Корнуоллская железная печь - Cornwall Iron Furnace - Wikipedia

"Корнуолл Печь" перенаправляется сюда. Для региона в Алабаме см. Корнуолл Печь (Сидар-Блафф, Алабама).
Корнуоллская железная печь
КорнуоллFurnacePA.jpg
Главное здание в Корнуоллской железной печи
Cornwall Iron Furnace находится в Пенсильвании.
Корнуоллская железная печь
Место расположенияRexmont Rd. и Бойд-стрит, Корнуолл, Пенсильвания
Координаты40 ° 16′14 ″ с.ш. 76 ° 24′22 ″ з.д. / 40,27056 ° с.ш. 76,40611 ° з.д. / 40.27056; -76.40611Координаты: 40 ° 16′14 ″ с.ш. 76 ° 24′22 ″ з.д. / 40,27056 ° с.ш. 76,40611 ° з.д. / 40.27056; -76.40611
Площадь175 акров (71 га)
Построен1742
АрхитекторПитер Грабб
Ссылка NRHPНет.66000671[1]
Знаменательные даты
Добавлено в NRHP13 ноября 1966 г.
Назначенный NHLD3 ноября 1966 г.[3]
Назначенный PHMC1 августа 1948 г. и 1 июня 2005 г.[2]

Корнуоллская железная печь назначен Национальный исторический памятник которым управляет Комиссия по истории и музеям Пенсильвании в Корнуолл, Графство Ливан, Пенсильвания в Соединенные Штаты. Печь была ведущей Пенсильвании утюг производитель с 1742 года до закрытия в 1883 году. Печи, вспомогательные постройки и окружающая территория были сохранены как историческое место и музей, что дает возможность заглянуть в промышленное прошлое Ливана. Это единственная уцелевшая доменная печь для сжигания угля на своей первоначальной плантации в западном полушарии. Создано Питер Грабб в 1742 году печь Корнуолл эксплуатировалась во время революции его сыновьями. Кертис и Питер младший которые были основными поставщиками оружия Джорджу Вашингтону. Роберт Коулман приобрела Cornwall Furnace после революции и стала первой в Пенсильвании миллионер. Право собственности на печь и ее окрестности было передано Содружеству Пенсильвании в 1932 году.

Обзор

Корнуоллская железная печь была одним из многих металлургических заводов, построенных в Пенсильвании в течение шестидесяти лет, с 1716 по 1776 год. Было не менее 21 доменной печи, 45 кузницы, четыре цветение, шесть сталеплавильных печей, три продольных стана, два толстолистовых стана и один проволочный стан работают в Колониальная Пенсильвания.

Печи Cornwall Furnace прошли два этапа технологического процесса. Питер Грабб родился в Делавэре около 1702 года и поселился на территории нынешнего графства Ливан в 1734 году. Он купил около 300 акров (1,2 км).2) из магнетит богатая земля. Грабб также заметил, что на его земле есть другие природные ресурсы, необходимые для производства железа. А именно огромные стенды древесина для производства уголь, проточная вода для работы сильфонов и достаточный запас известняка, необходимый для добавления флюса в плавильные печи. Планам Грабба способствовал еще и тот факт, что магнетит в Корнуолле находился либо очень близко к его земле, либо на ее поверхности. Он был готов заняться металлургическим бизнесом и приступил к строительству железной «плантации». Эти центры производства железа обычно располагались далеко от сильно очищенных сельхозугодья и были укрыты в районе Ридж и долины штата Пенсильвания. Грабб построил свои печи, сначала печь, а затем более современную доменную печь, работающую на угле, а также вспомогательные здания и деревня мельниц это было необходимо для размещения его рабочих. Он назвал свою операцию Корнуолл, потому что его отец, Джон Грабб прибыл из Корнуолла, Великобритания, в 1677 году. Железная печь Корнуолла отлично подходила для экономики, основанной на сельском хозяйстве. Тринадцать колоний. Железо требовалось для изготовления инструментов, гвоздей и оружия. Официальная политика Великобритании не одобряла производство в колониях, но Англия больше не мог производить необходимое железо для своих нужд, не говоря уже о потребностях колонистов. Фактически Англия попала в зависимость от импорт железо из Швеция.

