Cornwall Iron Furnace es un Monumento Histórico Nacional designado que es administrado por la Comisión Histórica y de Museos de Pensilvania en Cornwall , condado de Lebanon , Pensilvania en los Estados Unidos . El horno fue uno de los principales productores de hierro de Pensilvania desde 1742 hasta que se cerró en 1883. Los hornos, los edificios de apoyo y la comunidad circundante se han conservado como un sitio histórico y museo, lo que permite vislumbrar el pasado industrial del condado de Lebanon. El sitio es el único alto horno de hierro que quema carbón vegetal intacto en su plantación original en el hemisferio occidental. Establecido por Peter GrubbEn 1742, Cornwall Furnace fue operado durante la Revolución por sus hijos Curtis y Peter Jr., quienes eran los principales proveedores de armas de George Washington. Robert Coleman adquirió Cornwall Furnace después de la Revolución y se convirtió en el primer millonario de Pensilvania . La propiedad del horno y sus alrededores se transfirió a la Commonwealth of Pennsylvania en 1932.
Horno de hierro de Cornualles | |
Localización | Rexmont Rd. y Boyd St., Cornwall, Pensilvania |
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Coordenadas | 40 ° 16′14 ″ N 76 ° 24′22 ″ O / 40.27056 ° N 76.40611 ° WCoordenadas : 40 ° 16′14 ″ N 76 ° 24′22 ″ O / 40.27056 ° N 76.40611 ° W |
Área | 175 acres (71 ha) |
Construido | 1742 |
Arquitecto | Peter Grubb |
NRHP referencia No. | 66000671 [1] |
Fechas significativas | |
Agregado a NRHP | 13 de noviembre de 1966 |
NHLD designado | 3 de noviembre de 1966 [3] |
PHMC designado | 1 de agosto de 1948 y 1 de junio de 2005 [2] |
Descripción general
Cornwall Iron Furnace fue una de las muchas fábricas de hierro que se construyeron en Pennsylvania durante un período de sesenta años, desde 1716-1776. Había al menos 21 altos hornos, 45 forjas , cuatro bloomeries , seis hornos de acero, tres plantas de corte longitudinal, dos plantas de chapa gruesa y una planta de alambre en funcionamiento en Colonial Pennsylvania .
Los hornos de Cornwall Furnace pasaron por dos etapas de tecnología. Peter Grubb nació en Delaware alrededor de 1702 y se estableció en lo que hoy es el condado de Lebanon en 1734. Compró aproximadamente 300 acres (1,2 km 2 ) de tierra rica en magnetita . Grubb también notó que su tierra tenía los otros recursos naturales necesarios para producir hierro. Es decir, grandes extensiones de madera para la producción de carbón vegetal , agua corriente para operar los fuelles y un amplio suministro de piedra caliza necesaria para agregar fundente a los hornos de fundición. Los planes de Grubb se vieron reforzados por el hecho de que la magnetita en Cornualles estaba muy cerca o en la superficie de su tierra. Estaba dispuesto a incursionar en el negocio del hierro y se dedicó a la tarea de construir una "plantación" de hierro. Estos centros de producción de hierro generalmente se ubicaban bien lejos de las tierras de cultivo muy despejadas y estaban enclavados en la sección Ridge and Valley de Pensilvania. Grubb construyó sus hornos, primero un bloomery y luego el más moderno alto horno de carbón vegetal y los edificios de apoyo y la aldea del molino que se necesitaba para albergar a sus trabajadores. Llamó a su operación Cornwall porque su padre, John Grubb, había venido de Cornwall, Reino Unido en 1677. Cornwall Iron Furnace encajaba perfectamente en la economía agrícola de las Trece Colonias . Se necesitaba hierro para hacer herramientas, clavos y armas. La política oficial de Gran Bretaña desaprobaba la fabricación en las colonias, pero Inglaterra ya no podía producir el hierro necesario para sus necesidades y mucho menos las necesidades de los colonos. De hecho, Inglaterra se había vuelto dependiente de la importación de hierro de Suecia .
