Сын Ра, Любящий своего отца, Птолемей IV

Глава 34. Машина прогресса

… Непременное условие …

Уголь — это очень важный ингредиент пороха, а ещё ценнейший вид топлива. В тот конкретный момент, когда человечество только-только начало своё стремительное развитие, создание мощной чёрной и цветной металлургии в отсутствие угля было совершенно невозможно.

В те времена древесный уголь был доминирующим видом топлива. По понятным причинам:

Во-первых, очень низкое содержание серы, что было критически важно, ведь сера влияла на качество выплавляемого металла самым губительным образом.

Если примесей серы в металле слишком много, то он становится слишком ломким при высоких температурах — явление, обозванное «красноломкостью».

Кроме того, и в каменном угле, и в металлургическом коксе содержались значительные примеси фосфора, также влиявшего самым губительным образом на выплавляемый металл.

Во-вторых, древесный уголь отличается высокой пористостью, что сильно облегчает возгонку удаляемых газов в топках. Это также критически важно, ведь это влияет на процесс плавки в домнах.

В-третьих, древесный уголь практически бездымен, а содержание энергии в древесном угле примерно на половину больше, чем в высушенной древесине.

В-четвёртых, после сжигания от древесного угля остаются едва ли десятые доли процента золы, в то время как зольность того же металлургического кокса составляет от десяти до двенадцати процентов.

То есть, зольность кокса выше зольности древесного угля, если округлять, примерно в сотню раз. Как вы понимаете, и это критически важно, ведь зола — это балласт, который необходимо обратить в плавкий шлак.

Для этого, в свою очередь, необходимо добавлять больше флюсов, в основном, доломиты и известняки, а значит, расходовать больше тепла на плавление шлака.

В то же самое время, каменный уголь и металлургический кокс отличался:

Во-первых, слишком высоким содержанием серы и фосфора, как уже ранее упоминалось. Во-вторых, слишком высокой зольностью на фоне древесного угля. В-третьих, значительно большей теплотой сгорания.

Ну, а среди его положительных качеств:

Во-первых, гораздо лучшее сопротивление сжатию по сравнению с древесным углём, позволяющее значительно увеличить высоту домны.

Для сравнения — достижимая высота домны при применении древесного угля равняется примерно восьми метрам, а объём такой домны, как правило, не превышает семнадцати кубических метров.

Правда, в данном случае речь идёт уже о гораздо более продвинутых конструкциях домны, нежели тех, что имели хождение в моё время. Высота в примерно восемь метров и внутренний объём в менее чем семнадцать кубических метров — это уже уровень начала индустриальной революции из моей прошлой жизни.

Чтобы читатель понимал — это всего за три века до того момента, когда я родился, скажем так, в «первый раз». Что касается моего «второго рождения», то до подобного уровня человечеству идти ещё примерно две тысячи лет. Звучит весело, не так ли?

В любом случае, достижимая высота домны при применении металлургического кокса — чуть меньше двадцати пяти метров, а объём — приблизительно триста кубических метров. То есть, высота примерно в три раза больше, а объём больше примерно в восемнадцать раз. И да, это уровень развития за чуть более чем один век до моего рождения.

Правда, столь внушительный разрыв в объёме достигается больше за счёт кардинального улучшения самой конструкции домны, нежели за счёт применения кокса вместо древесного угля, но разница в высоте домны всё ещё очевидна и является мощнейшим положительным качеством кокса. Без кокса подобная высота просто невозможна — опять же, из-за значительно меньшего сопротивления сжатию у древесного угля.

Во-вторых, отсутствие зависимости от древесных ресурсов местности. Казалось бы, пустяк, но нет. Для начала, небольшой урок географии — территория Панэллинского союза не отличается значительной лесистостью.

В частности, особой лесистостью она не отличается и в долинах крупнейших речных артерий союза — Тигра, Евфрата и Нила, не говоря уже о более пустынных территориях, которые, к слову, занимают подавляющую часть территории союза.

Тем временем, для производства одного килограмма стекла нужно две тонны древесины (и нет, это не шутка), для выплавки одного килограмма металла — сорок килограмм древесины, для выпаривания одного килограмма соли — также сорок килограмм древесины.

И да, это ещё речь идёт про наиболее эффективное употребление древесины в рамках технологического процесса, ведь в случае выплавки, например, речь идёт про предельно низкие оценки — восемь килограммов древесного угля на один килограмм металла и пять килограммов древесины на один килограмм древесного угля.

И нет, это не шутка. Выше речь шла про очень продвинутые домны и, внезапно, чугун. И да, в 219 году до нашей эры выплавить чугун было технологически невозможно.

Самый первый чугун в мире появится только спустя около трёхсот лет, причём не в Европе, а в Китае, далёкой заморской стране, что за Индией. В Европе же — через примерно полторы тысячи лет.

И да, не задавайтесь вопросом, откуда такой разрыв во времени, просто смиритесь — причины этого заключаются в теме столь широкой, что она достойна была бы пары книг даже для более-менее краткого объяснения.

В любом случае, в 219 году до нашей эры были только сыродутные горны, в которых можно было выплавить только кричное железо, а это, на минуточку, полное днище в сравнении с чугуном.

Сыродутные горны, которым даже до каталонских горнов из Средневековья как пешком до звёзд. Притом, что каталонские горны были высотой менее полторы метра и объёмом менее одного кубического метра, а затраты древесного угля у них были почти в три раза больше, чем у доменной печи XVIII века при значительно меньшей эффективности выплавки.