Питер Грабб был не мастером по металлу, а строителем. В 1745 году он сдал металлургический завод в аренду консорциуму Cury and Company на 25 лет и вернулся в Уилмингтон. Консорциум продолжил операцию, и право собственности перешло к сыновьям Петра, Кертис и Питер младший, после его смерти в 1754 году. Братья взяли на себя эту операцию в 1765 году и успешно управляли ею до конца 1780-х годов. Кертис управлял печью Корнуолла и жил на ее территории; c1773 г. он построил 19 комнат особняка, который до сих пор стоит на видном месте рядом с имением. Питер-младший управлял кузницей в Hopewell, переработка передельного чугуна, произведенного в печи, в более ценный чугун. Металлургический завод был основным поставщиком для войны за независимость, и Джордж Вашингтон однажды посетил, чтобы осмотреть работу. К несчастью для семьи Грабб, как описано в Биография Кертиса Грабба, они не смогли сохранить контроль над операцией после женитьбы Кертиса в 1783 году. Большая часть владений Грабба постепенно перешла в руки Роберт Коулман, достигнув кульминации в 1798 году. Сын Коулмана, Уильям, был назначен менеджером Корнуоллской печи и жил в особняке; в 1865 году Колеманы перестроили его в структуру из 29 комнат, известную сегодня как особняк Букингема.

Железный закон

Основная статья: Железный закон

В американской колониальной истории Закон о железе, принятый в 1750 году, был частью британского законодательства, направленного на поощрение производства сырья (включая чугун ) в колониальной Америке, но ограничить их производство там готовыми изделиями из железа. Существующие производственные предприятия могли продолжаться, но новые для определенных процессов были запрещены.

Bloomery

Основная статья: Bloomery

Первая печь, построенная Питером Граббом в Корнуоллской железной печи, была цветущий. Грабб построил его в 1737 году, чтобы проверить рыночную стоимость своей руды. Это был экономичный способ проверить рынок без необходимости инвестировать в строительство более эффективной и прибыльной доменной печи.

Блумеры - это в основном увеличенные кузнец очаг. Состоит из ямы или дымовая труба с жаропрочными стенами из земли, глины или камня. (Песчаник использовался в Корнуолле.) Ближе к дну через боковые стенки проходят одна или несколько глиняных труб. Эти трубы, называемые фурмы, позвольте воздуху поступать в топку либо естественной тягой, либо принудительной мехи. Отверстие в нижней части цветника можно использовать для удаления налетов, или же цветок можно перевернуть и удалить налет с дна.

Первый шаг, который нужно сделать перед использованием цветков, - это подготовка уголь и железная руда. Древесный уголь производится путем нагревания древесины для производства почти чистого углеродного топлива, необходимого для процесса рафинирования. Руда дробится на мелкие кусочки и жареный в огне, чтобы удалить влагу из руды. Любые крупные примеси в руде можно измельчить и удалить. Поскольку шлак из предыдущих блюмов может иметь высокое содержание железа, шлак из предыдущих блюмов может быть разбит и переработан в блюмер с новой рудой.

Во время работы блюмер предварительно нагревается путем сжигания древесного угля, и после нагрева железная руда и дополнительный древесный уголь вводятся через верх в соотношении примерно один к одному. Внутри печи, монооксид углерода от неполного сгорания древесного угля уменьшает оксиды железа в руде превращаются в металлическое железо без плавления руды; это позволяет блумеру работать при более низких температурах, чем температура плавления руды. Так как желаемый продукт для шаровара - это легко ковка, почти чистое железо с низким углерод содержание, температура и соотношение древесного угля и железной руды должны тщательно контролироваться, чтобы железо не впитало углерод и не стало не поддающимся ковке. Известняк также может быть добавлено около 10% веса руды в блюмер, что будет действовать как поток и помогают уносить загрязнения.

