Антрацит көмірі мен темір кенінен қорыту арқылы алынатын темір

Кіріспе

Антрацитті көмір мен темір рудасын бірге қорыту арқылы алынған зат. Антрацитті темір немесе антрацитті шойын – антрацитті көмір мен темір рудасын бірге қорыту арқылы өндірілген темір, яғни темірді қорыту кезінде ағаш көмірінің орнына антрацитті көмір қолданылады. Бұл 1830-шы жылдардың соңындағы маңызды техникалық прогресс болды, ол АҚШ және Еуропадағы өнеркәсіптік революцияны үдетуге септігін тигізді.

Тарих

Көптеген маңызды жаңалықтардан өзгеше, осы дәуірге қатысушылар, орны және күні 1830-шы жылдардың аяғындағы нақты сәттерде жақсы тіркелген. Бірінші қайталанатын және сенімді түрде сәтті пештер мен қорыту орындарын Ұлыбритания мен АҚШ-та бір адам басқарды, ол темір шебері Дэвид Томас басты бақылауымен және қадағалауымен болды. Ол Уэльстегі Йнискедевин темір зауытында басшылыққа келгеннен кейін көп ұзамай 1820 жылы Уэльстегі антрацит кен орындарын пайдалану бойынша тәжірибелер жасауды бастады. Осы 1837-38 жылдар аралығында тәжірибелер Пенсильванияда Порт Карбон және қазіргі Джим Торп маңында жүргізілді, бірақ Уэльстегіден гөрі жалпы алғанда жақсы нәтижелерге қол жеткізілді. Lehigh Coal & Navigation Company (LC&N) және олардың екі негізін қалаушысы, Джозиа Уайт және Эрскин Хазард, 1832-1837 жылдары Джим Торптағы екі пеште антрацитты пайдалану арқылы қорыту бойынша жүйелі тәжірибелерді бастады, суық үрлеу процесін қолдана отырып, ара-тұра жақсары нәтижелерге қол жеткізді. Осы алдын ала жұмыс екі жағынан да Атлант мұхитында жүргізіліп жатқанда, [Шотландияда] тағы бір ойшыл жұмыс істеді, ол Гласгоулық Нилсон мырзаның ыстық үрлеудің ойлап табуының құпиясын ашты, ол 1828 жылы өзінің құнды өнертабысы үшін патент алды, оның маңыздылығы көп уақыт бойы түсінілмеді. Нилсонның ыстық үрлеу туралы жариялаған кітабын Томас мырза құлшыныспен оқыды және бірден оның құндылығына көз жеткізді. Бір күні кешке, кітапханасында Крейн мырзамен отырып, мәселені талқылағанда, ол үрлегішті алып, антрацит отын жаққан. "Дэвид, жақсырақ олай істемеңіз", - деді Крейн мырза, "өртті сөндіріп аласыз". Томас: "Егерде бізде Нилсонның ыстық үрлеуі болса, антрацит қарағайдай жалар еді" деп жауап берді. Крейн мырза: "Дэвид, дәл осы идея еді", - деді, және бұл идея олардың екеуіне жұмыс істеуге болатын нәрсе ретінде танылды, ал Томас мырзаның қайраткерлігі мен табандылығы арқасында ол сәтті аяқталды. Шын мәнінде, осы антрацитпен темір жасауда ыстық үрлеуді сәтті қолданудың бастауы болды. Осы уақытта Шотландиядағы Клайд темір зауытында пеш іске қосылды, онда пеште жартылай битумды көмірмен ыстық үрлеу пайдаланылды. Томас мырза Крейн мырзаны жаңа жаңалықты дереу қабылдауға шақырды және оны процестің қалай жұмыс істейтінін көру үшін Шотландияға жіберді. Ең мұқият тексеруден кейін Томас мырза ыстық үрлеу антрацит пеші үшін қажет нәрсе екенін анықтады. Ол Нилсон мырзадан лицензия алып, жылыту пештерін салуды түсінген тәжірибелі механикпен Йниседуинге оралды және бірден ыстық үрлеу пештерін салуға кірісті, оларды "Куполды пеш" деп аталатын, 11 фут кеңдігі және 45 фут биіктігі бар пешке орнатты. Пеш 1837 жылдың 5 ақпанында іске қосылды, нәтиже сәтті болды, және антрацит темірі осы пештен үзіліссіз пайда табуды жалғастырды. Антрацит темірі әлемдік саудада жаңа тауар болды, ал Дэвид Томас оның құдасы болды. Оның табысы туралы жаңалық Ұлыбританияға тарады, Лондон тау-кен журналы оған үлкен мән берді, ал жаңалық АҚШ баспасөзінде жарияланды. Алайда, американ қалалары отынға мұқтаж болды, үлкен қалалардың маңындағы орманды жерлер тозығынан айырылды, ал Америкадағы ең үлкен қала Филадельфия диірмендер мен қорыту зауыттары үшін отынға мұқтаж болды. 1812 жылғы соғыс кезінде сым зауытының, қорыту және шеге зауытының иесі Иосия Уайт, 1812 жылғы соғыс кезінде темір өңдеу пештерінде антрацитті қалай жағу керектігін анықтады. Битумды көмірді кокстеудің ерте дамуы, сондай-ақ антрацит кокс 1830-шы жылдардың соңында суық үрлеу ауасы бар жергілікті көмір көздерін пайдалана отырып, темірді қорытуға мүмкіндік берді. Ол кезде темір ағашқа қарағанда аз қолданылды. Тіпті теміржолдың көп бөлігі ағаштан жасалған, кейде темір рельстермен жабылған. Темірдің көптеп пайда болуымен, оның көбірек қолданылуы анықталды, бұл сұраныстың артуы, тәжірибелер мен жақсартулар циклін тудырды.