И да, первая доменная печь в мире появилась на свет только в 221 году, а первая чугунная чушка — только в 220 году до нашей эры. Тем не менее, мы всё же обсуждаем применение кокса, в то время как производство чугуна во всём мире не превышает значения в одну тонну.

Обсуждаем потому, что всего лишь одна доменная печь XVIII века, а если быть точнее, то одна доменная печь, близкая по своему уровню эффективности к английской доменной печи XVIII века, потребляет в течение года какие-то двенадцать тысяч тонн древесины, причём в среднем и на основании предельно низких оценок потребления древесины.

Кстати, это всё притом, что работа доменных печей происходила на протяжении всего лишь восьми месяцев в году, с октября по май. К слову, двенадцать тысяч тонн древесины по самым низким оценкам было нужно для того, чтобы произвести всего лишь триста тонн чугуна. То есть, те самые сорок килограмм древесины на один килограмм металла.

Для производства того же количества чугуна средневековому горну понадобилось бы какие-то тридцать тысяч тонн древесины. Допустим, всё это дерево мы бы получили порослевой вырубкой, средняя продуктивность которой была бы семь с половиной тонны древесины на один гектар.

В таком случае, одному средневековому (и да, не спрашивайте меня, откуда это название) горну каждый год нужно примерно четыре тысячи гектар под отраслевую вырубку. Ну, или около сорока квадратных километров леса в год.

Английской домне XVIII века — одна целая и шесть десятых тысячи гектар, они же шестнадцать квадратных километров. Да, где-то в пустынях Египта, Сирии, Месопотамии, Ирана и других областей Панэллинского союза мне предстояло отыскать на всего лишь одну самую обычную домну целых шестнадцать квадратных километров леса.

И нет, не то чтобы дерева не было в Панэллинском союзе — было, и много, но много его было лишь в отдельных районах союза, а привозить его было нерентабельно, в то время как потребность в металле устойчиво росла на всей территории союза, устремляясь к фантастическим двум килограммам металла на человека (в 221 году до нашей эры этот показатель был в четыре раза меньше).

Что, как вы понимаете, загоняет Панэллинский союз в неизбежную ловушку, грозящую полным, и это не шутка, облысением всей территории союза. Стоит ли мне намекать, насколько серьёзной катастрофой это будет даже не для экологии, а просто для экономики?

Полагаю, что нет. По крайней мере, я надеюсь, что нет, потому что намекать мне уже лень, да и намёков было сделано более чем достаточно к сему моменту.

В любом случае, металлургический кокс был катастрофически нужен. Это, в свою очередь, порождало соответствующий спрос на уголь, ведь кокс делается из угля. Кроме того, угля требовал и технологический процесс производства пороха.

Проблема была одна — угля в Панэллинском союзе было с гулькин нос, да ещё и основные залежи каменного угля, подходящего для коксования, располагались на территориях колоний.

Собственно, в этом и весь фокус — ради лишней тонны угля приходилось яростно вгрызаться в земные недра. Что это значит? Ну, это значит постоянный и значительный запрос на развитие технологий по добыче ископаемых, в частности, угля.

То есть, спрос на паровые машины, ведь углубление шахт неизбежно связано с необходимостью борьбы с постепенным подтоплением шахтного ствола.

Кроме того, паровая машина — хорошее подспорье в механизации шахты, ведь это — источник энергии, при помощи которого можно более эффективно поднимать с глубины добытые ископаемые.

Спрос на паровые машины рождает спрос на сталь, чугун, медь. Спрос на сталь и чугун рождает спрос на железные руды, металлургический кокс, известняки и другие составные части шихты. Кроме того, расширение производства

Спрос на железные руды приводит к расширению добычи железа. Расширение добычи железа рождает спрос на паровые машины и уголь. Спрос на кокс приводит к расширению производства кокса.

Расширение производства кокса приводит к расширению производства угля. Спрос на известняки приводит к расширению добычи известняков. Расширение добычи известняков рождает спрос на паровые машины и уголь.

Кроме того, спрос на сталь, чугун и медь также рождает спрос на паровые машины. По той причине, что мощности ни одного водяного колеса не хватит, чтобы приводить в действие значительно более мощные меха, обязательные при применении кокса из-за более высокой теплоты сгорания.

Кроме того, для построения паровой машины нужно резьбовое соединение, то есть, болты, для производства которых нужен токарный станок с суппортом.

Токарный станок с суппортом рождает спрос на сталь, чугун, медь и другие металлы. Кроме того, токарный станок тоже должен приводиться в движение чем-то. Чем-то под названием паровая машина.

Ну, и так просто до бесконечности, и да, это мы рассмотрели только самую малую долю того, как простая добыча угля может родить спрос на практически все товары, производимые экономикой.

Как-никак, на шахтах работают люди. Людям нужна пища, а особенно шахтёрам, занятым тяжёлым физическим трудом. Им нужны жилища неподалёку от шахты — строительные материалы, от древесины до цемента.

Опять же, цепочку можно продолжать буквально до бесконечности, ведь даже банальная добыча угля влияет на всю, и это не преувеличение, экономику сразу.

Собственно, отсюда и фокус — насильно начатая по государственной инициативе добыча угля, потребовавшая просто сумасшедших капитальных вложений на протяжении многих лет, вызвала мощнейший экономический рост.

Так, к 217 году до нашей эры производство чугуна уже достигло около шести тысяч тонн в год. То есть, с трёхсот тонн в 220 году до примерно шести тысяч в 217 году. Таким образом, производство чугуна всего за три года выросло примерно в двадцать раз.

Теперь, пожалуй, пора обсудить, наконец-то, чёртов порох…