de alţi metalurgişti.

Între timp, la Coalbrookdale îşi vedeau de treabă alţi membri ai familiei Darby. Fiul lui Abraham Darby al II-lea, Abraham Darby al III-lea (1750-1791), a avut tot o viaţă scurtă după standardele modeme, murind la vârsta de 41 de ani. Uzina metalurgică Darby de la Coalbrookdale continua să producă fier, menţinându-şi reputaţia naţională pentru înalta calitate. Principala realizare a lui Abraham al III-lea a fost construirea primului pod din fier forjat din lume, pe care l-a prefabricat in uzină în 1779. Celebrul lui pod de fier este încă în picioare; locul în care se află a ajuns să fie cunoscut, cu o admirabilă simplitate, drept  Ironbridge” (Podul de Fier). Coalbrookdale a produs, printre altele, cazane de fontă pentru motoarele cu aburi Newcomen, care erau la mare căutare în a doua jumătate a secolului al XVIII-lea pentru evacuarea apei din minele de cărbuni. Şi cererea de cărbuni era în creştere, din cauza creşterii producţiei de fier. În primii ani ai secolului al XlX-lea, Trevithick avea să meargă la Coalbrookdale pentru a comanda cazane pentru motoarele lui cu aburi sub presiune.

Prima etapă a Revoluţiei Industriale era acum bine pornită, cu dezvoltarea puternică a industriei fierului şi a extracţiei de cărbuni. $e contura acum şi o caracteristică de bază a Revoluţiei Industriale: o industrie se dezvolta pe seama alteia, crescând printr-un fel de hrănire reciprocă.

Invenții care au schimbat lumea, Rodney Castleden

[twitter style=”horizontal” float=”left”] [fbshare type=”button”] [google_plusone size=”standard” annotation=”none” language=”English (UK)”]        [fblike style=”standard” showfaces=”false” width=”450″ verb=”like” font=”arial”]

Baner asculta RJS

LĂSAȚI UN MESAJ