Английские домны в 1720 году, представленные в количестве 60 штук, потребляли в совокупности, из расчёта 40 килограмм дерева на 1 килограмм металла (это самый минимум, если что), около 680 000 тонн дерева. Ковка металла для производства 12 000 тонн чушек добавляла, при 2,5 килограммах древесного угля на 1 килограмм чушки, ещё 150 000 тонн дерева.
Годовое потребление – 830 000 тонн древесины на одно лишь топливо для металлургии. Те самые 1 100 квадратных километров леса и порослевой вырубки.
Да, если бы Таня решила построить подобные домны, то ей бы пришлось смириться с тем, что для производства всего 18 000 тонн чугуна (на тот момент это был просто чудовищный уровень выплавки, хотя современный Китай производит в 30 раз больше) было бы необходимым вырубать леса размером с добрую половину Москвы.
Возможно, вам это ни о чём не говорит, но в Англии, чтобы приберечь древесину для кораблестроения, приходилось буквально всюду запрещать выплавку чугуна. Вот таков был масштаб трагедии.
Соответственно, совершенно очевидно, что употребление древесного угля для производства чугуна задаёт очень жёсткий потолок развития чёрной металлургии. Полагаю, в связи с этим является абсолютно ясным тот факт, что никакие положительные качества древесного угля не перевешивают хотя бы этого его минуса.
Впрочем, если вы думаете, что это единственный минус, и всё же можно построить империю, живущую за счёт опустынивания Земли, не спешите радоваться. У древесного угля есть второе, совершенно неприятное для металлургии качество – он слишком непрочный.
Как уже упоминалось ранее, в рамках развития доменных печей неизбежен рост шахты, а вместе с ней и увеличение столба шихты, в нижней части которого обязательно располагается тот самый древесный уголь (а иных вариантов как бы нет, если только не использовать каменный уголь или кокс).
В определённый момент неизбежный рост столба шихты становится невозможным – древесный уголь более уже не выдерживает нагрузки давящей сверху руды, флюсов и других частей шихты. Он, разумеется, постепенно начинает крошиться. Образовавшаяся при этом угольная пыль, как нетрудно догадаться, начинает набиваться между кусками руды.
Рано или поздно газы, образовавшиеся внизу, не смогут более преодолеть сопротивление столба шихты, и плавка замедлится, а в худшем случае – прекратится вовсе. Это, в свою очередь, просто чудовищные финансовые потери для предприятия, а в перспективе – нарушение цепочек поставок, а это уже прямые экономические потери.
То есть, точно так же, как пункт один, только в несколько иной плоскости, пункт два категорически ограничивает рост производительности домны, а значит, и рост производительности металлургии. Всё это, естественно, сделало победу сначала каменного угля, а затем и каменноугольного кокса – неизбежным.
Впрочем, даже если решить проблему с топливом, взяв на вооружение, например, каменноугольный кокс, развитие металлургии будет ограничена одним серьёзнейшим фактом – переход на топливо со значительно большей теплотой сгорания требует увеличения воздушного дутья, подаваемого в печь. В те времена это осуществлялось при помощи специальных мехов, приводимых в движение водяным колесом.
А у водяного колеса, как известно, есть проблема с производительностью, и поэтому подобный рост воздушного дутья является невозможным осуществить при помощи оного.
Что приводит нас к… паровой машине. Паровая машина приводит нас к увеличению глубины шахты, в которой добывается руда, так как с её помощью становится возможным откачать воду из оной. Из этого происходит резкий рост количества добываемого сырья. Круг, таким образом, замыкается, превращаясь в бесконечный цикл.
Впрочем, возвращаясь к теме инноваций, давайте, пожалуй, начнём с обеспечения того, что станет в ближайшее время самым необходимым – станками.
Имея в своём распоряжении не самый эффективный токарный станок, приводимый в движение при помощи лука со слабо натянутой (провисающей) тетивой, она стала его усовершенствовать.
Во-первых, она добавила сначала ножной привод. Изначально он состоял из упругой жерди, консольно закреплённой над станком, бечёвки, закреплённой на конце жерди и обёрнутой на один оборот вокруг заготовки, а также самой педали.
Вскоре, впрочем, она осознала, что подобный механизм весьма неудобен, в связи с чем подобная махина была заменена на устройство из кривошипа, шатуна и педали (тот самый привод, который до конца XX века использовали в швейных машинках).