Определенная доля химических ремесел, известных с античных времен, сохранилась и даже развивалась в эпоху Средневековья. Одной из таких технологий, получивших дальнейшее развитие даже в период «темных веков» является получение металлов. Как и в последующие времена, основным продуктом средневековой металлургии оставалось производство черных металлов. Сплавы на основе железа (сталь и чугун) были необходимы для производства различных видов оружия, доспехов и сельскохозяйственных орудий. Хотя к концу Средневековья объемы производства металлов несколько выросли, а качество продукции в определенной степени улучшилось, основные методы превращении, используемых в металлургии, изменились очень незначительно.
На протяжении почти трех тысячелетий металлургия железа не претерпела принципиальных изменений. Это наглядно подтверждает сравнительный анализ трудов по металлургии, которые появились в XVI в., с аналогичными работами античных авторов или сочинений ученых раннего Средневековья. К концу X в. и особенно в следующем столетии появляется несколько трактатов, посвященных металлургии и горному делу{236}. Наибольшего внимания заслуживает манускрипт «Указатель различных искусств», принадлежащий бенедиктинскому пресвитеру Теофилу, жившему во второй половине XI в.
Сведения, содержавшиеся в книгах ученых-химиков XVI в. В. Бирингуччо и Г. Бауэра (Агриколы) (см. гл. 5, п. 5.3, 5.4), не сильно отличались от технологических приемов мастеров Древнего мира, тем не менее в этих сочинениях уже содержатся описания некоторых практических методов, не известных античным металлургам. Следовательно, книги В. Бирингуччо и Г. Бауэра (Агриколы) являются уже оригинальными произведениями, а не систематизированным набором сведений из более ранних рукописей по металлургии и ремесленной химии.
Как упоминалось уже в гл. 2, основным способом получения железа в Средние века оставался сыродутный процесс{237} — древнейшая технология производства этого металла, возникшая еще во II тыс. до н.э. (см. гл. 2, п. 2.3). В некоторых странах Европы этот метод просуществовал вплоть до начала XX в., а последние усовершенствования печей, в результате которого процесс получения сыродутного железа стал непрерывным, относится к концу XIX в. (Финляндия, Россия). Самый примитивный вариант этой технологии представлял собой получение крицы[20] непосредственно из руды в сыродутных горнах, в качестве которых использовали ямы, футерованные огнеупорной глиной, или каменные очаги, которые функционировали на естественной тяге, для чего в нижней части устраивалась открытая фурма. После розжига слоя древесного угля на подине в горн сверху поочередно загружали железную руду и древесный уголь, при этом общее количество загружаемой руды не превышало 20 кг. Температура в рабочем пространстве горна (1100–1350 °С) была не достаточной для расплавления малоуглеродистого железа. Раскаленную крицу извлекали из горна и проковывали для уплотнения (сваривания) и частичного освобождения от шлака. Шлаки выпускали из горна по желобу в жидком виде. Такая технология позволяла получать сыродутное или сварочное железо (см. гл. 2, п. 2.3). Еще древние металлурги научились применять искусственное дутье с помощью мехов, что привело к интенсификации процесса выплавки сварного железа, а массу получаемой крицы удалось увеличить до 15–25 кг.
В раннем Средневековье наблюдалось своеобразное смешение металлургических традиций древнеримских мастеров с умениями и навыками ремесленников языческих германских, англо-саксонских и кельтских племен. Как свидетельствуют историки, в эпоху «темных веков» в Англии на территории многих католических монастырей существовали металлургические и кузнечные мастерские{238}.
Дошедшая из XI в. до наших дней легенда рассказывает о случайной встрече святого Дунстана с дьяволом, закончившейся позорным бегством нечистой силы. Во время поединка монах отбивался раскаленными щипцами, которыми он пользовался, выплавляя металл в сыродутном горне.
Для повышения твердости изделий из сварочного железа его повторно нагревали в смеси с древесным углем, в результате чего поверхностные области крицы обогащались углеродом. Таким образом сварочное железо превращали в ковкую сталь.