Peter Grubb no era realmente un maestro del hierro, sino un constructor. En 1745 arrendó la herrería a un consorcio, Cury and Company, durante 25 años y regresó a Wilmington. El consorcio continuó la operación, y la propiedad pasó a los hijos de Peter, Curtis y Peter Jr. , después de su muerte en 1754. Los hermanos se hicieron cargo de la operación en 1765 y la llevaron a cabo con bastante éxito hasta finales de la década de 1780. Curtis operaba el Cornwall Furnace y vivía en el lugar; c1773 construyó las 19 habitaciones originales de la mansión que aún se destaca junto a la propiedad. Peter Jr. dirigió una forja en Hopewell , refinando el arrabio producido por el horno en una barra de hierro más valiosa. Las ferreterías fueron los principales proveedores del esfuerzo de la Guerra Revolucionaria, y George Washington una vez visitó para inspeccionar la operación. Desafortunadamente para la familia Grubb, como se describe en la biografía de Curtis Grubb , no pudieron retener el control de la operación después del matrimonio de Curtis en 1783. La mayoría de las propiedades de Grubb cayeron gradualmente en manos de Robert Coleman , culminando en 1798. El hijo de Coleman, William, fue nombrado gerente de Cornwall Furnace y vivía en la mansión; en 1865 los Coleman lo remodelaron en la estructura de 29 habitaciones conocida hoy como Buckingham Mansion.
Ley de Hierro
En la historia colonial estadounidense, la Ley del Hierro, aprobada en 1750, fue parte de la legislación británica diseñada para fomentar la producción de materias primas (incluido el arrabio ) en la América colonial, pero para restringir su fabricación allí en productos de hierro terminados. Los trabajos de fabricación existentes podrían continuar, pero se prohibieron los nuevos para ciertos procesos.
Bloomery
El primer horno construido por Peter Grubb en Cornwall Iron Furnace fue un bloomery . Grubb construyó esto en 1737 para probar el valor de mercado de su mineral. Era una forma económica de probar el mercado sin tener que invertir en la construcción de un alto horno mucho más eficiente y rentable.
Un bloomery es básicamente el hogar de un herrero agrandado . Consiste en un pozo o chimenea con paredes resistentes al calor hechas de tierra, arcilla o piedra. ( Se usó arenisca en Cornualles). Cerca del fondo, uno o más tubos de arcilla entran a través de las paredes laterales. Estos conductos, llamados toberas , permiten la entrada de aire al horno, ya sea por tiro natural o forzado con un fuelle . Se puede usar una abertura en la parte inferior de la flor para eliminar la flor, o se puede volcar la flor y quitar la flor de la parte inferior.
El primer paso que se toma antes de que se pueda utilizar el bloomery es la preparación del carbón y el mineral de hierro . El carbón vegetal se produce calentando madera para producir el combustible de carbono casi puro necesario para el proceso de refinación. El mineral se rompe en trozos pequeños y se tuesta al fuego para eliminar la humedad del mineral. Cualquier impureza grande en el mineral se puede triturar y eliminar. Dado que la escoria de las floraciones anteriores puede tener un alto contenido de hierro, la escoria de las floraciones anteriores se puede romper y reciclar en la floración con el nuevo mineral.
En funcionamiento, el bloomery se precalienta quemando carbón y, una vez caliente, el mineral de hierro y el carbón adicional se introducen por la parte superior, en una proporción aproximada de uno a uno. Dentro del horno, el monóxido de carbono de la combustión incompleta del carbón reduce los óxidos de hierro en el mineral a hierro metálico, sin derretir el mineral; esto permite que la floración opere a temperaturas más bajas que la temperatura de fusión del mineral. Dado que el producto deseado de un bloomery es fácilmente falsificable, hierro casi puro, con un bajo contenido de carbono , la temperatura y la proporción del carbón vegetal al mineral de hierro deben controlarse cuidadosamente para evitar que el hierro absorba el carbono y se vuelva infalsificable. También se podría agregar piedra caliza a la floración, aproximadamente el 10% del peso del mineral, que actuaría como fundente y ayudaría a eliminar las impurezas.
Las pequeñas partículas de hierro producidas de esta manera caen al fondo del horno y se sueldan entre sí para formar una masa esponjosa de flor. El fondo del horno también se llena con escoria fundida, que a menudo consiste en fayalita , un compuesto de silicio , oxígeno y hierro mezclado con otras impurezas del mineral. Debido a que la flor es muy porosa y sus espacios abiertos están llenos de escoria, la flor más tarde debe recalentarse y golpearse con un martillo para expulsar la escoria fundida. Se dice que el hierro tratado de esta manera está forjado , y el hierro forjado resultante es casi puro .
Alto horno
En 1742, Grubb reemplazó su floración con un alto horno frío de carbón de 30 pies (9,1 m) de altura . El alto horno ardió más caliente que el bloomery y fue capaz de extraer arrabio fundido (" carbón vegetal ") del mineral.
