Hierro antracita - Anthracite iron
Nótese la falta de una red vial moderna: falta de automóviles, los clubes de automovilistas que conectan las ciudades entre sí aún no se habían formado, por lo que las fuerzas políticas aún no habían comenzado a convertir las vías del condado y las carreteras de peaje de tierra y grava en carreteras pavimentadas.
Justo fuera del mapa está Mauch Chunk (actual Jim Thorpe, PA y sitio de los dos primeros altos hornos intentados en los EE. UU. Por LC&N) debajo de la sombra del Monte Pisgah al final de Pisgah Ridge que se muestra arriba en el mapa inferior derecho. Esta área está justo debajo del bucle del espectáculo de Lehigh Gorge a lo largo del tercer borde inferior derecho. Frente a la boca de ese desfiladero estaba la primera y ahora perdida comunidad de trabajadores transitorios, Lausanne Landing , que albergaba a forestales, constructores de barcos y mineros que fueron pioneros en el área sobre el Lehigh Gap en expediciones de 'años'. También cerca de Lausanne's Landing Tavern , en 1805 se construyó la caseta de peaje de Lausanne-Nescopeck Turnpike que estaba situada en las llanuras bajas cerca de la desembocadura del Nesquehoning Creek (aproximadamente 1/3 del camino hacia el lado derecho del mapa). Al oeste, casi 15 millas a través del mapa se encuentra Tamaqua, que también se conecta a través de los espacios de agua del valle de Schuylkill con las llanuras debajo de las escarpas de Blue Mountain. Tamaqua se encuentra literalmente en la esquina inferior izquierda de este mapa. Sigue que la mayoría de las tierras carboníferas de la nueva LCAN se encuentran a lo largo del tercio inferior de este mapa: Panther Creek Valley . LC&N también había sido propietario de otros depósitos de carbón al norte de la línea E-to-W de Nesquehoning
El hierro antracita o ' arrabio ' de antracita es la sustancia creada por la fusión de carbón antracita y mineral de hierro , que utiliza carbón antracita en lugar de carbón vegetal para fundir minerales de hierro, y fue un avance histórico importante a fines de la década de 1830 que permitió una gran aceleración. la revolución industrial en Europa y América del Norte.
Historia
A diferencia de muchos avances seminales, los contribuyentes, el lugar y la fecha de esta época están bien registrados en momentos específicos a fines de la década de 1830. Los primeros hornos y fundiciones repetibles y exitosos fueron administrados por la misma persona tanto en el Reino Unido como en los Estados Unidos, bajo el control principal y la supervisión del Ironmaster David Thomas, quien había comenzado a experimentar con intentos de usar depósitos de antracita de Gales disponibles localmente desde el principio. en 1820 poco después de que asumiera el cargo en Yniscedewin Iron Works en Gales. Aproximadamente en este período de tiempo de 1837-38, también se estaban realizando experimentos en Pensilvania cerca de Port Carbon, y en Mauch Chunk, pero con un éxito general mayor que en Gales. White, Hazard y LC&N Co. habían comenzado experimentos sistemáticos para fundir usando antracita en dos hornos en Mauch Chunk en 1832–1837 con éxitos intermitentes pero mejorados esporádicamente usando procesos de chorro en frío con dos hornos de diseño diferente.
Mientras se realizaba este trabajo preliminar a ambos lados del Atlántico, otro cerebro [en Escocia] estaba trabajando, que proporcionó la clave que desveló el secreto del éxito, por el Sr. Neilson de Glasgow, el inventor de la explosión caliente, quien en 1828 obtuvo una patente por su valioso invento, cuya importancia no se comprendió durante mucho tiempo. El panfleto sobre la explosión, publicado por Neilson, fue leído con entusiasmo por el señor Thomas, quien se convenció de inmediato del valor del descubrimiento.