Качество оружия, сельскохозяйственных орудий и других изделий из ковкой стали в значительной степени зависело от мастерства кузнеца. На завершающей стадии совершенствования механических свойств стальных изделий (повышение твердости при сохранении пластичности) добивались различными приемами — быстрым охлаждением от температуры красного каления (закалкой) и медленным нагреванием (отпуском). Профессиональный опыт и умение кузнецов высоко ценились у многих народов. Хранители древнего ремесла сыграли немаловажную роль в эволюции человеческой цивилизации. В средневековой Европе было немало умелых кузнецов и оружейников, чье мастерство и сегодня способно вызвать неподдельное восхищение. Многие музеи мира хранят коллекции рыцарских доспехов, среди которых особой известностью пользуются латы, изготовленные миланскими мастерами. Качество клинков, выкованных оружеиниками из испанского города Толедо, всегда высоко оценивали специалисты, изучающие средневековое холодное оружие.
Кузнецы за работой. Средневековая гравюра
Каталонский горн с водяной воздуходувной трубой:
1 — клапан; 2 — отверстия для воздуха; 3 — труба; 4 — слив воды; 5 — дутье; 6 — фурма; 7 — руда и древесный уголь; 8 — крица; 9 — шлак; 10 — выпуск шлака
Основные усилия ремесленников в тот период были направлены на увеличение размеров горнов и повышение мощности дутья. В VIII в. металлурги северной Испании усовершенствовали сыродутный процесс и создали так называемый каталонский горн — печь высотой более одного метра, способную производить до 150 кг кричного железа за один процесс. Печи таких размеров требовали существенного увеличения размеров мехов. Чтобы привести их в действие, физической силы человека было явно недостаточно, поэтому стали использовать энергию падающей воды.
В середине XIV в. невиданная эпидемия чумы (Черная Смерть) унесла примерно одну треть населения Европы. Резкое сокращение рабочей силы поставило горнодобывающую промышленность почти на грань остановки. Чтобы не снижать производства железа, без которого не могло обойтись оружейное дело, металлурги были вынуждены увеличивать эффективность металлургических процессов{239}. Именно в этот период французские и немецкие ремесленники осуществили дальнейшее усовершенствование каталонского горна, увеличив его размеры до 5 м высотой, что обеспечило выход кричного железа до 350 кг. В этом случае для приведения мехов в действие применяли уже водяное колесо. В результате горны превратились в небольшие шахтные печи для производства сыродутного железа — домницы — немецкие штюкофены. Увеличение массы и размеров образующейся крицы привело к тому, что для ее проковки стали использовать большие молоты, которые приводили в движение с помощью водяного колеса.
Домница (штюкофен). Германия. XV–XVI вв.
Печь, предназначенная для переработки чугуна:
А — плоская лещадь, выстланная песком, формовочной смесью или огнеупорной глиной; В — по периметру лещади проложены металлические трубки, через которые непрерывным потоком поступает вода, чтобы предохранить от подплавления; C — дутьевая фурма.
Рисунок XVIII в.
По мере усовершенствования способов дутья и увеличения высоты горна температура процесса повышалась. Она достигла таких значений, при которых стал возможен процесс науглероживания железа, в результате которого получался чугун (точнее, передельный чугун). По сравнению с крицей чугун был более твердым, поэтому его нельзя было ковать. Этот сравнительно хрупкий продукт сначала считали отходом производства. Несмотря на то что технология изготовления чугуна была известна еще в древнем мире в VI–V вв. до н.э. (см. гл. 2, п. 2.3), по всей видимости, она была на некоторое время утрачена в эпоху «темных веков» раннего Средневековья, поскольку европейские народы еще не могли найти ей применение.
Позже было замечено, что при загрузке в горн не железной руды, а чугуна также получается низкоуглеродистая железная крица, причем такой двустадийный процесс (кричный передел) оказался более выгодным, чем сыродутный, поскольку практический выход сварного железа существенно увеличился. В XII–XIII вв. технология кричного передела получила широкое распространение в странах Западной Европы.
Начиная с XI в., в Западной Европе стали формироваться основные промышленные центры черной металлургии. Активную разработку рудных месторождений вели в Германии (Гарц, Нассау, Силезия) и Швеции (в провинциях к северу от Стокгольма).
C XIV в. чугун начали выплавлять не только как полупродукт для дальнейшего передела, но и как материал для отливки различных изделий — технология литья, известная еще античным металлургам, получила свое второе рождение в западноевропейских странах. Как считают специалисты, одна из самых первых домн была построена в шведском местечке Лапфитан в период с 1150–1350 гг.{240} В 40-х гг. XIV в. домны появились в Германии (Рейнская долина) и Льеже (территория современной Бельгии). К 1409 г. первая домна была построена во Франции, а в 1496 г. по велению английского короля Генриха VII был создан центр черной металлургии в Ньюкасле{241}. Стремительный рост объемов производства литейного чугуна был обусловлен появлением огнестрельного оружия, и в первую очередь пушек. C конца XIV в. чугун стали широко использовать для литья пушечных ядер, изготовления посуды и сооружения печей.
