Пути развития химии. Том 1. От первобытных времен до промышленной революции

В XVIII в. появились уже довольно крупные капиталистические предприятия. Многие из них насчитывали 200 и более рабочих. Например, в конце XVIII в. французское правительство купило у некоего Герингье металлургический завод, состоявший из двух доменных печей и 12 печей для поковок. За все это была заплачена внушительная сумма — 2 млн. ливров. По данным Фестера, в 1740 г. в Англии насчитывалось 59 доменных печей, а во Франции в 1789 г.- 202 печи. Их высота достигала от 7 до 20 м. В 1800 г. в Гарце (в Германии) было 22 домны и 35 печей для получения ковкого железа. Как указывал Фестер, в Англии в 1796 г. производилось 125 тыс. т железа; в России в 1786 г.- 85 тыс. т; во Франции в 1789 г.- 69 тыс. т; в Швеции в 1800 г.- 60 тыс. т; в Австро-Венгрии в 1810 г.- 50 тыс. т; в Пруссии в 1789 г.- 15 тыс. т [13, с. 132].

Во второй половине XVIII в. в металлургии произошел подлинный переворот: широко применявшийся ранее древесный уголь был заменен каменноугольным коксом. Это один из примеров, который наглядно показывает, как производство отдельных материалов и развитие важнейших отраслей промышленности и даже всего хозяйства страны тесно связаны с появлением новых видов сырья.

Уже к концу XVII в. для нужд металлургии в Европе были вырублены огромные лесные массивы. Однако от древесного сырья зависела не только металлургия, но и целый ряд других отраслей хозяйства: горное дело; строительство домов и мостов; машиностроение (водяные и ветряные мельницы, ткацкие и прядильные станки); изготовление транспортных средств и мебели; отопление жилищ. Дерево было необходимо и в ремеслах, где использовался огонь (производство стекла, соды, сахара, красок, керамики, фарфора и др.). Передовые люди понимали, к каким катастрофическим последствиям приведет вырубка лесов, и пытались этому противодействовать. Однако постоянно растущий спрос на древесину и продукты ее переработки фактически сводил на нет все их усилия. Для Англии эта проблема была особенно актуальной. В 1619 г. Дадлей пытался получить железо с помощью каменного угля. Иоганн Иоахим Бехер проводил подобные опыты в доменной печи [60]. Но лишь в XVIII в. после того, как удалось получить кокс из каменного угля, коксом заменили древесный уголь в доменных печах. Абрахам Дарби начал заниматься этой проблемой в 1713 г., ав 1788 г. в Англии две трети доменных печей уже работали на каменноугольном коксе. (Высота печей достигла в это время 20 м.) В Германии первая домна, где металл выплавляется с помощью кокса, была пущена в 1796 г. в Глейвитце [13, с. 133].

Английская домна для производства чугуна с помощью каменноугольного кокса, построенная около 1800 г. Получаемое при высоких температурах железо вытекает из печи в жидком состоянии. Оно содержит много углерода, т.е. как кричное железо, и может сразу же или после небольшой переплавки превращаться в чугун

Однако для обезуглероживания чугуна, полученного с помощью кокса, все же требовалось определенное количество древесного угля. Многие химики и металлурги пытались избавиться от этого недостатка технологии использования кокса. Первый патент на новый металлургический процесс — пудлингование (от английского слова puddle

— перемешивать) — был выдан в Англии в 1766 г., а в 1784 г. Корт и Парнелл провели исследования, позволившие успешно внедрить пудлингование в практику, что способствовало быстрому развитию металлургии в Южном Уэльсе. При пудлинговании избыток углерода удаляли из чугуна следующим образом: чугун, получаемый в доменной печи, перемешивали железными крючьями и таким образом обеспечивали лучший доступ к металлу кислорода атмосферного воздуха. Новое значительное улучшение технологии в металлургии было осуществлено в 1850-х годах (открытия Бессемера, Сименса и Мартена) и в 1870-х годах (изобретение Томаса).

Замена древесного угля каменным позволила не только решить сырьевую проблему, но и повысить количество и качество выплавляемого металла. Значительные изменения произошли и в размещении металлургических заводов. Теперь их строили вблизи месторождений каменного угля, а не в лесных районах, как раньше. А после изобретения паровых машин металлургические заводы можно было строить не только вблизи рек, поскольку использование силы воды как источника механической энергии потеряло свое значение. Все это позволило значительно расширить возможности выбора мест для сооружения металлургических предприятий.