Краткая история технологий. Идеи, процессы и устройства, при помощи которых человек изменяет окружающую среду с древности до наших дней - страница 67

Металлургическая индустрия к концу рассматриваемого периода ассоциировалась с каменным углем, что сформировало ход промышленной революции. Существовало три доминирующих фактора. В XVI веке, после длительного периода незначительных колебаний цены на железо, оно резко подорожало. В то же время военные кампании и затрачиваемые на них средства спровоцировали спрос на железо – например, по приказу полководца Тилли ежедневно тратилось 12–18 тысяч чугунных пушечных ядер во время двухмесячной осады Магдебурга в 1631 году. Несмотря на прирост населения, возник избыток произведенного железа в условиях мирного времени – на изготовление сельскохозяйственных орудий, задних стенок камина, кочерег и устройств для приготовления пищи в домашних условиях. Увеличился дефицит древесины для производства древесного угля, цены на который возросли, что вызвало перемещение отрасли из района в район и даже из страны в страну, поэтому в XVIII веке Швеция стала ведущей угольной страной. В Великобритании решили перейти с древесного угля на каменный.

После преобразования кричной печи в доменную повысилась производительность труда и снизилось потребление топлива. Печь стала выше, тяги хватало для температуры приготовления чугуна для отливки. Энергия водяных колес решила проблему печной тяги, и к концу XVII века работали с печами высотой около 10 метров. В такие печи непрерывно подавали руду и топливо, она могла выплавлять чугун сорок недель подряд. В результате Англия на столетие получила монополию на отливку чугунных пушек, начиная со времен Генриха VIII и заканчивая подъемом шведской индустрии в период Тридцатилетней войны. В 1682 году из чугуна сделали водопроводы, соединяющие Марли с Версалем, а вскоре после 1700 года владелец металлургического завода, швед Кристофер Полем, на производстве в Стьярнсунде применил прокатные чугунные вальцы как основу для малых вальцов из кованого железа, которые расходовали меньше гидроэнергии. Дисковые пилы для продольной разрезки также использовались в Швеции в начале XVIII века (рис. 53).

Рис. 53. Дисковая пила для продольной разрезки, на гидроэнергии. Сведенборг «Подземное царство», 1734 г.

Однако кричное железо для ковки не годилось. Хотя в доменной печи удавалось снизить общее количество примесей в руде, из-за высокой температуры, при которой это происходило, в конечном продукте появлялась сера и фосфор; кузнецы по-прежнему предпочитали работать с блюмом, производимым при более низких температурах. Кованое железо использовали чаще чугуна. При работе в кузнице теперь применялась тромпа (водотрубная воздуходувка) – итальянское изобретение примерно 1500 года. Она заменила мехи; воздух перекачивался туда-сюда за счет закрытого накопителя воздуха (или «духового ящика». – Пер.) и водопроводной трубы. Кузнечные молоты обычно работали на гидроэнергии, как и хвостовые молоты; устройства для волочения проволоки, а также вальцовые мельницы и дисковые пилы для продольной разрезки, используя тот же источник энергии, готовили полосовое железо и железную проволоку.

Сталь производилась по-разному, но малыми объемами. Для сельскохозяйственных инструментов кузнец часто изготавливал сталь самостоятельно, снижая объем подходящей руды в печи. Стандартный метод подразумевал обработку блюмов ковкого железа, которые науглероживали погружением в расплавленный чугун, содержащий больше углерода. Полосы кованого железа длиной до 1,5 метра также науглероживали для придания твердости, обжигая с древесным углем 3–7 дней в печи, похожей на пекарскую. Наконец сталь готовили в тиглях, нагревая железо с древесным углем, – таким методом в Индии изготавливали «сталь Вутца»; о ней узнали в Англии в XVII веке, но первым ее внедрил в коммерческое производство на Западе Бенджамин Гентсман – часовщик из Донкастера, построивший заводы вблизи Шеффилда в 1751 году.