矿业和冶金业的变革

英国传统的小型炼铁业，以原始的方法用简陋的高炉冶炼矿砂。但18世纪初，这已不能满足对生铁日益增长的需要。炼铁需要焦炭，而焦炭日益稀缺，而且昂贵。居民需要燃料，造船业和其他行业需用木材，森林被砍光。这导致伦敦1700年左右人口已有50多万以及其他一些需依靠水路供应木材的城市，长久以来被迫改为烧煤。首都对煤的需要量不少，特别是那些很不经济的、敞开燃烧的壁炉需煤量很大。这发生在欧洲大陆上由于据称有害于健康而到处拒绝在屋中烧煤的时期。在这一点上，英国无疑又走在了前头。

由于木材供应日益困难，在伯明翰附近科尔布鲁克多尔教友派教徒亚伯拉罕达比的冶炼厂尝试用烟煤替代木炭。然而试验却失败了。因为煤中所含的硫会与铁化合，使铁无法利用。达比的儿子及其继任者，像他一样都是实干家。他们设法把木炭和烟煤混合起来，用来熔铁。这一尝试也未能取得令人满意的结果。

1753年，最后动了这样的脑筋：在一座抽去空气的炭窑或圆炉中把烟煤加热、烘烤，最后使之可用于高炉，如先前木材烧成木炭那样。这样就发明了烧制焦碳的过程。木材，确切地说是木，在冶炼厂被焦煤所代替。焦煤在高炉中所产生的热度比木高。这样，由于煤的供应充足，就为大大增加生铁的产量创造了前提。向新的焦煤生产方法过渡，并不是一下子完成的，它是一个长期的转化过程。1789年炼铁厂的四分之一的产量还是用老式的木炭高炉完成的。只是拿破仑战争中期，巨大的军火需要才导致最后转用焦煤生产方法。

放弃木炭方法后，长期设在一度是林木茂盛的地区的炼铁厂被迁移到矿区去。矿区就逐步发展为工业区了。

煤和铁的结合构成开创工业化道路的支柱之一。它是新时代的曙光。但当时的人们并未意识到钢铁生产将会带来一个什么样的发展。

煤的开采在传统的矿业企业中也还常受到技术缺陷之苦。虽然挖掘的坑道并不深，但当人们不断往下采掘时，矿井的排水始终是一个难题。当时提斗抽水以及简单的木制水泵还不足以使采掘不受干扰。由于被地下水淹没，造成矿坑时时停产。

尽管有这些逆境，但在1700年左右，在大不列颠，每年已能开采200万吨烟煤。这一数字与以后年代的开采量相比，显得很小，但却表明，18世纪初英格兰和苏格兰已有一万名以上的工人在矿上日夜工作，而这发生在工业***开始前的几十年里。应当说明，长期以来煤还是用手工挖掘、手工运送的，因此每个人的平均产量不可能很高。但矿业毕竟是第一批较大的企业部门之一。

对煤日益增长的需要，促使那些有钱的大商人，投资购买新的矿山设备。因为由于煤炭消费的进一步增长，他们估计会从这些投资中获得相应的利润。

那些勘察出其领地有煤矿的大地主，对这种就在眼前的利益也感兴趣。在欧洲大陆开矿受领主的矿权限制，而英国则不同，地主可以对其地产自由处理。由于个人无法筹足开矿所需的资金，因此资本公司逐步建立。英国东印度商业公司就是一个先例。这些股份公司把新的矿山企业的领导权交给一个由股东选出的委员会，由他们来监督矿山的开采和经营。

由于进水，矿坑开采不时中断，不仅引起矿工，而且引起投资者以及矿主的忧虑。因此从18世纪初起，不断提出为矿山制造新的水泵系统。这个问题直到瓦特的蒸汽机诞生后，才得以很好的解决。

蒸汽机在矿山及炼钢厂的首次使用是钢铁工业的一个发展。但对钢铁工业的发展起决定性作用，在任何情况下，都是煤和矿砂产量能够持续上升。在所有的国家，上一个世纪的传统矿业金银铜的开采量居领先地位。但现在是煤的意义日见重要。早在17世纪，它在英国已经获得无可争辩的重要地位。

煤的需要以不停的势头增长。开采出来的煤大部分用于家庭，家庭用煤的需要量在不断增加。

还在1842年，壁炉消耗了大不列颠煤开采量的2/3，当时年产约3000万吨。另外一部分煤则作为新的瓦特式蒸汽机锅炉的燃料。剩下的部分是炼铁厂高炉消耗掉的。随着时间的推移，煤的出口意义日益重大。出口从1828年的25万吨上升到1845年的2100万吨。随着汽轮航运的开始，有越来越多的煤运往英国在世界各地的港口。

在矿山，蒸汽机原来只作抽水用，不久也用于抗道的抽风(通风)。早在1783年，一改过去一直用提斗从矿坑运煤的办法，第一次借助蒸汽机来运行。到了18世纪90年代，运煤条件有了进一步改善。从此运输塔就成为矿区的一项显示其特征的标志。人们看到高高耸立的矿山运输塔就知道脚下是一片矿区。

在以后的数十年中，虽然矿业领域未有引起轰动的发明，但煤炭工业作为工业原料以及不可缺少的新兴能源，日显重要，而传统的水轮及人口的增长，早在汽轮和铁路交通发展带来新的工业化阶段以前，就使得矿工的人数以及煤的采用量年年上升。到19世纪中叶，英国的煤产量已上升到年产5000万吨。当时在矿上约有20万工人在劳动。工业化在大大向前推进，但高潮还未到来。

与煤的开采相适应，铁厂的产量也在增长。蒸汽机制造厂、纺织机械厂、炼铁厂以及很多其他生产部门如雨后春笋般的出现的车间与工厂，都要用铁。冶金厂因此成为一个较大的行业单位。

由于把煤转为焦炭的方法数十年以后才为大多数冶金厂所采用，所以最初还不能说到那时为止很有限的生产能力有什么增长。第一批高炉生铁的日产量没有超过4吨。几年以后，即1740年在谢菲尔德由本杰明亨茨曼首次生产出了苷埚钢。这是一种由于加入其他物质而较为纯质的钢材，其质量在英国从未达到过。为了满足较高的要求，英国在此以前一直输入瑞典或德国的钢材，这些钢材是用高质量的矿砂冶炼的。在18世纪的上半叶，瑞典是欧洲最重要的产矿砂国家，因为在那儿不仅有高质量的矿砂，而且木炭可以无限量地使用。

即使在亨茨曼扩充了他的设备，其他冶炼厂也援用了他的生产方法后，苷埚钢的产量仍只是缓慢地上升，远远不能满足需要。

直到1766年，炼钢才有新的方法。亨利科特发明了一种新的方法搅炼法。通过鼓风在搅炼炉或火焰炉中炼一种可锻的钢。这一方法，直到19世纪中叶以后，才由更为合理的炼钢方法所替代。这种方法是：在高炉中把矿砂用焦炭熔炼成很脆的生铁，这种生铁在搅炼炉中变成一种粘稠的材料，用一长钢钩不断搅拌，并吹入很热的空气，加入硅、锰、碳，最后把形成的矿渣清除掉，这样就获得一种可锻的焊接钢。更新于：2021-04-30 10:26