Полученные таким образом мелкие частицы железа падают на дно печи и свариваются, образуя губчатую массу блюма. Дно печи также заполняется расплавленным шлаком, часто состоящим из фаялит, соединение кремний, кислород и железо, смешанные с другими примесями из руды. Поскольку блюм очень пористый, а его открытые пространства заполнены шлаком, позже блюм необходимо повторно нагреть и отбить молотком, чтобы вытеснить из него расплавленный шлак. Железо, обработанное таким образом, считается кованый, и полученное почти чистое железо кованое железо.

Доменная печь

Основная статья: Доменная печь

В 1742 году Грабб заменил свой цветник на 30 футов (9,1 м) высотой, работающий на древесном угле. холодная доменная печь. Доменная печь горела сильнее, чем печь, и смогла расплавить чугун ("древесный уголь ") из руды.

Домна полагается на то, что нежелательные кремний и другие примеси легче, чем расплавленный чугун, который является основным продуктом. Печь Грабба была построена в виде высокого дымовая труба -подобная структура, облицованная огнеупорный кирпич. Уголь, известняк и железная руда (оксид железа) заливали сверху, а воздух вдували через фурмы возле базы. Возникающий «дуть» способствует сгоранию древесного угля (в более современных печах используется кокс или даже антрацит ), создавая химическую реакцию, которая восстанавливает оксид железа до основного металла, который опускается на дно печи. Точный характер реакции таков:

Fe2О3 + 3 CО → 2Fe + 3CO2

Точнее говоря, сжатый воздух, вдуваемый в печь, реагирует с углеродом в топливе с образованием монооксид углерода, который затем смешивается с оксид железа, реагируя химически с образованием железа и углекислый газ, которая вытекает из топки вверху. В начале реакционного цикла горячий дуть, также называемый «ветром», содержащий предварительно нагретый газ из Кауперные печи и воздух вдувается в печь через фурмы. Ветер воспламенит кокс и Реакция Будуара состоится:

C + O2 → CO2
CO2 + C → 2 CO

Температура в печи обычно составляет около 1500 ° C, что также достаточно для разложения известняк (карбонат кальция ) в оксид кальция и дополнительный диоксид углерода:

CaCO3 → CaO + CO2

Оксид кальция вступает в реакцию с различными кислотными примесями в железе (особенно с кремнезем ), образуя шлак, содержащий силикат кальция, CaSiО3 который плывет по утюгу.

Чугун, произведенный в доменной печи, непригоден для большинства целей из-за высокого содержания углерода, около 4-5%, что делает его очень хрупкий. Некоторое количество чугуна используется для производства изделий из чугуна, часто переплавляя в вагранке литейного производства.

Для других целей необходима дополнительная обработка, чтобы снизить содержание углерода, чтобы железо можно было использовать для изготовления инструментов или в качестве строительного материала. Для этого использовались различные способы. Самый ранний процесс проводился в нарядная кузница. В конце 18 века этот процесс начал вытесняться «заливкой и штамповкой», но наиболее успешным новым процессом Индустриальная революция период был лужа.

Теперь это делается путем нагнетания струи кислорода под высоким давлением в специальный вращающийся контейнер, содержащий чугун. Часть углерода окисляется до монооксид углерода, CO и диоксид углерода, CO2. Это также окисляет примеси в чугуне. Контейнер вращается, и обработанный чушковый чугун может быть отделен от окисленных примесей. До середины 19 века чугун из доменной печи превращался в кованое железо, который представляет собой технически чистое железо. В тот период, если требовалась сталь, особо чистые сорта железа нагревали с древесным углем в цементационной печи для получения блистерная сталь (с содержанием углерода 1-2%). Это может быть дополнительно очищено с помощью тигельная техника, но сталь была слишком дорогой для использования в больших масштабах. Однако с введением Бессемеровский процесс в конце 1850-х годов, а затем и в других процессах, производство стали резко увеличилось. К концу 19 века большую часть железа перед использованием превращали в сталь.

