CALM/arwiki huggingface dataset:
مثلت الثورة الصناعية نقطة تحول رئيسية في التاريخ. تقريبا فإن كل جانب من جوانب الحياة اليومية تأثر بها بطريقة ما. وبالذات بدأ متوسط الدخل والسكان يُظهرون نموًا مستدامًا غير مسبوق. قال بعض الاقتصاديين إن أهم تأثير للثورة الصناعية هو أن مستوى المعيشة لجميع السكان في العالم الغربي بدأ في الارتفاع باستمرار لأول مرة في التاريخ، على الرغم من أن آخرين قالوا إنه لم يبدأ في التحسن بشكل ملموس حتى أواخر القرن التاسع عشر وبداية العشرين.
كان نصيب الفرد من الناتج المحلي الإجمالي مستقرًا بشكل عام قبل الثورة الصناعية وظهور الاقتصاد الرأسمالي الحديث، بينما بدأت الثورة الصناعية حقبة من النمو الاقتصادي للفرد في الاقتصادات الرأسمالية. واتفق المؤرخون الاقتصاديون على أن اندلاع الثورة الصناعية هي أهم حدث في تاريخ البشرية منذ تدجين الحيوانات والنباتات.
لا تزال بداية ونهاية الثورة الصناعية محل نقاش بين المؤرخين، وكذلك وتيرة التغيرات الاقتصادية والاجتماعية. رأى إريك هوبسباوم أن الثورة الصناعية بدأت في بريطانيا في ثمانينيات القرن الثامن عشر ولم يتم الشعور بها بالكامل حتى ثلاثينيات أو أربعينيات القرن التاسع عشر، بينما أكد تي إس أشتون أنها حدثت ما بين 1760 - 1830. بدأ التصنيع السريع لأول مرة في بريطانيا، بدءًا بالغزل الآلي في ثمانينيات القرن الثامن عشر، مع معدلات نمو عالية في الطاقة البخارية وإنتاج الحديد بعد 1800. وانتشر إنتاج المنسوجات الآلي من بريطانيا العظمى إلى القارة الأوروبية والولايات المتحدة أوائل القرن التاسع عشر مع ظهور مراكز مهمة للمنسوجات والحديد والفحم في بلجيكا والولايات المتحدة ثم المنسوجات لاحقًا في فرنسا.
حدث ركود اقتصادي من أواخر ثلاثينيات القرن التاسع عشر إلى أوائل أربعينيات القرن التاسع عشر عندما تباطأ اعتماد الابتكارات المبكرة للثورة الصناعية مثل الغزل والنسيج الآليين، ونضجت أسواقها. فانتقلت الابتكارات أواخر تلك الفترة إلى القاطرات والقوارب البخارية والبواخر و والتقنيات الجديدة مثل التلغراف الكهربائي الذي ظهر على نطاق واسع في أربعينيات وخمسينيات القرن التاسع عشر. ولكن لم تكن كافية لدفع معدلات عالية من نمو. ثم بدأ النمو الاقتصادي السريع في الحدوث بعد 1870، نتيجة لمجموعة جديدة من الابتكارات فيما يسمى بالثورة الصناعية الثانية. تضمنت هذه الابتكارات عمليات تصنيع الصلب الجديدة، والإنتاج الشامل وخطوط التجميع وأنظمة الشبكات الكهربائية والتصنيع العالي لأدوات الآلات، وازدياد استخدام الآلات المتقدمة في المصانع التي تعمل بالبخار.
أول استخدام مثبت لمصطلح "الثورة الصناعية" كان في رسالة بتاريخ 6 يوليو 1799 كتبها المبعوث الفرنسي لويس غيوم أوتو، معلناً أن فرنسا قد دخلت في سباق التصنيع. وقال ريموند وليامز في 1976 في كتابه: «مفردات الثقافة والمجتمع» في مدخل "الصناعة": كانت فكرة نظام اجتماعي جديد قائم على التغيير الصناعي الرئيسي واضحة في ساوذي وأوين بين 1811 و 1818، وضمنية مع بليك أواخر القرن السابع عشر ووردزورث في مطلع القرن [التاسع عشر]. أصبح مصطلح الثورة الصناعية المطبق على التغيير التكنولوجي أكثر شيوعًا في ثلاثينيات القرن التاسع عشر، كما هو الحال في وصف جيروم أدولف بلانكي في 1837 لـ "la révolution industrielle".
تحدث فريدريك إنجلز في كتابه حالة الطبقة العاملة في إنجلترا سنة 1844 عن "ثورة صناعية، ثورة تغير في نفس الوقت المجتمع المدني بأسره". ومع أن إنجلز كتب كتابه في أربعينيات القرن التاسع عشر، إلا أنه لم يُترجم إلى الإنجليزية حتى أواخر القرن التاسع عشر، ولم يكن تعبيره يدخل لغة الحياة اليومية حتى ذلك الحين. قد يُمنح الفضل في تعميم المصطلح إلى أرنولد توينبي الذي قدمت محاضراته في 1881 وصفاً مفصلاً للمصطلح.
