Сущность изобретения Дарби
Завершая наше «расследование» по проблеме использования каменного угля при производстве чугуна и его переделе в железо, можно предположить следующую последовательность шагов, предпринятых для её решения.
Первые опыты коксования каменного угля были сделаны в Англии в начале XVII в. по аналогии с обугливанием древесины. Пригодные для этой цели угли «переугливались» в тиглях, закрывавшихся глиняными крышками, за счёт доставляемой извне теплоты. К середине XVII в. этот процесс был уже настолько хорошо разработан, что применялся в промышленном масштабе. Например, пивовары отдавали предпочтение коксу по сравнению с древесным углем. Об этом упоминается в отрывке из книги XVII в., приведённом в качестве эпиграфа к этому очерку. Итак, проблема получения из угля прочного кускового материала, который можно было без опаски загружать в доменную печь, была решена задолго до опытов Дадли. Оставалось решить проблему серы, которая при коксовании удалялась в недостаточных количествах.
Изыскания в этом направлении в начале XVIII в. велись очень активно. Согласно представлениям того времени, именно «сера» отвечала за отвратительный запах горящего угля, т.е. «сернистыми соединениями» считали не только соединения серы в современном понимании, но и в целом летучие вещества, выделяющиеся из угля при его нагревании. Под «серой» в средневековье и в начале Нового времени вообще понимали широкий спектр веществ, что в дальнейшем привело к значительной путанице. Достаточно вспомнить «сернисто-солевую материю» Реомюра, под которой он подразумевал углерод.
Стремление сделать угольное топливо более удобным для использования в быту и в многочисленных производствах привело к вполне логичному выводу – для того чтобы вывести «сернистые соединения» из угля, его надо нагреть без доступа воздуха, аналогично тому, как обугливали дерево. Однако, как мы сейчас знаем, большая часть серы, связанная с нелетучим углеродом или находящаяся в составе золы, в условиях, характерных для коксования, остается в нелетучем остатке и лишь небольшая часть удаляется с газами.
Именно проблему использования высокосернистого (в сравнении с древесным углем) каменноугольного кокса при выплавке чугуна и удалось решить отцу и сыну Дарби. Они вовсе не разработали технологию коксования, как можно прочитать во многих российских источниках, а научились использовать большое количество кокса в доменной плавке, обеспечив переход серы в шлак и внеся в технологию плавки изменения, обусловленные различием в физических свойствах древесного угля и каменноугольного кокса.