Una noche, mientras estaba sentado con el Sr. Crane en su biblioteca, hablando del asunto, tomó el fuelle y comenzó a soplar el fuego de antracita en la rejilla. —Será mejor que no lo haga, David —dijo el señor Crane; "lo apagarás". Y Thomas respondió: "Si tan solo tuviéramos el calor de Neilson aquí, la antracita ardería como el pino". El Sr. Crane dijo, "David, esa es la idea precisamente", y esta idea se reconoció como una que valdría la pena trabajar; ya través del indomable coraje y perseverancia del Sr. Thomas lo logró.
De hecho, este fue el origen de la exitosa aplicación del hot-blast en la fabricación de hierro con antracita. Mientras tanto, la fábrica de hierro de Clyde, en Escocia, había puesto en funcionamiento un horno, utilizando el chorro de calor con carbón semibituminoso en el horno. El Sr. Thomas instó al Sr. Crane a que adoptara inmediatamente el nuevo descubrimiento, y fue enviado a Escocia para ver cómo funcionaba el proceso. Después del examen más cuidadoso, el Sr. Thomas determinó que la explosión era justo lo que se necesitaba para un horno de antracita. Regresó a Yniscedwin con una licencia del Sr. Neilson y un mecánico experto que entendía la construcción de hornos de calefacción, y de inmediato procedió a construir hornos de alta presión y los erigió en el horno que se conocía como el horno de cúpula. '11 pies bosh por 45 pies de alto. El horno se fundió el 5 de febrero de 1837 ; el éxito fue completo; y el hierro antracita continuó obteniéndose provechosamente de dicho horno sin intermedio [a partir de entonces].
El hierro antracita era una mercancía recién nacida en el comercio del mundo, y David Thomas fue su padrino. La noticia de su éxito se extendió por el Reino Unido; el London Mining Journal le dio una gran importancia; y un relato del descubrimiento apareció en la prensa de los Estados Unidos.- Samuel Thomas, Transacciones del Instituto Americano de Ingenieros de Minas (1899)
El primer fundido estadounidense de arrabio antracita se realizó el 4 de julio de 1840 por los socios principales David Thomas , Josiah White y Erskine Hazard en su Lehigh Crane Iron Works en su primer alto horno caliente a lo largo de Catasauqua Creek con la ayuda de Samuel Thomas y los empleados de la LCIW, en lo que se convirtió en Catasauqua en el condado de Northampton , Pensilvania . La tecnología permitió a las industrias la oportunidad de producir hierro fundido suficiente para la demanda y eventualmente adaptar la producción para alimentar también la demanda para generar hierro forjado y acero . Estos materiales útiles se logran agregando procesamiento adicional, tomando arrabio como ingrediente en un horno de reverberación (y en años posteriores, un convertidor Bessemer ).
La antracita, también conocida como carbón de piedra o carbón de roca, es muy difícil de encender, extraer, limpiar y romper en trozos más pequeños y requiere las condiciones correctas para generar calor o mantener la temperatura y mantener la combustión, que a menudo depende del tamaño y la uniformidad de la partículas de carbón. Sin embargo, las ciudades estadounidenses estaban abarrotadas de combustibles, los bosques se agotaron cerca de las ciudades más grandes y Filadelfia, la ciudad más grande de Estados Unidos, también necesitaba combustibles para molinos y fundiciones para mantener la fabricación. El inventor e industrial Josiah White (propietario de una fábrica de alambre, fundición y clavos), había determinado cómo quemar antracita en hornos de procesamiento de trabajo de hierro durante la Guerra de 1812 , pero su uso en operaciones de fundición fue impredecible, dependiendo del material. geometrías de empaque de cualquier carga de carga particular en un alto horno frío. El desarrollo anterior de la coquización de carbón bituminoso , así como el coque de antracita, permitió la fundición de hierro utilizando fuentes locales de carbón con aire frío en altos hornos después de la última década de 1830 permitió la producción de grandes cantidades de hierro que construyeron la infraestructura fundamental de los primeros años. Revolución Industrial de América del Norte , que se basó en productos de hierro y solo algo de acero. En ese momento, el hierro se usaba mínimamente con respecto a la madera. Incluso la mayoría de las vías del tren se colocaron con rieles de madera, a veces cubiertos con correas de hierro. A medida que se dispuso de más hierro, se encontraron más usos para el hierro, creando un ciclo de creciente demanda, experimentación y mejoras, parte de la revolución en la revolución industrial .