يجادل مؤرخون ومؤلفون اقتصاديون مثل مندلز وبوميرانز وكريدتي بأن التصنيع الأولي في أجزاء من أوروبا والعالم الإسلامي والهند المغولية والصين خلقت تلك الظروف الاجتماعية والاقتصادية التي أدت إلى الثورة الصناعية، مما تسبب في التباعد الكبير.
ويصر بعض المؤرخين مثل جون كلافام ونيكولاس كرافتس بأن التغيرات الاقتصادية والاجتماعية حدثت تدريجيًا، وأن مصطلح الثورة تسمية خاطئة. لا يزال هذا موضوعًا للنقاش بين بعض المؤرخين.
ستة عوامل سهلت التصنيع:
بمجرد بدء التصنيع في بريطانيا العظمى، يمكن إضافة عوامل جديدة: حرص أصحاب الأعمال البريطانيين على تصدير الخبرة الصناعية والاستعداد لاستيراد العملية. استوفت بريطانيا المعايير وصنعت ابتداء من القرن الثامن عشر. وصدرت تلك المهارة إلى أوروبا الغربية (خاصة بلجيكا وفرنسا والولايات الألمانية) أوائل القرن التاسع عشر. نسخت الولايات المتحدة النموذج البريطاني في أوائل القرن التاسع عشر وقامت اليابان بنسخ النماذج الأوروبية الغربية في أواخر القرن التاسع عشر.
التطورات التقنية الهامة.
ارتبط اندلاع الثورة الصناعية ارتباطًا وثيقًا بعدد صغير من الابتكارات، بدءًا من النصف الثاني من القرن الثامن عشر، وحتى ثلاثينيات القرن التاسع عشر تم تحقيق المكاسب التالية في التقنيات المهمة:
إحصاءات صناعة النسيج البريطانية.
استوردت بريطانيا في 1750 حوالي 2,5 مليون رطل من القطن الخام، تم غزل معظمها ونسجها عن طريق الصناعة المنزلية في لانكشاير في منازل العمال أو في بعض الأحيان في متاجر النساجين الرئيسيين. ثم بلغ استهلاك القطن الخام 22 مليون رطل في سنة 1787، حيث كان تنظيفها وتمشيطها وغزلها على الآلات. واستخدمت صناعة المنسوجات البريطانية 52 مليون رطل من القطن في 1800، ثم ارتفعت إلى 588 مليون رطل في 1850.
بلغت حصة القيمة المضافة من صناعة المنسوجات القطنية في بريطانيا 2,6٪ في 1760، و 17٪ في 1801 ثم 22.4٪ سنة 1831. أما في صناعة الصوف البريطاني فبلغت القيمة المضافة 14.1٪ سنة 1801. وكان عدد مصانع القطن في بريطانيا 900 مصنع في 1797. وقد صدرت بريطانيا في 1760 مايقرب من ثلث الأقمشة القطنية المصنعة فيها، ثم ارتفع إلى الثلثين سنة 1800. وبلغت كمية القطن المغزول 5,1 مليون رطل في 1781، ثم ارتفع إلى 56 مليون رطل سنة 1800. بلغت نسبة إنتاج القماش القطني العالمي من آلات اخترعت في بريطانيا في 1800 أقل من 0.1٪. وكان هناك 50 ألف مغزل في بريطانيا سنة 1788، ثم ارتفع إلى 7 ملايين خلال الثلاثين عامًا التالية.
كانت الأجور في لانكشاير -وهي منطقة أساسية للصناعة المنزلية، ثم لاحقا مركز لمصانع الغزل والنسيج- حوالي ستة أضعاف الموجودة في الهند في 1770، في حين كانت الإنتاجية الإجمالية في بريطانيا أعلى ثلاث مرات من الهند.
تمتعت أجزاء من الهند والصين وأمريكا الوسطى وأمريكا الجنوبية والشرق الأوسط بتاريخ طويل في الصناعة اليدوية للمنسوجات القطنية، والتي أصبحت صناعة رئيسية في وقت ما بعد سنة 1000 ميلادي. وفي المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية حيث بدايتها، كان معظم المزارعين الصغار يزرعونها بجوار محاصيلهم الغذائية، ثم يتم غزلها ونسجها في المنازل، وكانت إلى حد كبير للاستهلاك المحلي. وفي القرن الخامس عشر بدأت الصين بمطالبة الأسر بدفع جزء من ضرائبها على القماش القطني. وبحلول القرن السابع عشر كان جميع الصينيين يستخدمون الملابس القطنية. واستخدم القماش القطني وسيلة للمقايضة في كل مكان تقريبًا. وفي الهند تم تصنيع كمية كبيرة من المنسوجات القطنية للأسواق البعيدة، غالبًا ما ينتجها النساجون المحترفون. كما يمتلك بعض التجار ورش عمل صغيرة للنسيج. أنتجت الهند مجموعة متنوعة من الأقمشة القطنية بعضها ذو جودة عالية.