Уголь

Доменные печи Cornwall Furnace требовали огромного количества древесного угля, чтобы поддерживать их горение и тем самым обеспечивать стабильное производство железа. Производство древесного угля само по себе стало индустрией. Деревья лиственных пород рубили, сушили, штабелировали и сжигали в ямах диаметром от 30 до 40 футов (от 9,1 до 12,2 м). А угольщик аккуратно сложил дрова вокруг дымовая труба. Стопка дров была покрыта листьями и землей и подожжена в центре. Пожарам позволяли тлеть от десяти до четырнадцати дней под внимательным круглосуточным надзором угольщика. Угольщики тщательно следили за тем, чтобы выделялось достаточно тепла, чтобы удалить влагу, смолу и другие вещества из древесины, не сжигая ее полностью. Древесина не обугливалась до тех пор, пока не потребовалось, чтобы она не намокла и не стала бесполезной. Спрос на древесный уголь был настолько огромен, что Cornwall Furnace ежедневно использовала целый акр древесины для изготовления древесного угля. [1]

Работа в печи

Печь работала двадцать четыре часа в сутки, семь дней в неделю, кроме случаев, когда она была закрыта на ремонт. Корнуоллская железная печь была способна производить 24 тонны железа в неделю.[нужна цитата ] Большой водяное колесо приводил в действие сильфоны. Тележки, загруженные древесным углем, курсировали между угольным амбаром и печью под защитной крышей, предназначенной для того, чтобы уголь оставался сухим. Другие вагоны возили руду из шахты на вершину печи на склоне холма. Затем рабочие вручную транспортировали древесный уголь и руду в печь. У основания печи работали водоотводчики. Они разгребали охлаждающий песок и вырыли каналы для расплавленного чугуна. Далее они сложили прутки чугуна снаружи. Условия работы были очень тяжелыми. Температура внутри литейного цеха достигла 160 ° F (71 ° C).

Такая массивная и сложная операция по изготовлению чугуна и угля требует массивной и твердой рабочая сила. Одной только печи требовалось до шестидесяти человек, работающих круглосуточно в 12-часовую смену. В обслуживающий персонал металлургических заводов входили клерк компании, множество возницы, лесорубы, угольщики, фермеры и домашняя прислуга. Между классами был большой разрыв. Рабочие были размещены в небольших домах и очень много работали за низкую заработную плату. Владельцы и смотрители печи жили в особняках со значительным штатом прислуги. Историки сравнивают жизнь у печи с жизнью в феодальный баронство.

В Cornwall Iron Furnace было три группы рабочих: бесплатный труд, Наемные слуги и рабы. Рабство было законным в Пенсильвании, пока оно не было постепенно отменено, начиная с 1780 года, когда ввоз рабов был запрещен. У руководства печи было немало проблем с персоналом наемных слуг. Эти неквалифицированные рабочие были привезены из Германия, Англия и Ирландия. Многие из них некоторое время проработали в Корнуолле, прежде чем сбежать.

Наследие Коулмана

Роберт Коулман

Основная статья: Роберт Коулман (промышленник)

Роберт Коулман поднялся с должности клерка в протонотарий офис в Филадельфия к бухгалтер в Cornwall Iron Furnace, чтобы стать первым миллионером Пенсильвании. [2]

Коулман прибыл в Филадельфию из Ирландии в 1764 году. Проработав клерком и бухгалтером, он арендовал участок Салфорд-Фордж недалеко от Норристаун в 1773 году и сразу же получил значительную прибыль, производя пушечные ядра и стрелял в Солфорд и Элизабет Фернейс. Затем он использовал свою прибыль, чтобы купить две трети акций Elizabeth Furnace, акций Cornwall и Upper и Lower Hopewell Furnaces (не одноименные Печь Хоупвелла ) и владение Веронная кузница. Вскоре Коулман смог построить печь Colebrook Furnace, выкупить остальную часть Elizabeth Furnace и получить 80% -ную долю в Cornwall Furnace и рудных шахтах поблизости. Его бизнес-приобретения и полученные от них прибыли позволили ему стать первым миллионером в истории Пенсильвании.

