英国冶铁业的煤炭化转型与发展进展

英国冶铁业在前工业化以前就曾经长期受到燃料和技术的制约。^[22]此外，英国的富矿缺乏，以贫矿为主，这就造成了冶铁厂产量提高较为缓慢。其次是英国地势较为平坦，水流缓慢，在依靠水力进行锻造的时代，这无疑加大了铁厂的建造成本，因为需要人工建造运河和蓄水池来制造水力。劳动力成本问题也是一个重要的制约因素。英国的劳动力成本要远远高于瑞典和俄国，因而进口铁的价格往往要比国内生产的铁低很多。基于以上因素的限制，英国的炼铁业生产成本很高，而煤炭代替木柴作为燃料，降低了成本，为英国炼铁业的崛起提供了契机。

17世纪煤炭在英国普通家庭中替代木柴成为取暖燃料以后，就需要铁制的炉子来代替以前燃烧木柴的炉子；无论是富人还是穷人都是如此，从城市到农村需要无数的铁制炉子。虽然当时的炉子并非全部由铁制成，但是至少比以前的炉子所要消耗的铁多。炼铁业受到普通民众生活需求的刺激同时，大型煤炭开采也增加了铁的需求量。100 英尺以下深度的矿井需要大量的金属器材。除了凿子和其他工具外，还需要铁制的斧子、齿轮、链条以及抽水和通风设备。大规模的煤炭开采进入较深的地下后需要更多的金属设备。^[23]

英国这一时期冶铁业的发展就是煤炭在该部门中代替木柴作为燃料的过程。其实在16世纪末和17世纪初木柴价格上涨之前，在冶铁业中就已经有了探索用煤炼铁的尝试，不过因为煤含有硫化物，在燃烧时会释放出来同铁矿石发生化学反应，产生不纯的生铁，这种铁容易断裂，不能用于锤炼。很长的时间里在技术上无法解决这一难题。^[24]而且由于与其他国家相比，英格兰的铁消耗较高，^[25]并且不断上升，所以尽管英国的铁产量已经有所发展，但还是不能满足国内需求，要不断增加进口（主要来自瑞典）。“1700年左右英国进口自己所需的铁的三分之二。”^[26]

对于锻造金属和金属加工来说，煤和木炭几乎有相同的性能，但熔化铁矿石就不同了。但这一问题并没有对英国的冶铁业产生大的阻碍。在一定程度上，英国燃煤经济在17世纪出现后，反映出了解决用煤炼铁技术问题的迟缓。煤在其他许多工业中的应用，减轻了英国森林提供木柴的负担，同时可能刺激炼铁工场主继续沿用木炭。^[27]

煤炭代替木柴作为炼铁的燃料经过了几代人的努力。考察这一过程，主要是以下几个人在实践中的探索最终完成了这一历史性变革。

老亚伯拉罕·达比大约在1709年以后开始使用焦炭生产铸铁，小亚伯拉罕·达比大约在1730—1735年炼出生铁，可以把它煅成棒状。新的方法要求有很多前提：具备容易炼焦的煤，建造较大的高炉，使用较大的鼓风机。新方法的使用范围很有限，最初限于希罗普郡，以致到了1770年英国仍有相当多的生铁用木炭冶炼。^[28]

1735年到1736年两位瑞典人在参观完达比的炼铁厂后对其焦炭炼铁法作了这样的评论：这个炼铁厂有一个高炉和一个熔炉。用焦炭炼铁面临很多的难题：首先，只有一半的铁矿石被熔化；其次是这些熔化的铁矿石不易锻造。^[29]

1784年科特发明的搅拌炼铁法克服了不能用煤精炼生铁的局限性，从而使用煤生产大量韧性铁成为可能。搅拌炼铁法：生铁里充满了不纯的杂质，所以首先要把它打成碎块，放在焦炭火上精炼，这样就使它失去一部分碳素。以后把它同一些富含氧化铁的矿渣放在反射炉里。从它熔化时起，它所含有的碳素就同氧结合起来。为了促进这种结合，人们使用一根铁钩子或搅拌棒用力搅动金属溶液。不久就产生一种沸腾状态，并带有一种因氧化碳的燃烧而产生的特有的蓝色火焰。继续搅拌白热的溶液，并不时改变火力的强度：纯金属渐渐聚集起来成为一种海绵状的熟铁块。人们把这种熟铁块集拢起来送到锤下把它的矿渣榨出来，最后放在轧辗机中间去压延。^[30]