قبل زراعته في المزارع الاستعمارية في الأمريكتين كانت أوروبا تجد صعوبات للحصول على القطن الخام. وقد وجد المستكشفون الأسبان الأوائل أن الأمريكيين الأصليين يزرعون أنواعًا غير معروفة من القطن عالي الجودة: قطن جزيرة البحر (أو القطن المصري) والقطن المرتفع الأخضر المصنف Gossypium hirsutum. ينمو قطن جزر البحر في بيئات استوائية وفي الجزر الحاجزة في جورجيا وكارولينا الجنوبية، ولكن من الصعب زراعته في الداخل. وقد بدأ تصديره من بربادوس في خمسينيات القرن السادس عشر. نما القطن المصنوع من البذور الخضراء في المرتفعات جيدًا في المناطق الداخلية بجنوب الولايات المتحدة، ولكن لم يكن اقتصاديًا بسبب صعوبة إزالة البذور، وهي مشكلة تم حلها بواسطة محلج القطن. وقد جلبت سلالة من بذور القطن من المكسيك لاستزراعها في ناتشيز (مسيسيبي) في 1806. مما أهل ولاية مسيسيبي بأن تصبح المادة الوراثية الأصل لأكثر من 90٪ من القطن العالمي اليوم. فبذورها تنتج أسرع بثلاث إلى أربع مرات في القطف.
التجارة والمنسوجات.
أعقب عصر الاكتشاف فترة من الاستعمار بدأت في حوالي القرن السادس عشر. بعد اكتشاف البرتغاليين طريقًا تجاريًا إلى الهند حول جنوب إفريقيا، وأنشأ الهولنديون شركة الهند الشرقية الهولندية (اختصار VOC)، وهي أول وأول شركة متعددة الجنسيات في العالم تصدر أسهمًا إلى الجمهور. أسس البريطانيون فيما بعد شركة الهند الشرقية إلى جانب شركات أصغر من جنسيات مختلفة أسست مراكز تجارية ووكلاء للعمل في التجارة في جميع أنحاء منطقة المحيط الهندي وبين منطقة المحيط الهندي وشمال المحيط الأطلسي أوروبا.
كان أحد أكبر قطاعات هذه التجارة هو قطاع المنتجات القطنية، حيث تُشتَرى من الهند وتباع في جنوب شرق آسيا، ومن ضمنها الأرخبيل الإندونيسي حيث تُشتَرى التوابل وتباع في جنوب شرق آسيا وأوروبا. بحلول منتصف ستينيات القرن التاسع عشر كان القماش أكثر من ثلاثة أرباع صادرات شركة الهند الشرقية. فالمنسوجات الهندية مطلوبة في منطقة شمال الأطلسي في أوروبا حيث كان الصوف والكتان متاحين في السابق؛ ولكن كانت سلع القطن المستهلكة في أوروبا الغربية ضئيلة حتى بداية القرن التاسع عشر.
إنتاج المنسوجات الأوروبية المميكنة مسبقًا.
بدأ اللاجئون الفلمنكيون سنة 1600 بنسج القماش القطني في المدن الإنجليزية حيث كانت معامل غزل ونسج الصوف والكتان راسخة؛ ولم تعترضهم النقابات التي لم تعتبر القطن تهديدًا. والمحاولات الأوروبية السابقة في غزل القطن والنسيج كانت في إيطاليا في القرن الثاني عشر وجنوب ألمانيا في القرن الخامس عشر، لكن تلك الصناعات انتهت عندما انقطع إمداد القطن. فزرع الأندلسيون وغزلوا ونسجوا القطن بداية من القرن العاشر تقريبًا.
لم يستطع القماش البريطاني منافسة القماش الهندي لأن تكلفة العمالة في الهند كانت تقريبًا من خمس إلى سدس تكلفة العمالة البريطانية. فأصدرت الحكومة البريطانية قوانين كاليكو خلال سنوات 1700-1721 لحماية صناعات الصوف والكتان المحلية من الكميات المتزايدة من الأقمشة القطنية المستوردة من الهند.