Un alto horno se basa en el hecho de que el silicio no deseado y otras impurezas son más ligeras que el hierro fundido que es el producto principal. El horno de Grubb se construyó en forma de una estructura alta parecida a una chimenea revestida con ladrillo refractario . Se vertieron carbón vegetal , piedra caliza y mineral de hierro (óxido de hierro) en la parte superior y se insufló aire a través de toberas cerca de la base. La "explosión" resultante promueve la combustión del carbón vegetal (los hornos más modernos usan coque o incluso antracita ), creando una reacción química que reduce el óxido de hierro al metal base que se hunde hasta el fondo del horno. La naturaleza exacta de la reacción es:
Fe 2 O 3 + 3 C O → 2Fe + 3CO 2
Más precisamente, el aire comprimido insuflado en el horno reacciona con el carbono del combustible para producir monóxido de carbono , que luego se mezcla con el óxido de hierro , reaccionando químicamente para producir hierro y dióxido de carbono , que se escapa del horno por la parte superior. Al comienzo del ciclo de reacción, la ráfaga caliente, también llamada "viento", que contiene gas precalentado de las estufas Cowper y aire, se lanza al horno a través de toberas. El viento encenderá el coque y se producirá la reacción de Boudouard :
C + O 2 → CO 2
CO 2 + C → 2 CO
La temperatura en el horno suele ser de aproximadamente 1500 ° C, lo que es suficiente para descomponer también la piedra caliza ( carbonato de calcio ) en óxido de calcio y dióxido de carbono adicional:
CaCO 3 → CaO + CO 2
El óxido de calcio reacciona con diversas impurezas ácidas del hierro (en particular sílice ), formando una escoria que contiene silicato de calcio , Ca Si O 3, que flota sobre el hierro.
El arrabio producido por el alto horno no es útil para la mayoría de los propósitos debido a su alto contenido de carbono, alrededor del 4-5%, lo que lo hace muy quebradizo . Parte del arrabio se utiliza para fabricar artículos de hierro fundido, que a menudo se vuelve a fundir en una cúpula de fundición.
Para otros fines, se necesita un procesamiento adicional para reducir el contenido de carbono y permitir que el hierro se use para herramientas o como material de construcción. Ha habido varios procesos para esto. El primer proceso se llevó a cabo en la fragua de las mejores galas . A fines del siglo XVIII, esto comenzó a ser reemplazado por el 'encapsulado y estampado', pero el nuevo proceso más exitoso del período de la revolución industrial fue el encharcamiento .
Esto se hace ahora forzando un chorro de oxígeno a alta presión dentro de un recipiente giratorio especial que contiene el arrabio. Parte del carbono se oxida en monóxido de carbono , CO y dióxido de carbono, CO 2 . Esto también oxida las impurezas en el arrabio. El recipiente se gira y el arrabio procesado se puede separar de las impurezas oxidadas. Antes de mediados del siglo XIX, el arrabio del alto horno se convertía en hierro forjado , que es hierro comercialmente puro. En ese período, si se necesitaba acero, se calentaban variedades de hierro particularmente puras con carbón vegetal en un horno de cementación para producir acero blister (con aproximadamente 1-2% de carbono). Esto podría purificarse aún más utilizando la técnica del crisol , pero el acero era demasiado caro para usarlo a gran escala. Sin embargo, con la introducción del proceso Bessemer a finales de la década de 1850 y luego con otros procesos, la producción de acero aumentó drásticamente. A finales del siglo XIX, la mayor parte del hierro se convertía en acero antes de su uso.