Desarrollo del proceso
Durante la primera crisis energética de los Estados Unidos, las masas de bosques cerca de las ciudades más grandes y las ciudades de la costa este de Estados Unidos se alejaron cada vez más de los centros de población y fábricas, lo que elevó el precio del combustible para la calefacción y las herrerías, especialmente el carbón de leña limpio , que durante mucho tiempo fue el combustible preferido por fundición y fabricación de vidrio, creando una búsqueda de décadas de combustibles alternativos. A mediados de 1792, prominentes habitantes de Filadelfia habían formado Lehigh Coal Mine Company (LHCM Co.) para llevar la antracita a las ciudades accesibles a través del valle del río Delaware , especialmente Filadelfia , la ciudad más grande e industrializada del país, aunque nadie entendía completamente cómo usar la antracita. como único combustible, solo que "podría" quemar "parte del tiempo con un fuego base lo suficientemente caliente, por lo que podría aumentar los combustibles de los hornos.
LHCM Co. tuvo grandes dificultades para llevar muchas cargas de carbón a los muelles de Filadelfia, y mucho menos tener la capacidad de realizar entregas confiables del combustible a las industrias que arriesgaban su uso, para el viaje de 46 a 47 millas (74 a 76 km). desde Lausana a lo largo de la altura variable del agua del río Lehigh y muchas rocas y rápidos que luego sobrevivieron a las más de 70 millas (110 km) en el igualmente indómito río Delaware . En medio de la Guerra de 1812 , el magnate de la industria del hierro, Josiah White, puso a sus capataces a realizar experimentos sistemáticos sobre cómo se podía hacer que el 'carbón de piedra' se quemara de manera confiable. Se reconoció como un uso que ayudaba a otros combustibles, y las cargas de animales de carga ocasionalmente llegaban a la ciudad, que tenía molinos y fundiciones que necesitaban desesperadamente eludir el bloqueo naval británico, por lo que los envíos costeros de carbón bituminoso desde Virginia podrían reanudarse. Estos experimentos establecieron un tiro de fondo y las puertas cerradas ( técnicas de horno de reflexión o reverberación ) fueron la clave. Antes de la guerra, los industriales de Baltimore, Nueva York, Newark, New Haven, Boston y Filadelfia importaban Bituminous por barco desde Virginia y Gran Bretaña, y estos suministros se volvieron difíciles de obtener o bloqueados políticamente por la guerra y sus embargos anteriores sobre productos británicos. . Después de la guerra, las sanciones continuaron hasta que se resolvieron varias disputas fronterizas en lugares tan lejanos como Oregon Country y la cuenca del río Columbia.
Contexto histórico
Mientras tanto, entre 1814-1818, las industrias a lo largo de la costa este todavía estaban sedientas de alivio energético cuando las consultas de Hazard & White a LHCM Co. indicaron que las operaciones y los derechos de la empresa estaban disponibles. Frustrado por el avance de las mejoras que se convertirían en el canal Schuylkill , White & Hazard solicitó a la legislatura de Pensilvania los derechos para mejorar y operar navegaciones en el río Lehigh, lleno de rápidos , iniciando el proceso que conduce al canal Lehigh, comenzando entregas regulares de carbón de alto volumen y confiables a fines de 1820, y los grandes cambios que crearía una inundación de antracita en el próximo siglo.
Hierro de la fundición de antracita
La investigación sobre la fundición de hierro usando carbón de antracita (sin coquizarlo primero) comenzó en la década de 1820 en Gales por Thomas, experimentos en Francia, sobre todo por Gueymard y Robin en Vizille en 1827, y en la década de 1830 en Pottsville & Mauch Chunk, Pensilvania. . Los primeros intentos intentaron sustituir gradualmente la antracita por otros combustibles, como el coque o el carbón vegetal , pero todos fracasaron debido al uso de técnicas de explosión en frío , que generaban calor insuficiente para mantener la antracita en combustión regenerativa. En el mismo período de tiempo, Thomas también había continuado experimentando con mezclas de antracita y otros combustibles, antes de combinar esos experimentos y el nuevo procesamiento de explosión en caliente .