بدأت تلبية الطلبات على الأقمشة الثقيلة من مصانع محلية مقرها لانكشاير تنتج قماش فوستيان، وهو قماش من فتلة الكتان ولحمة قطنية. بحيث يكون الكتان في الالتفاف لأن القطن المغزول على عجلات ليست له القوة الكافية، لكن المزيج الناتج لن يكون ناعمًا 100٪ مثل القطن، وهو أكثر صعوبة في الخياطة.
عشية الثورة الصناعية كان الغزل والنسيج المنزلي للاستهلاك المحلي، أما التصنيع المنزلي فكان من خلال . وأحيانا كان يتم العمل في ورشة عمل النساج الرئيسي. ففي نظام العمل بالباطن كان العمال ينسجون من المنزل بموجب عقد مع البائعين التجار، الذين غالبًا ما يزودونهم بمواد الخام. تقوم النساء -عادة زوجات المزارعين- خارج الموسم بالغزل ويقوم الرجال بالنسيج. باستخدام عجلة المغزل يستغرق الأمر من أربعة إلى ثمانية مغازل لتزويد منسج واحد.
اختراع آلات النسيج.
ضاعفت البكرة الطائرة الحاصلة على براءة اختراع سنة 1733 من جون كاي مع عدد من التحسينات اللاحقة، ومنها تحسين مهم في 1747 من إنتاج النسيج، مما أدى إلى تفاقم عدم التوازن بين الغزل والنسيج. فقد استخدمت البكرة على نطاق واسع حول لانكشاير بعد 1760 عندما اخترع روبرت كاي ابن جون صندوق الإسقاط مما سهل تغيير ألوان الخيوط.
حصل لويس بول على براءة اختراع لإطار غزل الأسطوانة ونظام البكرة والنشرة لسحب الصوف بسماكة أكثر تساويًا. وساعده في تطوير تلك التقنية جون وايت من برمنغهام. حيث افتتحا مصنعًا في برمنغهام استخدمت آلة الدرفلة الجديدة التي تدار بحمار. وفي 1743 تم افتتاح مصنع في نورثهامبتون به 50 مغزل على كل من آلات بول ويات الخمسة. استمر هذا العمل حتى حوالي 1764. واخترع كلا من لويس بول ودانيال بورن على اختراع لآلات الندافة في 1748. استنادًا إلى مجموعتين من البكرات التي تتحرك بسرعات مختلفة، تم استخدامها لاحقًا في أول مصنع لغزل القطن. قام ريتشارد أركرايت لاحقا بتطوير اختراع لويس وتحسينه في بالطاقة المائية وصموئيل كرومبتون في مغزله الجديد.
في عام 1764 في قرية ستانهيل لانكشاير اخترع جيمس هارجريفز مغزل جيني، وحصل على براءة اختراعه في 1770. وكان أول إطار عملي للغزل بمغازل متعددة. عمل مغزل جيني بطريقة مماثلة لعجلة المغزل، عن طريق تثبيت الألياف أولاً ثم سحبها للخارج ثم ليَها. كانت آلة بسيطة ذات إطار خشبي تكلفتها حوالي 6 جنيهات إسترلينية فقط لنموذج مكون من 40 عمود دوران في 1792، وكانت تستخدم بشكل أساسي بواسطة مغزلين بسيطين. أنتج الجيني خيوطًا ملتوية قليلاً مناسبة فقط للحمة وليس الالتواء.
قام ريتشارد أركرايت بتطوير إطار الغزل أو الإطار المائي الذي قام مع شريكين بتسجيل براءة اختراعه سنة 1769. وكان التصميم يعتمد جزئيًا على آلة الغزل التي تم بناؤها لتوماس هاي بواسطة صانع الساعات جون كاي الذي عينه أركرايت. لكل مغزل يستخدم الإطار المائي سلسلة من أربعة أزواج من البكرات، كل منها يعمل بسرعة دوران أعلى على التوالي لسحب الألياف والتي تم لفها بعد ذلك بواسطة المغزل. وكان تباعد الأسطوانة أطول قليلاً من طول الألياف. عمل أول مصنع استخدم إطار الغزل بطاقة الحصان. استخدم أركرايت وشركاؤه الطاقة المائية في مصنعهم في كرومفورد ديربيشاير سنة 1771 وأعطوا الاختراع اسمه.
قدم صموئيل كرومبتون اختراعه المسمى مغزل البغل في 1779. وتدل البغل إلى الهجين لأنه كان مزيجًا من مغزلي جيني والإطار المائي، بحيث تكون المغازل على عربة تمر بتسلسل تشغيلي تتوقف خلاله البكرات أثناء حركة العربة بعيدًا عن بكرة السحب لإنهاء سحب الألياف، مع بدء دوران المغازل. كان مغزل البغل قادراً على إنتاج خيوط أنعم من الغزل اليدوي وبتكلفة أقل. وخيوطها المغزولة ذات قوة مناسبة لاستخدامها سداة طولية، وسمح ذلك بريطانيا بأن تنتج خيوط ذات قدرة تنافسية عالية وبكميات كبيرة.