Unlike many seminal advances, the contributors, place and date of this epoch are well recorded within specific moments in the late 1830s. The first repeatable and reliably successful furnaces and smelts were managed by the same person in both the United Kingdom and the United States, in the principal control and supervision of ironmaster David Thomas, who began experimenting with attempts to use locally available Welsh anthracite deposits as early as 1820 soon after he became in charge at Yniscedewin Iron Works in Wales. Around this 1837 38 timeframe, experiments were also being made in Pennsylvania near Port Carbon and in present day Jim Thorpe but with overall better success than in Wales. Lehigh Coal & Navigation Company (LC&N) and their two founders, Josiah White and Erskine Hazard, began systematic experiments to smelt using anthracite in two furnaces in Jim Thorpe in 1832–1837 with intermittent but sporadically improved successes using cold blast processes with two differently designed furnaces. Poem quote|While this preliminary work was being done on both sides of the Atlantic, another brain [in Scotland] was at work, which furnished the key that unlocked the secret to success, by Mr. Neilson of Glasgow, the inventor of the hot blast, who in 1828 obtained a patent for his valuable invention, the importance of which was not realized for a long time. The pamphlet on the hot blast, issued by Neilson, was eagerly read by Mr. Thomas, who was at once convinced of the value of the discovery. One evening, while sitting with Mr. Crane in his library, talking the matter over, he took the bellows and began to blow the anthracite fire in the grate. "You had better not, David," said Mr. Crane; "you will blow it out." And Thomas replied, "If we only had Neilson's hot blast here, the anthracite would burn like pine." Mr. Crane said, "David, that is the idea precisely," and this idea both recognized as one which would bear working out; and through Mr. Thomas's indomitable pluck and perseverance it succeeded. In fact, this was the origin of the successful application of the hot blast in making iron with anthracite. In the meantime the Clyde iron works, in Scotland, had put a furnace in operation, using the hot blast with semi bituminous coal in the furnace. Mr. Thomas urged upon Mr. Crane the immediate adoption of the new discovery, and he was sent to Scotland to see how the process worked. After the most careful examination, Mr. Thomas determined that the hot blast was just what was wanted for an anthracite furnace. He returned to Yniscedwin with a license from Mr. Neilson, and an expert mechanic who understood the construction of heating ovens, and at once proceeded to construct hot blast ovens, and erected them at the furnace which was known as the 'Cupola furnace,' 11 feet bosh by 45 feet high. The furnace was blown in, February 5, 1837; the success was complete; and anthracite iron continued to be profitably made from said furnace without intermission [thereafter]. Anthracite iron was a new born commodity in the commerce of the world, and David Thomas was its godfather. The news of his success spread over the United Kingdom; the London Mining Journal gave it great prominence ; and an account of the discovery appeared in the press of the United States.|author=Samuel Thomas|publication= Transactions of the American Institute of Mining Engineers (1899) mine, clean, and break into smaller chunks and requires correct conditions to build heat or hold temperature and sustain burning—which oft depend upon the size and uniformity of the coal particles. Yet American cities were cramped for fuels, woodlands were exhausted near bigger towns and Philadelphia, largest city in America needed fuels for mills and foundries as well to sustain manufacturing. Inventor and industrialist Josiah White (owner of a wire mill, foundry and nail factory), had determined how to burn anthracite in iron working processing furnaces during the War of 1812, The earlier development of coking of bituminous coal, as well anthracite coke enabled the smelting of iron using local coal sources with cold blast air in blast furnaces after the latter 1830s allowed the production of the vast quantities of iron that built the fundamental infrastructure of the early North American Industrial Revolution—which was built on iron products and only some steel. At the time, iron was used minimally with respect to wood. Even most railroad tracks were laid with wooden rails, sometimes covered by iron strapping. As more iron became available, more uses were found for iron, creating a cycle of increasing demand, experimentation and improvements—part of the revolution in industrial revolution.