El Sr. Thomas determinó que la explosión era justo lo que se necesitaba para un horno de antracita. Regresó a Yniscedwin con una licencia del Sr.Neilson y un mecánico experto que entendía la construcción de hornos batidores, y de inmediato procedió a construir hornos de alta presión y los erigió en el horno que se conocía como el horno de cúpula. '11 pies bosh por 45 pies de alto. El horno se fundió el 5 de febrero de 1837; el éxito fue total, y el hierro antracita continuó obteniéndose provechosamente de dicho horno sin interrupción.
El hierro antracita era una mercancía recién nacida en el comercio del mundo, y David Thomas fue su padrino. La noticia de su éxito se extendió por el Reino Unido; el London Mining Journal le dio gran prominencia, y un relato del descubrimiento apareció en la prensa de los Estados Unidos.
En mayo de 1837, Solomon W. Roberts de Filadelfia llegó a Yniscedwin, vio el horno en funcionamiento e inmediatamente informó a su tío, Josiah White, de Lehigh Coal and Navigation Company, la aplicación exitosa de la explosión caliente allí. En este momento, 1837-38, la Lehigh Coal & Navigation Company y otras compañías cuyas espléndidas minas se agrupan en el vecindario de Mauch Chunk, Pensilvania, estaban experimentando con el uso de antracita en el alto horno, pero con tan poco éxito que estaba decidido a enviar al Sr. Erskine Hazard , uno de los principales espíritus de la compañía, y luego el espíritu líder de Lehigh Crane Iron Company , a Gales, para investigar la práctica en Yniscedwin y contratar a una persona competente para que viniera a este país para supervisar la construcción de hornos en el Lehigh.
El Sr. Hazard llegó en noviembre de 1838 y encontró el horno en pleno y exitoso funcionamiento.- Samuel Thomas, dirección de 1899
En los Estados Unidos, donde Lehigh Coal & Navigation Company (LC&N) había comenzado a enviar antracita a Filadelfia en 1820 porque los principios no podían obtener suficientes combustibles para sus trabajos de hierro en las 'Cataratas del Schuylkill' , también había construido el Canal de Lehigh y se hicieron cargo de las obras de la azarosa Lehigh Coal Mine Company; a fines de la década de 1820, habiendo establecido obras que funcionaban sin problemas, después de construir el segundo ferrocarril en funcionamiento de Estados Unidos en 1827, tenían gran interés en explotar los grandes depósitos de antracita del condado de Schuylkill para la fabricación de hierro. , cuyas fundiciones eran sus principales negocios.
El Instituto Franklin , en 1830, ofreció una medalla de oro al fabricante de la mayor cantidad de hierro antracita, y Nicholas Biddle y sus asociados ofrecieron un premio de $ 5,000 a la primera persona que fundiera una cierta cantidad de mineral de hierro en un tiempo determinado. usando antracita. Lehigh Coal & Navigation, para entonces un gigante industrial de la época, también ofrecía energía hidráulica gratuita y tarifas de descuento en carbón y transporte marítimo para fomentar el desarrollo del proceso.
El primer avance clave se produjo en 1828–29, cuando el escocés James Beaumont Neilson patentó la técnica y el proceso de granallado en caliente , que había concebido en un intento por mejorar la eficiencia de los hornos de combustibles convencionales. La primera persona en emplear la técnica de explosión en caliente para la fundición de antracita fue el Dr. Frederick W. Gesenhainer, quien solicitó una patente sobre el proceso en 1831 y la recibió en 1833. En 1836, intentó fundir antracita a escala práctica en su propiedad, Valley Furnace, cerca de Pottsville, Pensilvania , mientras que en el mismo año LC&N Co. de White & Hazard construyó dos altos hornos experimentales en Mauch Chunk . Produjo una pequeña cantidad de hierro, pero debido a averías mecánicas, no pudo mantener el horno en funcionamiento durante más de dos meses. Mientras visitantes distinguidos, incluido el gobernador Joseph Ritner , reconocieron su éxito, vendió su participación en Valley Furnace y se fue a la ciudad de Nueva York .