وإدراكًا منه أن اختراع أركرايت سيزيد بشكل كبير من المعروض من القطن المغزول وأيضا إلى نقص في النساجين، طور إدموند كارترايت نولًا رأسيًا آليًا حصل على براءة اختراعه سنة 1785. في عام 1776 حصل على براءة اختراع نول يشغله شخصين، وكان أكثر تقليدية. بنى كارترايت مصنعين. الأول احترق والثاني خربه عماله. وتصميم نول كارترايت به العديد من العيوب، أخطرها هو تكسر الخيط. سجل صمويل هوروكس براءة اختراع نول ناجح إلى حد ما في 1813. ثم أتى ريتشارد روبرتس فحسن نول هوروك سنة 1822. وانتج منها أعداد كبيرة.
ازدياد الطلب على القطن أعطى فرصة للمزارعين في جنوب الولايات المتحدة، الذين اعتقدوا أن قطن المرتفعات سيكون محصولًا مربحًا إذا تم العثور على طريقة أفضل لإزالة البذور. استجاب إيلي ويتني للتحدي باختراع محلج القطن الرخيص. يمكن للرجل الذي يستخدم محلج القطن أن يزيل البذور من قطن المرتفعات في يوم واحد أكثر بكثير مما كان يفعله سابقًا. ويعمل بمعدل رطل واحد من القطن يوميًا، وهو عمل شهرين للمرأة.
استفاد رواد الأعمال من هذه التطورات، وأشهرهم ريتشارد أركرايت. يُنسب إليه قائمة الاختراعات وإن طور اختراعاته أشخاص غيره مثل توماس هاي وجون كاي؛ قام أركرايت بدعم المخترعين، وحصل على براءات اختراع للأفكار، ومول المبادرات وقام بحماية الآلات. أنشأ مصنع القطن الذي جمع عمليات الإنتاج كلها في سقف واحد، وطور استخدام الطاقة - قوة الحصان أولاً ثم بالطاقة المائية - مما جعل صناعة القطن صناعة ميكانيكية. زاد المخترعون الآخرون من كفاءة الخطوات الفردية للغزل (التمشيط واللف والغزل والدرفلة) بحيث زاد المعروض من أنواع الخيوط بشكل كبير، كل ذلك كان قبل استخدام قوة البخار لتشغيل آلات النسيج بفترة طويلة. اكتسبت مانشستر لقب مدينة القطن في أوائل القرن التاسع عشر بسبب انتشار مصانع النسيج فيها.
على الرغم من أن الميكنة قللت بشكل كبير من تكلفة القماش القطني، إلا أنه لا يزال حتى منتصف القرن التاسع عشر غير قادر على مساواة جودة القماش الهندي المنسوج يدويًا، ويرجع ذلك جزئيًا إلى صفاء الخيط بفضل نوع القطن المستخدم في الهند، والتي انتجت أنواع عديدة من الخيوط. ومع ذلك فإن الإنتاجية العالية لصناعة المنسوجات البريطانية سمحت للدرجات الخشنة من القماش البريطاني أن يباع بسعر أبخس من الأقمشة المغزولة يدويًا في الهند ذات الأجور المنخفضة، مما أدى في النهاية إلى تدمير تلك الصناعة في الهند.
الصوف.
كانت المحاولات الأوروبية الأولى للغزل الآلي هو باستخدام الصوف ؛ ولكن ثبت أن غزله بالمكائن هو أكثر صعوبة من القطن. وإن ازدادت إنتاجية غزل الصوف خلال الثورة الصناعية ولكنها كانت أقل بكثير من إنتاج القطن.
الحرير.
يمكن القول إن أول مصنع ميكانيكي شبه تام كان مصنع جون لومبي لغزل الحرير، وعمل بالطاقة المائية في ديربي، وتم تشغيله سنة 1721. تعلم لومبي صناعة خيوط الحرير من خلال تولي وظيفة في إيطاليا وعمله جاسوسًا صناعيًا. ومع ذلك فصناعة الحرير الإيطالية كانت تحرس أسرارها بقوة، لذا فحالة الصناعة في ذلك الوقت غير معروفة. على الرغم من أن مصنع لومبي كان ناجحًا من الناحية الفنية، إلا أنه قد قطع عنه إمداد الحرير الخام من إيطاليا للقضاء على المنافسة. من أجل الترويج لتلك الصناعة، فقد دفع التاج ثمن نماذج آلات لومبي التي عرضها في برج لندن.
صناعة الحديد.