Плавильные печи с передним горном (из книги Г. Бауэра (Агриколы) «О горном деле и металлургии»). Базель, 1556
Еще одним достижением стало создание более эффективных дренажных и вентиляционных систем, что позволило добывать руду в шахтах большой глубины. Все это привело к тому, что производство черных металлов с 1460 по 1530 гг. увеличилось практически в пять раз{242}.
Несмотря на то что Великобритания позднее других европейских стран обратила свое внимание на развитие новых технологий в черной металлургии, упущенные возможности были с лихвой восполнены большими объемами финансирования, а также использованием опыта высококвалифицированных иностранных специалистов, которых приглашали английские монархи. В 1543 г. английский металлург Уильям Леветт и приглашенный королем Генрихом VIII французский мастер Питер Боде создали первую в мире цельнолитую пушку из чугуна. В XVI–XVII вв. британские чугунные пушки по целому ряду параметров превосходили производимые в других европейских странах, а главное, их себестоимость была существенно ниже. По мнению специалистов, в разгроме испанской Великой армады в 1588 г. существенную роль сыграло более высокое качество британских корабельных орудий{243}.
Росту производства чугуна способствовало также изобретение нового способа передела его в ковкую сталь (кричного передела). Технология кричного передела постепенно стала вытеснять прежние малопроизводительные способы на основе сыродутного процесса. При этой технологии в печах для обезуглероживания можно было снизить количество углерода и других примесей в чугуне до такого уровня, что материал поддавался ковке.
Кричный передел осуществлялся в горне, куда на слой горящего древесного угля над фурменной зоной помещали чугунные чушки. Переплавляя чугун в кричном горне, его рафинировали от примесей путем окисления их кислородом дутья и взаимодействием со специально загружаемым в горн железистым шлаком. Чугун плавился и, стекая по каплям вниз через окислительную фурменную зону, подвергался рафинированию. Получаемый продукт скапливался на поду горна, где благодаря окислительному воздействию железистого шлака подвергался дополнительно обезуглероживанию, образуя крицу массой 50–100 кг. Готовую крицу извлекали из горна и проковывали с целью уплотнения и выжимания шлака. Использование больших мехов с механическим приводом для подачи воздуха позволило увеличить размеры плавильных печей. Чтобы привести эти меха в действие, использовали водяные колеса. Домны высотой 5–6 метров с передним горном позволяли проводить непрерывную плавку металла. Ковкое железо, получаемое в таких печах, можно было «закаливать», вводя в него углерод, который с избытком присутствовал в чугуне.
Чугунная кухонная посуда. Рисунок XVII в.
На территории России производство железа известно с древнейших времен. Вначале для получения кричного железа применяли сыродутные горны. Примерно с IX в. для выплавки сварочного железа стали использовать наземные печи с дутьем ручными мехами. Интенсивное производство чугуна и ковкой стали развернули в 1632–1637 гг., когда близ Тулы был построен первый завод с доменной печью, выплавлявшей до 120 пудов металла в сутки{244}. Следующий этап в развитии российской черной металлургии связан с именем Петра I. По его указам было создано несколько государственных («казенных») чугунолитейных заводов. В 1700 г. в России было выплавлено около 150 тыс. пудов чугуна. Увеличив за первую четверть XVIII в. его выплавку в 5 раз, Россия по производству черных металлов заняла первое место в мире и до начала XIX в. удерживала его.
Таким образом, в XV–XVI вв. появились две новые технологии — получение чугунного литья и производство ковкой стали посредством кричного передела. Дву стадийный способ получения ковкой стали на основе кричного передела достаточно долго сохранял свое значение и послужил прообразом создания современных схем производства в черной металлургии.
К началу XVII в. можно отнести первые исследовательские работы по разработке научных основ материаловедения сплавов на основе железа. Чугун и ковкая сталь, производимые в это время в Англии, отличались более высоким качеством по сравнению с металлами, которые получали в континентальной Европе (за исключением Швеции). В 1619 г. голландский металлург Ян Андреус Моербек стал импортировать из Англии руду, которую добывали в районе Ньюкасла. Голландский мастер сопоставил результаты анализа качественного состава импортной руды и аналогичного сырья, добываемого в долине Рейна. Это сравнение показало, что в английской руде содержатся некоторые известковые минералы, которых не было в немецком сырье. Моербек усовершенствовал технологию получения чугуна, предложив использовать флюс на основе известняка. Введенное голландским мастером новшество позволило усовершенствовать процесс отделения шлака от слитка чугуна и заметно повысило качество производимого металла{245}.