Процесс дамуы

АҚШ-тың бірінші энергетикалық дағдарысы кезінде ірі қалалар мен Американың Шығыс жағалауындағы қалалардың маңындағы орман алқаптары халық және фабрика орталықтарынан алыстады, бұл жылыту және шеберханалар үшін отын бағасын, әсіресе таза жағатын тас көмірді – балқыту және шыны жасау үшін ұзақ жылдар бойы басым отынды қымбаттатты, нәтижесінде ондаған жылдар бойы баламалы отын іздеуге ұласты. 1792 жылдың ортасына қарай көрнекті филадельфиялықтар Делавэр өзені аңғары арқылы қолжетімді қалаларға, әсіресе сол кездегі елдің ең ірі және ең өнеркәсіптік қаласы Филадельфияға антрацит жеткізу үшін Лехай көмір шахта компаниясын (LHCM Co.) құрды. Бірақ ешкім антрацитті жеке отын ретінде қалай пайдалануға болатынын толыққанды түсінбеді – тек оның кейде, жеткілікті ыстық негізгі отпен бірге жағатыны белгілі болды, сондықтан ол пеш отынына қосымша қолданылуы мүмкін еді. LHCM Co. Филадельфиядағы кемежайларға көптеген көмірді жеткізуде үлкен қиындықтарға тап болды, тіпті оны өндіріс орындарына сенімді жеткізуге де қабілеті болмады, себебі Лозаннадан Лехай өзенінің өзгеретін су деңгейі мен көптеген тастар мен тауарлардың арасынан өту және содан кейін 70 мильден астам (113 км) ұзындығындағы, сондай-ақ құлпытас Делавэр өзенінде сақталу қаупі бар еді. 1812 жылғы соғыс кезінде темір өнеркәсібінің магнаты Джозиа Уайт өз шеберлеріне тас көмірдің қалай сенімді жағатынын анықтау үшін жүйелі эксперименттер жүргізуді тапсырды. Ол басқа отынға көмектесетін пайдалы екені анықталды, ал жануарлармен тасымалданатын көмір кейде қалаға жеткізілді, онда британдық теңіз блокадасын айналып өтуге мұқтаж диірмендер мен қорытқыштар болды, сондықтан Вирджиниядан битумды көмірдің жағалаумен тасымалдануы қайта басталуы мүмкін еді. Бұл эксперименттер төменгі жағынан ауа тартудың маңызды екенін көрсетті, ал жабық есіктер – кілт еді. Соғысқа дейін Балтимор, Бостон, Ньюарк, Нью-Хейвен, Нью-Йорк және Филадельфия өнеркәсіпшілері Вирджиния мен Ұлыбританиядан кемемен битум импорттаған, бірақ соғыс және оған дейінгі британдық тауарларға қатысты эмбарголар салдарынан осы жеткізілімдерді алу қиынға соқты немесе саяси түрде тоқтатылды. Соғыстан кейін, Орегон және Колумбия өзені бассейні сияқты алыс аймақтардағы шекаралық даулар шешілгенге дейін санкциялар сақталды.