إحصاءات إنتاج الحديد في المملكة المتحدة.
كان الحديد المطاوع هو الشكل السلعي للحديد المستخدم لصنع سلع الأجهزة مثل المسامير والأسلاك والمفصلات وأحذية الحصان وإطارات العربات والسلاسل وغيرها، وكذلك الهياكل. تم تحويل كمية صغيرة من الحديد إلى صلب. تم استخدام الحديد الزهر في الأواني والمواقد والأشياء الأخرى التي يمكن تحمّل هشاشتها. تم تكرير معظم الحديد الزهر وتحويله إلى حديد مطاوع مع خسائر ضرورية. ويصنع الحديد المطاوع أيضًا من خلال عملية الفرن الخالص، والتي كانت سائدة حتى أواخر القرن الثامن عشر.
في المملكة المتحدة في 1720 كان هناك 20,500 طن من الحديد الزهر تم إنتاجه بالفحم و 400 طن من فحم الكوك. وفي سنة 1750 بلغ إنتاجه من الفحم الحجري 24,500 و2,500 طن من فحم الكوك. وفي سنة 1788 بلغ إنتاج الحديد الزهر بالفحم النباتي 14000 طن بينما كان إنتاج الحديد من فحم الكوك 54,000 طن. وفي 1806 بلغ إنتاج الحديد الزهر بالفحم النباتي 7800 طن وبفحم الكوك 250,000 طن.
استوردت المملكة المتحدة 31,200 طن من حديد المطاوع سنة 1750. وكررت 18,800 طن إما من الحديد الزهر أو أنتجته مباشرة باستخدام الفحم النباتي و 100 طن من فحم الكوك. وفي 1796 كانت المملكة المتحدة تصنع 125,000 طن من الحديد المطاوع من فحم الكوك و 6400 طن من فحم النبات. وبلغت الواردات 38 ألف طن والصادرات 24,600 طن. وفي 1806 لم تستورد المملكة المتحدة حديد مطاوع ولكنها صدرت 31,500 طن.
ابتكارات صناعة الحديد.
كان التغيير الرئيسي في الصناعات الحديدية خلال الثورة الصناعية هو استبدال الخشب وأنواع الوقود الحيوي الأخرى بالفحم. بالنسبة لكمية معينة من الحرارة، تتطلب مناجم الفحم عمالة أقل بكثير من قطع الخشب وتحويله إلى فحم نباتي، وكان الفحم أكثر وفرة من الخشب، إلا أن إمداداته نادرة قبل الزيادة الهائلة في إنتاج الحديد الذي حدث في أواخر القرن الثامن عشر.
وفي سنة 1750 حل فحم الكوك بشكل عام محل الفحم النباتي في صهر النحاس والرصاص، واستخدم على نطاق واسع في إنتاج الزجاج. ولكن في صهر وتكرير الحديد فإن الفحم وفحم الكوك ينتج حديدًا أدنى من ذلك المصنوع من الفحم النباتي بسبب محتوى الكبريت في الفحم. والمعروف أن الفحم منخفض الكبريت، لكنه لا تزال تلك كميات ضارة. يؤدي تحويل الفحم إلى فحم الكوك إلى تقليل محتوى الكبريت بشكل بسيط فقط.
كان العامل الآخر الذي حد من صناعة الحديد قبل الثورة الصناعية هو ندرة الطاقة المائية لتشغيل منفاخ الانفجار. تم التغلب على هذا القيد بواسطة المحرك البخاري.
بدأ الاستخدام المبسط للفحم في صهر الحديد قبل الثورة الصناعية. وبناءً على ابتكارات السير كليمنت كليرك وآخرين منذ سنة 1678 باستخدام أفران الفحم العاكسة المعروفة باسم القباب. تم تشغيلها بواسطة ألسنة اللهب التي تعمل على خليط الخام والفحم النباتي أو فحم الكوك، مما يقلل أكسدة المعدن. هذا له ميزة أن الشوائب (مثل رماد الكبريت) في الفحم لا تنتقل إلى المعدن. تم تطبيق هذه التقنية للرصاص من سنة 1678 وعلى النحاس منذ 1687. كما تم تطبيقها أيضًا في أشغال مسابك الحديد في تسعينيات القرن السابع عشر، ولكن في هذه الحالة كان الفرن الانعكاسي معروفًا باسم فرن الهواء.
في سنة 1709 أحرز أبراهام داربي تقدمًا في استخدام فحم الكوك في تزويد الأفران اللافحة في كولبروكديل بالوقود. ومع ذلك فإن حديد الصب الذي انتجه فحم الكوك لم يكن مناسبًا لصنع الحديد المطاوع، استخدم في الغالب لإنتاج سلع الحديد الزهر، مثل الأواني والغلايات. وإن كانت ميزته على منافسيه في أن أوانيه المصبوبة من خلال عمليته الحاصلة على براءة اختراع كانت أرق وأرخص من الأخرى.