Выплавка металла в печах с большими воздушными мехами
Сооружение огромных по тем временам домен, снабженных механизированными мехами, требовало экономических и технических затрат, которые значительно превосходили возможности средневековых ремесленников. В начале XVII в. существовали различные формы производственных объединений — коллективные мастерские (товарищества), плавильные заводы, финансируемые правителями княжеств и государств, и, наконец, предприятия, созданные на основе частного капитала{246}. Становление капиталистических производственных отношений способствовало появлению крупных предприятий, которые охотно воспринимали различные новшества, направленные на усовершенствование технологических процессов в металлургии железа и его сплавов.
В XVIII в. доля довольно крупных капиталистических металлургических заводов значительно возросла. Многие из них насчитывали 200 и более рабочих. Укрупнение металлургических заводов способствовало повсеместному распространению новых перспективных технологий в производстве черных металлов, изобретение которых можно считать одним из проявлений промышленной революции XVIII в. По данным Г. Фестера, в 1740 г. в Англии насчитывалось 59 доменных печей, а во Франции в 1789 г. было 202 домны. Их высота достигала от 7 до 20 метров. В 1780 г. в Гарце (Германия) непрерывно функционировали 22 домны и 35 горнов для получения ковкого железа. Данные о производстве чугуна и стали ведущими странами Европы в конце XVIII в. представлены в табл. 7.1.{247}
Немецкий металлургический завод с относительно низкой доменной печью (середина XVIII в.):
а — доменная печь; b — помещение для колошника доменной печи; с — домик, где размещены мехи для подачи воздуха; d — мост для подачи руды и угля к колошнику доменной печи; f — пруд; h — хранилище для угля; i — площадка для хранения руды; k — жилой дом; l — конюшня; m — пивная и помещение для отдыха; n — двор; о — подъездные пути
Таблица 7.1
Объем производства черных металлов ведущими странами Европы в конце XVIII в.
(Год … Объем производства черных металлов … Государство)
1796 … 125000 … Англия
1800 … 50000 … Австро-Венгрия
1789 … 15000 … Пруссия
1786 … 85000 … Россия
1789 … 69000 … Франция
1800 … 60000 … Швеция
В Средние века в производстве стали существовала еще одна чрезвычайно интересная технология, которую разработали и практиковали арабские металлурги, но к сожалению, секреты изготовления знаменитой дамассой стали[21] не сохранились. По всей видимости, оригинальные клинки из такой стали на протяжении X — первой половины XVIII в. изготавливали талантливые оружейники, жившие в Дамаске и его окрестностях. Дамасская сталь обладала удивительным сочетанием твердости и гибкости, которые обеспечивали превосходное качество изготавливаемого холодного оружия{248}. Такие клинки сравнительно легко перерубали лезвия обычных мечей и даже камни. Крестоносцы, впервые познакомившись с дамасскими мечами, наделяли их поистине мистическими свойствами. Недавние исследования сохранившихся дамасских сабель, выполненные с использованием самых современных физико-химических методов, ставили своей целью получить сталь с похожими свойствами и, по возможности, реконструировать утерянную технологию{249}. Ученые считают, что секрет изготовления дамасской стали восходит к технологиям, которыми владели металлурги Индии и Шри-Ланки еще в III в. до н.э., в основе которых лежит тигельный метод выплавки высокоуглеродистой стали со строго контролируемым содержанием других легирующих примесей. Такую сталь получали в небольших тиглях сплавлением железа, древесного угля и стекла, которое использовали в качестве флюса. Данная технология позволяла получать материал, представляющий собой смесь преципитатов очень твердых карбидов железа и легирующих металлов, окруженных пластичной низкоуглеродистой сталью. Технология получения дамасской стали оказалась утраченной приблизительно в середине XVIII в. В качестве одной из причин прекращения производства сплава историки называют исчерпание запасов особого сорта руды, которая содержала постоянную концентрацию примеси вольфрама и ванадия. Недавние детальные исследования структуры дамасской стали с использованием электронной микроскопии высокого разрешения обнаружили присутствие в ней углеродных нанотрубок{250}, однако, чтобы подтвердить это предположение, необходимо провести дополнительные эксперименты.