During the United States' first energy crisis stands of forest near larger towns and America's Eastern Seaboard cities became farther and farther from population and factory centers, raising the price of fuel for heating and smithies, especially clean burning charcoal—long the fuel of preference for smelting and glass making, creating a decades long search for alternative fuels. By mid 1792 prominent Philadelphians had formed the Lehigh Coal Mine Company (LHCM Co.) to bring anthracite to cities reachable via the Delaware River Valley, especially Philadelphia, the nation's largest and most industrialized city at the time, though no one fully understood how to use anthracite as a sole fuel—just that it 'could' burn 'some' of the time with a hot enough base fire, so could augment furnace fuels. The LHCM Co. had great difficulty getting many ark loads of coal to the docks in Philadelphia, much less having capabilities to make reliable deliveries of the fuel to industries risking its use, for the trip from Lausanne along the Lehigh River's variable water height and many rocks and rapids then surviving the over 70 mile (113 km) on the equally untamed Delaware River. In the midst of the War of 1812 iron industry magnate Josiah White set his foremen to systematically conducting experiments as how stone coal could be made to burn reliably. It was recognized as some use aiding other fuels, and pack animal loads occasionally reached the city, which had mills and foundries desperately needing to circumvent the British Naval Blockade, so Bituminous Coal coastal shipments up from Virginia might resume. These experiments established a bottom draught, and closed doors were the key. Before the war, Baltimore, Boston, Newark, New Haven, New York City, and Philadelphia industrialists were importing bituminous via shipload from Virginia and Great Britain, and these supplies became difficult to obtain or blocked politically by the war and its preceding embargoes on British goods. After the war, the sanctions continued until various boundary disputes were resolved as far away as The Oregon Country and the Columbia River basin.

Тарихи астауы

1814 және 1818 жылдар аралығында шығыс жағалаудағы өнеркәсіптер энергия тапшылығын сезініп тұрғанда, Hazard және White компаниясы LHCM Co. компаниясына жасаған сұранысы, компанияның қызметі мен құқықтары сатылымда екенін көрсетті. Шюлкилл каналы болашақта жақсартулардың баяу дамуына наразы болған Уайт пен Хазард, Пенсильвания заң шығарушы органына Лехай өзенінің тасылған ағыстарында кеме жүруді жақсарту және пайдалану құқығын беру үшін өтініш жасады. Осылайша Лехай каналының құрылысы басталды, ол 1820 жылдың соңында үлкен көлемде және тұрақты түрде көмір жеткізілімін қамтамасыз етті. Антрацит көмірінің молдығы келесі ғасырдағы өнеркәсіптік дамуға зор ықпал етті.

Құлдырау

Аллегени жазығының батыс бөлігінде кокс жасауға қолайлы битумдық көмір кендерінің табылуы антрацитті отын ретінде жайлап ығыстыруға алып келді. 1875 жылы коксқа отын беретін пештердің өндірісі антрацитке отын беретін пештерді басып озды, ал АҚШ-тағы соңғы антрацит пештері, бұрынғы Лок Ридж темір компаниясы 1914 жылы коксқа көшті.