La investigación avanzaba en líneas paralelas a través del Atlántico. George Crane, propietario, y David Thomas , superintendente de Yniscedwyn Iron Works, habían concebido ellos mismos la idea de usar hot blast para fundir antracita. Thomas fue enviado a Escocia para examinar la instalación de Neilson y la reprodujo en Yniscedwyn. Crane solicitó una patente británica sobre fundición de hierro con antracita y explosión caliente en 1836 y la recibió en 1837. Cuando se selló la patente, Yniscedwyn estaba produciendo alrededor de 35 toneladas de hierro usando antracita solo como combustible.
Inspirándose tanto en Geisenhainer como en Crane (cuyo éxito fue seguido de cerca por LC&N), continuaron los experimentos en los EE. UU. Baughman, Guiteau and Company utilizaron un antiguo horno cerca de Mauch Chunk para producir un poco de antracita a finales de 1837. Construyeron otro horno experimental cerca, que se trabajó durante unos dos meses durante el otoño y el invierno de 1838 y durante algún tiempo en 1839, pero deficiencias mecánicas los llevó a abandonar el horno a fines de 1839. Mientras tanto, Pioneer Furnace, en Pottsville, fue soplado con combustible de antracita en 1839. Fue construido por William Lyman y obtuvo la ayuda de un emigrante galés, Benjamin Perry, quien fue familiarizado con el proceso de Neilson y las obras de Yniscedwyn, para el soplado. El horno funcionó durante tres meses solo con antracita y cumplió las condiciones para ganar el premio de $ 5,000. En el diseño de Pioneer Furnace, Lyman también había contado con la ayuda de David Thomas, que había llegado a los Estados Unidos en mayo de 1839. Thomas fue contratado por LC&N para establecer Lehigh Crane Iron Company y su primer horno en Catasauqua , que fue en alto en 1840, junto con otros cinco hornos de antracita. Esto marcó el establecimiento comercial de la producción de hierro antracita en los Estados Unidos.
Disminución
La apertura de depósitos de carbón bituminoso aptos para la coquización en la parte occidental de la meseta de Allegheny resultó en el desplazamiento gradual de la antracita como combustible. La producción de hornos de coque superó a la de hornos de antracita en 1875, y los últimos hornos de antracita en los EE. UU., La antigua Lock Ridge Iron Company , se convirtieron en coque en 1914.
Notas
Notas al pie
Referencias
- Samuel Thomas (septiembre de 1899), "Reminiscences of the Early Anthracite-Iron Industry" , Transactions of the American Institute of Mining Engineers (reimpresión de TheHopkinThomasProject.com) , consultado el 8 de diciembre de 2016
- Bartholomew, Ann M .; Metz, Lance E .; Kneis, Michael (1989). Delaware y Lehigh Canals (Primera ed.). Bethlehem, Pensilvania: Oak Printing Company. págs. 4-5. ISBN 0930973097. LCCN 89-25150 - a través del Centro de Historia y Tecnología del Canal, Parque Histórico y Museo Hugh Moore, Inc., Easton, Pensilvania .
- Bartholomew, Craig L .; Metz, Lance E. (1988). Bartholomew, Ann (ed.). La industria de la antracita del valle de Lehigh . Centro de Historia y Tecnología del Canal. ISBN 0-930973-08-9.
- Korson, George (1960). Black Rock: Folklore minero de los holandeses de Pensilvania . Baltimore: Prensa de Johns Hopkins.
- Gordon, Robert B. (1996). Hierro americano 1607-1900 . Baltimore: Prensa de la Universidad Johns Hopkins. ISBN 0-8018-6816-5.