Очень близкими по своим свойствам к дамасской стали в Средние века были клинки из булата[22], секретами изготовления которых владели индийские, персидские, монгольские и русские оружейники. Самый древний способ изготовления булата (англ. wootz steel) состоял в сплавлении очищенной железной руды с графитом в тиглях. Позднее для получения булата стали применять чистое железо, сплавляя его с чугуном. Булатного узора добивались в процессе медленного, в течение 3–4 дней, охлаждения сплава путем естественной кристаллизации стали. Качество булатной стали определяли по узору на ее поверхности. Особо ценным специалисты считают темный индийский булат «хинди». Технология русского булата была утеряна и восстановлена лишь в XIX в. русским ученым П.П. Аносовым (1799–1851).
В самом начале XVII в. западноевропейские металлурги разработали новый способ науглероживания ковкой стали. Этот метод получил название цементации[23], в результате его применения стали получать томленую цементированную сталь (англ, blister steel). Первый патент на технологию получения такого сорта стали был выдан Бэзилу Бруку из Колбрукдейла (Великобритания).
На протяжении многих лет лучшие по качеству сорта стали производили в Швеции. В XVI–XVIII вв. еще не могли распознать причину, почему шведская сталь превосходит аналогичную продукцию из других стран. Исследования, проведенные в более позднее время, показали, что шведская руда отличается очень низким содержанием фосфора, особенно по сравнению с сырьем, добываемым в Англии{251}; на основании металлографических исследований было установлено, что сравнительно низкая концентрация фосфора в руде из Орегрунда способствовала образованию мелкозернистой и более прочной структуры шведских сталей.
Стремительное увеличение производства черных и цветных металлов в конце XVII в. поставило Западную Европу на грань экологической катастрофы. К этому времени для нужд металлургии в Англии, Франции и Германии были вырублены огромные лесные массивы. Однако от древесного сырья зависела не только металлургия, но и целый ряд других отраслей хозяйства: горное дело; строительство домов и мостов; машиностроение (водяные и ветряные мельницы, ткацкие и прядильные станки); изготовление транспортных средств и мебели; отопление жилищ. Дерево было необходимо и в других ремеслах, где процессы проходили при высоких температурах (производство стекла, соды, сахара, красок, керамики, фарфора и др.).
Прогрессивно мыслящие люди того времени отчетливо представляли, к каким катастрофическим последствиям может привести бесконтрольная вырубка лесов, и пытались этому противодействовать различными способами. Однако непрерывно растущий спрос на древесину и продукты ее переработки фактически сводил на нет все их усилия. Особенно остро эта проблема ощущалась в Англии. Попытки использовать в процессе получения чугуна каменный уголь, предпринятые английскими металлургами, относят еще к первой четверти XVII в. Известный химик И.И. Бехер (см. гл. 6, п. 6.4) проводил опыты с каменным углем в доменной печи, однако особых результатов не добился. Но долгие эксперименты с каменным углем наконец привели к созданию технологии коксования[24]. C 1709 г. Абрахам Дарби, основатель целой династии прославленных металлургов в небольшом английском городе Колбрукдейл — всерьез занялся проблемой внедрения кокса в процесс получения чугуна. Себестоимость кокса была существенно ниже, чем древесного угля, однако чугун, изготовленный по новой технологии, по качеству заметно уступал металлу, который получали традиционным способом. Проблему повышения качества чугуна, выплавляемого с использованием кокса, удалось решить в пятидесятых годах XVIII в. Абрахаму II Дарби — сыну основателя династии металлургов. Ему пришлось усовершенствовать технологию коксования, значительно снизив содержание серы в конечном продукте. Кокс, очищенный от примеси серы, позволил повысить качество чугуна, который стали охотно покупать для последующей переработки в ковкую сталь. Внук прославленного металлурга — Абрахам III Дарби принимал непосредственное участие в создании первого в мире моста, изготовленного целиком из литых чугунных деталей (с пролетом 31 м и с высотой над водой 12 м). В 1787 г. за модель этого моста через реку Северн Абрахам III Дарби получил от Общества искусств золотую медаль.
Во второй половине XVIII в. черная металлургия пережила подлинный переворот: широко применявшийся ранее древесный уголь был заменен каменноугольным коксом. Это один из примеров, который наглядно показывает, в какой степени производство отдельных материалов и развитие важнейших отраслей промышленности и даже всего хозяйства страны тесно связаны с появлением и внедрением новых видов сырья. В 1788 г. в Англии две трети доменных печей, высота которых уже достигала 20 метров, работали на каменноугольном коксе. В Германии первая домна, где металл выплавляется с помощью кокса, была запущена в 1796 г. в Глейвитце{252}.