Джордж Доусон Коулман

Джордж Доусон Коулман был внуком Роберта Коулмана и сыном Джеймса Коулмана. Джордж Доусон Коулман женился на Деборе Браун из Филадельфии и имел несколько детей, в том числе Энн Коулман, которая переехала во Францию ​​и возродила жизнь. Шато-де-Вилландри (вместе с мужем Иоахим Карвалло ).

Джордж Доусон Коулман вместе со своим братом Робертом контролировал большую часть железного состояния Коулмана. Джордж приобрел больший контроль над рудными шахтами в Корнуолле и смог экспериментировать с железными печами, которые работали на антрацитовом угле вместо кокса. Он также инвестировал в расширение железная дорога, построил для своих сотрудников дома, школу и церковь. Он очень любил свою общину и несколько раз служил в законодательном собрании штата Пенсильвания. (Несколько церквей, построенных семьей Коулманов, все еще существуют в этом районе, и они известны как Coleman Chapels.)

Джордж руководил многими улучшениями производства в Cornwall Iron Furnace. Сильфоны были заменены на «дутьевые ванны». Выдувные ванны представляли собой воздушные насосы с поршневым приводом и контейнеры, в которых содержался сжатый воздух, который нагнетал его в печи. В 1841 году водяное колесо было заменено паровым двигателем. В 1850-х годах была восстановлена ​​печь.

Колманы передали прямой контроль над Cornwall Iron Furnace в Джон Ф. Рейнольдс в 1848 году. Он был выпускником Западная точка и управлял печью до начала Гражданской войны. Рейнольдсу было поручено Общее и был первым генералом Союза, павшим на Битва при Геттисберге.

Роберт Хабершем Коулман

Основная статья: Роберт Хабершем Коулман

Роберт Хабершем Коулман был потомком Колеманов в четвертом и последнем поколении. Он закрыл предприятие в 1883 году, открыв для компании новые. В 1881 году, когда он возглавил семейный бизнес, Колман оценивался примерно в семь миллионов долларов. К 1889 году его состояние оценивалось в тридцать миллионов долларов. К 1893 году состояние исчезло. Один из его домов, Корнуолл-холл, был "символом взлета, славы и упадка" короля "Корнуолла (Пенсильвания) во время американского правления. Позолоченный век."

Падение

Корнуоллская железная печь стала устаревший к 1880-м годам. Бессемер и мартеновский процессы создания стали, замена древесного угля на кокс и антрацитовый уголь, открытие месторождений железа на Железный Диапазон в Миннесота возле Озеро Верхнее, и строительство современных заводов в Питтсбург, Steelton и Вифлеем привело к прекращению производства железа в Корнуолле. Cornwall Furnace больше не приносил выгода за последние десять лет эксплуатации, и последний владелец, Роберт Хабершем Коулман, остановил его 11 февраля 1883 года. В 1932 году печь и вспомогательные здания были переданы Маргарет Колман Бэкингем в собственность и с тех пор были восстановлены и открыты для публики. .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Информационная система Национального реестра». Национальный реестр исторических мест. Служба национальных парков. 9 июля 2010 г.
  2. ^ «Исторические маркеры PHMC». База данных исторических маркеров. Комиссия по истории и музеям Пенсильвании. Архивировано из оригинал 7 декабря 2013 г.. Получено 20 декабря, 2013.
  3. ^ "Корнуоллская железная печь". Сводный список национальных исторических достопримечательностей. Служба национальных парков. Архивировано из оригинал на 2012-10-07. Получено 2008-07-02.
  • Х. Р. Шуберт, История британской черной металлургии (1957).
  • Р. Ф. Тайлекот, История металлургии (1991).
  • Гордон К. Поллард, «Эксперименты в производстве цветников в XIX веке: свидетельства из Адирондак в Нью-Йорке» Историческая металлургия 32(1) (1998), 33-40.

внешняя ссылка