نادراً ما كان يستخدم الحديد الخام لإنتاج الحديد المطاوع حتى سنة 1755-1756 عندما بنى داربي ابن داربي أبراهام الأفران في هورشاي وكيتلي حيث كان الفحم منخفض الكبريت متاحًا (وليس بعيدًا عن كولبروكديل). تجهز تلك الأفران الجديدة بمنفاخ يعمل بالماء، ويضخ المياه عن طريق محركات نيوكومن. ولكن لم يتم توصيل تلك المحركات بأسطوانات النفخ مباشرة، لأنها لا تستطيع وحدها إنتاج دفق هواء ثابت. فقام أبراهام داربي الحفيد بتركيب أسطوانات نفخ مماثلة تعمل بالبخار، والتي تعمل بالطاقة المائية في الشركة عندما تولى زمام الأمور سنة 1768. استخدمت الشركة العديد من محركات نيوكومن لسحب الفحم من مناجمها وصنع أجزاء للمحركات التي بيعت في جميع أنحاء البلاد.
جعلت المحركات البخارية استخدام الضغط العالي والانفجار الحجم عمليًا؛ ومع ذلك كان استبدال الجلد المستخدم في المنفاخ باهظ الثمن. وفي سنة 1757 سجل سيد الحديد جون ويلكينسون براءة اختراع محرك نفخ يعمل بالهيدروليك للأفران العالية. تم تقديم أسطوانة النفخ للأفران العالية في 1760 ويُعتقد أن أول أسطوانة نفخ مصنوعة من الحديد الزهر هي تلك المستخدمة في كارينجتون في 1768 والتي صممها جون سمتون.
كان من الصعب تصنيع اسطوانات من الحديد الزهر لاستخدامها في المكابس؛ يجب أن تكون الأسطوانات خالية من الثقوب وتشكيلها بشكل سلس ومستقيم لإزالة أي تشويه. واجه جيمس واط صعوبة كبيرة في محاولة صنع أسطوانة لأول محرك بخاري له. وفي 1774 اخترع جون ويلكينسون الذي بنى أسطوانة نفخ من الحديد الزهر لأعماله الحديدية، آلة حفر دقيقة للأسطوانات المجوفة. بعد أن جوّف ويلكنسون أول أسطوانة ناجحة لمحرك بولتون ووات البخاري سنة 1776 تم منحه عقدًا حصريًا لتوفير الأسطوانات. بعد أن طور واط محركًا بخاريًا دوارًا في 1782، فاستخدم على نطاق واسع في النفخ والطرق والدحرجة والقطع.
كانت الحلول لمشكلة الكبريت هي إضافة ما يكفي من الحجر الجيري إلى الفرن لإجبار الكبريت على الرماد واستخدام الفحم منخفض الكبريت. يتطلب استخدام الجير أو الحجر الجيري درجات حرارة أعلى للفرن لتكوين خبث يتدفق بحرية. أدت زيادة درجة حرارة الفرن التي أصبحت ممكنة بفضل النفخ المحسن إلى زيادة قدرة الأفران العالية وسمح بزيادة ارتفاع الفرن.. بالإضافة إلى التكلفة المنخفضة وتوفره الكبير، كان لفحم الكوك مزايا مهمة أخرى على الفحم من حيث أنه كان أكثر صعوبة وجعل عمود المواد (خام الحديد والوقود والخبث) يتدفق إلى أسفل الفرن العالي أكثر مسامية ولا يتم سحقه في الأفران الطويلة أواخر القرن التاسع عشر.
نظرًا لأن الحديد الزهر أصبح أرخص ومتاحًا على نطاق واسع، فقد بدأ في كونه مادة هيكلية للجسور والمباني. ومن الأمثلة الشهيرة على ذلك الجسر الحديدي الذي بني في 1778 بحديد الزهر الذي أنتجه أبراهام داربي الثالث. ومع ذلك تم تحويل معظم الحديد الزهر إلى حديد مطاوع.
اعتمدت أوروبا على فرن الحديد الخالص لمعظم الحديد المطاوع حتى تم انتاج الحديد الزهر على نطاق واسع. فتم تحويل الحديد الزهر في معامل الحدادة، كما كان منذ فترة طويلة. تم تطوير عملية تكرير محسّنة تُعرف باسم وضع القدر والختم، ولكن تم استبدال ذلك بعملية التسويط لهنري كورت. طور كورت عمليتين مهمتين لتصنيع الحديد: الدرفلة في 1783 والتسويط في 1784. أنتج بودلنج حديدًا هيكليًا بتكلفة منخفضة نسبيًا.