Применение каменного и бурого углей вместо древесного в черной металлургии повлекло за собой внедрение прогрессивных технологий и в других отраслях промышленности, где широко использовали высокотемпературные процессы. Это, в свою очередь, привело к значительным количественным и качественным изменениям во многих отраслях индустрии XIX в.
Однако для обезуглероживания чугуна, полученного с помощью кокса, все же еще требовалось определенное количество древесного угля. Многие химики и металлурги пытались избавиться от этого недостатка технологии использования кокса. Первый патент на новый металлургический процесс — пудлингование (от английского слова puddle — перемешивать) был выдан в Англии в 1766 г. Впервые отражательную печь для получения ковкого железа использовали англичане братья Т. и Д. Кранедж, применив в качестве топлива каменный уголь.
В 1784 г. британский инженер Генри Корт провел исследования, позволившие успешно внедрить пудлингование в практику, что способствовало быстрому развитию металлургии в Южном Уэльсе. При пудлинговании избыток углерода удаляли из чугуна следующим образом. Расплавленный металл и находящийся в печи шлак для увеличения поверхности контакта подвергали перемешиванию (пудлингованию) металлическими штангами или крючьями. Образующиеся на поду печи небольшие комочки железа «накатывали» на штангу в крицу (массой обычно 40–60 кг). Затем крицу извлекали из печи, проковывали на молоте и направляли в прокатный цех. Пудлинговое железо хорошо сваривалось и отличалось высокой пластичностью, поскольку содержало мало фосфора, серы и неметаллических включений.
Печь для пудлингования:
А — лещадь (металлоприемник); В — решетка или камин; C — горн с демпфером для регулировки тяги; D — перегородка, отделяющая решетку от лещади, для предотвращения прямой связи топлива с железом.
У метода пудлингования, разработанного Г. Кортом, был один недостаток. В качестве исходного материала можно было использовать только литейный или белый чугун. Если в пудлинговую печь загружали серый чугун, то нужного качества сталей получить не удавалось. Возникшую проблему успешно преодолел английский металлург М. Тидфил. Он несколько изменил конструкцию печи, что дало возможность снизить концентрацию кремния в конечном продукте.
Сочетание доменного процесса выплавки чугуна с технологией пудлингования позволило производить ковкую сталь с широким спектром содержания углерода в зависимости от нужд потребителя. Использование метода пудлингования совместно с доменным процессом привело к существенному увеличению объемов производимого металла. Поэтому такая технология получила широкое распространение в черной металлургии Западной Европы и сохраняла лидирующую роль вплоть до середины XIX в.
В середине сороковых годов XVIII столетия в Великобритании была восстановлена еще одна технология изготовления высококачественных сталей, известная металлургам древности (о ней упоминал еще Аристотель) и средневековым оружейникам арабского Востока. Бенджамин Хантсмен из Хендсуорта заново разработал тигельный метод изготовления высококачественных сталей. В рамках этой технологии ковкое железо и чугун сплавляли в небольших керамических тиглях до образования особо прочных сталей{253}. Металл, полученный таким способом, превосходил по качеству цементированную сталь, но был существенно дороже. Тем не менее потребность в новых сортах стали была чрезвычайно высока, поскольку такие материалы существенно повысили качество холодного оружия, ножей, ножниц и сельскохозяйственных орудий. Превосходное качество металла обеспечило мировую славу стали из Шеффилда. Долгое время тигельный метод Б. Хантсмена оставался единственной технологией получения литой стали.
Замена древесного угля каменным позволила не только устранить сырьевую и экологические проблемы, но в конечном итоге повысить количество и качество выплавляемого металла. Значительные изменения произошли также в размещении металлургических заводов. Теперь их строили вблизи месторождений каменного угля, а не в лесных районах, как раньше, к тому же изобретение паровых машин позволяло не зависеть больше от близости рек, поскольку использование силы воды как источника механической энергии потеряло свое значение. Все это позволило существенно расширить возможности выбора мест для сооружения металлургических предприятий.
Таким образом, анализ эволюции методов получения черных металлов позволяет сделать вывод, что к концу XVIII в. были разработаны или восстановлены основные технологические процессы, дальнейшее усовершенствование которых привело к созданию современной металлургической промышленности. Новое значительное улучшение технологических процессов в черной металлургии было осуществлено во второй половине XIX в.