Carbón
Los altos hornos de Cornwall Furnace necesitaban una enorme cantidad de carbón vegetal para mantenerlos encendidos y, por lo tanto, crear una producción constante de hierro. La fabricación del carbón vegetal se convirtió en una industria en sí misma. Los árboles de madera dura fueron talados, secados, apilados y quemados en pozos de 30 a 40 pies de diámetro (9,1 a 12,2 m). Un minero apiló cuidadosamente la madera alrededor de una chimenea . La pila de leña se cubrió con hojas y tierra y se prendió fuego en el centro. Se permitió que los fuegos ardieran sin llama durante diez a catorce días, bajo la cuidadosa supervisión del minero las veinticuatro horas del día. Los mineros se aseguraron de que se produjera suficiente calor para expulsar la humedad, el alquitrán y otras sustancias de la madera sin quemarla por completo. La madera no se quemó hasta poco antes de que fuera necesaria para evitar que se mojara y se volviera inútil. La demanda de carbón vegetal era tan enorme que Cornwall Furnace usaba un acre entero de madera todos los días para fabricar carbón vegetal. [1]
Trabajando en el horno
El horno funcionaba las veinticuatro horas del día, los siete días de la semana, excepto cuando estaba cerrado por reparaciones. Cornwall Iron Furnace era capaz de producir 24 toneladas de hierro a la semana. [ cita requerida ] Una gran rueda hidráulica acciona los fuelles. Carros cargados con carbón pasaron de un lado a otro entre el granero de carbón y el horno bajo un techo protector diseñado para mantener seco el carbón. Otros carros arrastraron el mineral desde la mina hasta la parte superior del horno en la ladera. Luego, los trabajadores transportaron manualmente el carbón y el mineral al horno. Los canalones trabajaban en la base del horno. Rastrillaron la arena que se enfriaba y cavaron canales para el arrabio fundido. A continuación, apilaron las barras de arrabio afuera. Las condiciones laborales eran muy difíciles. Las temperaturas dentro de la casa de fundición alcanzaron los 71 ° C (160 ° F).
Una operación de fabricación de hierro y carbón tan masiva y difícil necesita una fuerza de trabajo masiva y endurecida . Solo el horno necesitaba hasta sesenta personas trabajando las 24 horas del día en turnos de doce horas. El personal de apoyo de la herrería incluía un empleado de la empresa, una gran cantidad de camioneros , leñadores, mineros, granjeros y sirvientes domésticos. Había una gran brecha entre las clases. Los trabajadores estaban alojados en casas pequeñas y trabajaban muy duro por salarios bajos. Los propietarios y supervisores del horno vivían en mansiones con un considerable personal de servicio. Los historiadores han comparado la vida en el horno con la vida en una baronía feudal .
Había tres grupos de trabajadores en Cornwall Iron Furnace: mano de obra libre, sirvientes contratados y esclavos . La esclavitud era legal en Pensilvania hasta que se abolió gradualmente a partir de 1780 cuando se prohibió la importación de esclavos. La administración del horno tuvo bastantes problemas con el personal de los sirvientes contratados. Estos trabajadores no calificados fueron importados de Alemania , Inglaterra e Irlanda . Muchos de ellos trabajaron en Cornwall durante un tiempo antes de finalmente huir.
El legado de Coleman
Robert Coleman
Robert Coleman ascendió de una pasantía en la oficina de un protonotario en Filadelfia a contador en Cornwall Iron Furnace y se convirtió en el primer millonario de Pensilvania. [2]
Coleman llegó a Filadelfia desde Irlanda en 1764. Después de servir como empleado y contable, adquirió un contrato de arrendamiento en Salford Forge cerca de Norristown en 1773 e inmediatamente obtuvo una ganancia considerable fabricando balas de cañón y disparando contra Salford y Elizabeth Furnaces. Luego usó sus ganancias para comprar una participación de dos tercios de Elizabeth Furnace, acciones de Cornwall y Upper Hopewell Furnaces (no el Hopewell Furnace de nombre similar ) y la propiedad de Speedwell Forge . Pronto Coleman pudo construir Colebrook Furnace, comprar el resto de Elizabeth Furnace y adquirió el 80% de la propiedad de Cornwall Furnace y las minas de mineral cercanas. Sus adquisiciones comerciales y las ganancias obtenidas de ellas le permitieron convertirse en el primer millonario en la historia de Pensilvania.
George Dawson Coleman
George Dawson Coleman era nieto de Robert Coleman e hijo de James Coleman. George Dawson Coleman se casó con Deborah Brown de Filadelfia y tuvo varios hijos, entre ellos Ann Coleman, que se mudó a Francia y revitalizó el castillo de Villandry (junto a su esposo Joachim Carvallo ).
George Dawson Coleman controlaba gran parte de la fortuna de hierro de Coleman con su hermano, Robert. George adquirió un mayor control de las minas de mineral en Cornualles y pudo experimentar con hornos de hierro alimentados con carbón de antracita en lugar de coque. También invirtió en la expansión del ferrocarril y construyó casas, una escuela y una iglesia para sus empleados. Era muy querido por su comunidad y pasó a servir varias veces en la Legislatura del Estado de Pensilvania. (Varias iglesias construidas por la familia Coleman todavía existen en el área, y se conocen como Capillas Coleman ).