用煤炭炼铁这一历史进程花费了企业主近两个世纪的时间，这也正说明了工业革命的出现仅仅是长时段工业试验的顶峰而已，而这一系列的试验中，早期阶段的探索十分漫长，异常艰难，却又是十分必要的、必须经历的阶段。

尽管英国冶铁业的发展受到诸多限制，总体上讲还是有明显的进步的。英国的冶铁业在前工业化时期分为两个阶段：第一个阶段是在伊丽莎白和詹姆士一世统治时期出现了大幅度的增长，到了1610年达到最高。第二个阶段是在此后1660—1720年，由于淘汰落后产能，英国国内的铁产量没有出现大幅度的增长，但是熔炉单位生产能力有了明显提高。^[31](www.xing528.com)

英国在1620—1720年这一时期冶铁业的进步表现为以下两个方面。首先，英国在这期间更换了许多旧高炉，兴建了一批新高炉。新高炉虽然没有在短时期内产生高产效应，但却表明了企业的发展进步，而非停止或衰退。其次，熔炉的生产能力也相应提高。据记载，该时期有29 座新建熔炉，但是实际上数量可能会更多。雷顿高炉在1713年的50 周内生产735 吨，后巴罗炼铁厂1712年在35 周内生产514 吨，挺屯炼铁厂在1675—1676年的61 周内生产了1000 多吨铁。位于迪恩森林地区甘恩的炼铁厂一年多时间里生产了700 吨—800 吨铁。新建高炉增加的生铁产量在15000 吨到20000 吨之间。^[32]将各地的情况综合来看，英国的冶铁业虽然不是在持续增长，但在1620—1720年还是有一定发展的。

表5　1530—1709年英格兰、威尔士的高炉数量、平均产量以及总产量

（续表）

资料来源：Hammersley，The Charcoal Irion Industry.and Riden，The Output of the British Iron Industry.转引自Carlo M.Cipolla，Before the Industry Revolution，London，1993，p.264.

尽管英国炼铁业一直处在扩大的状态，然而国内产量依然不能满足对铁的需求。从英国进口铁的情况就可以从一个侧面看到这一庞大需求。18世纪时英国的棒铁主要从瑞典进口，斯图亚特王朝复辟后瑞典每年向英国出口铁12000 吨。^[33]到了18世纪，英国从瑞典进口铁连年增长，1711年是12000 吨，1714年高达2 万吨。到了18世纪后俄国开始成为英国重要的铁进口国，1732年俄国向英国出口铁4000 多吨，1786年向英国出口26000 吨生铁，超过了瑞典的17000 吨。此外英国的铁进口国还包括西班牙和一些东方国家。粗略估计，英国铁需求量的2/3需要进口。^[34]1729—1735 到1786—1799年间英国的棒铁进口量几乎增长了2 倍。^[35]

冶铁业是以资本主义形式组织起来的，开矿的工业进程的每一个阶段都是资本主义指导的。铸造厂和高炉都是资本主义性质的企业，原材料和燃料归企业家所有，同时资本也投向于矿石的开采和铁制成品领域。^[36]17世纪英国的一座高炉每周生产3 吨以上的生铁，所以炼铁需要相当大的资本投资，但是同时也会得到巨额回报。汤玛斯-弗雷在17世纪初每年从炼铁厂获利高达5000 英镑。……工业组织规模的扩大可以从后巴罗公司绅士炼铁厂主的历史看到。成立于1711年的后巴罗公司坐落于福尼斯，由4 个合伙人投资组建，持有6000 英镑资金，起初拥有几座高炉和熔炉。该公司在1716年盈利3850 英镑。1726年仅一座高炉的收益就高达2970 英镑，每吨的利润几乎和成本相等。^[37]

在工业革命前的两个世纪里，英国冶铁业中已经出现了生产规模大、资本雄厚、采用现代化组织管理的资本主义性质的炼铁厂。虽然这样的企业还未普及，但是还是体现着大工业发展的方向，为后来工业革命准备着资金和生产组织保障。