George supervisó muchas mejoras en la producción en Cornwall Iron Furnace. Los fuelles fueron reemplazados por "tinas de soplado". Las tinas de soplado eran bombas de aire accionadas por pistones y contenedores que contenían aire comprimido y lo obligaban a entrar en los hornos. La rueda hidráulica fue reemplazada por una máquina de vapor en 1841. Y la chimenea del horno fue reconstruida en la década de 1850.
Los Coleman pasaron la supervisión directa de Cornwall Iron Furnace a John F. Reynolds en 1848. Se graduó en West Point y dirigió el horno hasta el estallido de la Guerra Civil. Reynolds fue nombrado general y fue el primer general de la Unión en caer en la Batalla de Gettysburg .
Robert Habersham Coleman
Robert Habersham Coleman fue la cuarta y última generación de los Coleman. Cerró la instalación en 1883, abriendo nuevas instalaciones para la empresa. En 1881, cuando se hizo cargo del negocio familiar, Coleman valía unos siete millones de dólares. En 1889 se estimaba que valía treinta millones de dólares. En 1893, la fortuna se había desvanecido. Una de sus casas, Cornwall Hall, era un "símbolo del ascenso, la fama y la decadencia del" rey "de Cornwall (Pensilvania) durante la Edad Dorada de Estados Unidos ".
Caída
Cornwall Iron Furnace quedó obsoleto en la década de 1880. Los procesos de Bessemer y de hogar abierto para crear acero , la sustitución del carbón vegetal por coque y carbón de antracita , el descubrimiento de depósitos de hierro en Iron Range en Minnesota cerca del lago Superior y la construcción de fábricas modernas en Pittsburgh , Steelton y Bethlehem dieron lugar a el fin de la producción de hierro en Cornualles. Cornwall Furnace ya no obtuvo ganancias en sus últimos diez años de operación y el último propietario, Robert Habersham Coleman, lo cerró el 11 de febrero de 1883. En 1932, Margaret Coleman Buckingham se hizo con la escritura de la caldera y los edificios auxiliares. ha sido restaurada y abierta al público.
Ver también
- Hierro fundido
- Hierro
- Herrería
- Lista de monumentos históricos nacionales en Pensilvania
- Listados del Registro Nacional de Lugares Históricos en el condado de Lebanon, Pensilvania
Referencias
- ^ "Sistema de información del registro nacional" . Registro Nacional de Lugares Históricos . Servicio de Parques Nacionales . 9 de julio de 2010.
- ^ "Marcadores históricos de PHMC" . Base de datos de marcadores históricos . Comisión de Museo e Historia de Pensilvania. Archivado desde el original el 7 de diciembre de 2013 . Consultado el 20 de diciembre de 2013 .
- ^ "Horno de hierro de Cornualles" . Listado resumido de Monumento Histórico Nacional . Servicio de Parques Nacionales. Archivado desde el original el 7 de octubre de 2012 . Consultado el 2 de julio de 2008 .
- Sharon Hernes Silverman. "Una explosión del pasado: horno de hierro de Cornualles" . Revista de la herencia de Pensilvania . Consultado el 14 de febrero de 2007 .[ enlace muerto ]
- "Horno de Cornualles, USGS Líbano (PA) Topo Map" . TopoQuest . Consultado el 10 de julio de 2008 .
- HR Schubert, Historia de la industria británica del hierro y el acero (1957).
- RF Tylecote, Historia de la metalurgia (1991).
- Gordon C. Pollard, 'Experimentación en la producción de bloomery del siglo XIX: evidencia de las Adirondacks de Nueva York' Historical Metalurgy 32 (1) (1998), 33-40.
enlaces externos
- Sitio oficial de Cornwall Iron Furnace
- Horno de hierro de Cornualles Fotos
- Science Aid: High Furnace Cómo se extrae el hierro, para el nivel secundario
- Animación de alto horno
- Cómo funciona un alto horno ilustrado.
- Precursores del Alto Horno
- Amplia galería de imágenes sobre todos los métodos de fabricación y conformación del hierro y el acero en América del Norte y Europa. En alemán e inglés.
- Museo del Alto Horno Radwerk IV
- Diagrama esquemático de alto horno y estufa Cowper
- ironfurnaces.com: una wiki gratuita dedicada a preservar la historia y la ubicación de los altos hornos de hierro históricos
- Período de debate a favor y en contra de la Ley del Hierro