كان التسويط وسيلة لإزالة الكربنة من الحديد الزهر المصهور عن طريق الأكسدة البطيئة في فرن عاكس عن طريق تحريكه يدويًا بقضيب طويل. فالحديد منزوع الكربنة الذي له درجة انصهار أعلى من الحديد الزهر تم تحطيمه في كرات بواسطة عمال الصهر. وعندما تكون الكرة كبيرة بما يكفي، يقوم عامل الصهر بإزالتها. كان التسويط عملاً شاقًا وساخنًا للغاية. عاش القليل من عمال الصهر حتى سن 40. لأن التقليب كانت يتم في فرن عاكس فيمكن استخدام الفحم أو فحم الكوك كوقود.
استمر استخدام عملية التسويط حتى أواخر القرن التاسع عشر عندما تم استبدال الحديد بالفولاذ. نظرًا لأن التقليب (التسويط) تتطلب مهارة بشرية في استشعار الكرات الحديدية، فلم يتم تشغيلها آليًا بنجاح. كان الدرفلة جزءًا مهمًا من عملية التقليب، لأن البكرات المحززة طردت معظم الخبث المنصهر وعززت كتلة الحديد المطاوع الساخن. كان التدحرج أسرع 15 مرة من المطرقة الساقطة.وهناك استخدام مختلف للدرفلة الذي يتم في درجات حرارة أقل من تلك المستخدمة في طرد الخبث في إنتاج صفائح الحديد، ثم الأشكال الهيكلية اللاحقة مثل العوارض والزوايا والقضبان.
تم تحسين عملية التقليب في سنة 1818 بواسطة بلدوين روجرز الذي أبدل بعض البطانة الرمل في قاع الفرن الانعكاسي بأكسيد الحديد. وفي 1838 حصل جون هول على براءة اختراع لاستخدام صنبورة للخبث المحمص (سيليكات الحديد) بقاع الفرن، مما قلل بشكل كبير من فقد الحديد من خلال زيادة الخبث الناجم عن قاع مبطن بالرمل. ربطت صنبورة الخبث أيضًا بعض الفوسفور، لكن هذا لم يكن مفهومًا في ذلك الوقت. استخدمت عملية هول أيضًا مقياسًا من الحديد أو الصدأ، والذي تفاعل مع الكربون في الحديد المصهور. أدت عملية هول التي تسمى التقليب الرطب إلى تقليل فقد الحديد مع الخبث من حوالي 50٪ إلى تقريبًا8٪.
كانت عملية الانفجار الساخن الذي سجل براءة اختراعها جيمس بومونت نيلسون في 1828 أهم تطور في القرن التاسع عشر لتوفير الطاقة في صناعة الحديد الخام. فاستخدام هواء الاحتراق المُسخن مسبقًا قلل من كمية الوقود اللازمة لصنع قالب حديد منذ البداية بنسبة تتراوح بين الثلث باستخدام فحم الكوك أو الثلثين باستخدام الفحم النباتي؛ واستمرت مكاسب الكفاءة مع تحسن التكنولوجيا. كما أدى الانفجار الساخن إلى ارتفاع درجة حرارة تشغيل الأفران، مما زاد من قدرتها. واستخدام كميات أقل من الفحم النباتي أو فحم الكوك يعني إدخال كمية أقل من الشوائب في الحديد الخام. وهذا يعني أنه يمكن استخدام الفحم الأقل جودة أو أنثراسايت في المناطق التي لا يتوفر فيها فحم الكوك أو يكون باهظ الثمن؛ وفوقها فقد انخفضت تكاليف النقل بشكل كبير مع نهاية القرن التاسع عشر.
جرى تحسين في إنتاج الصلب قبل الثورة الصناعية بفترة وجيزة. فقد كان سلعة باهظة الثمن ولا يستخدم إلا في الأماكن التي لا يصلح فيها الحديد، مثل الأدوات القطع والزنبرك. ثم طور بنيامين هانتسمان أسلوبه في فولاذ البوتقة في أربعينيات القرن الثامن عشر. كانت المادة الخام المستخدمة في تصنيع هذا الفولاذ عبارة عن الفولاذ المنفّط المصنوع من خلال عملية التدعيم.
ساعد توريد الحديد والصلب الأرخص سعرًا في نمو عدد من الصناعات، مثل صناعة المسامير والمفصلات والأسلاك وغيرها من عناصر الأجهزة. سمح تطوير الأدوات الآلية بعمل أفضل للحديد، مما أدى إلى استخدامه بقوة في الصناعات الواعدة من الآلات والمحركات.
طاقة البخار.
كان تطوير المحرك البخاري الثابت عنصرًا مهمًا في الثورة الصناعية؛ ففي بداية الثورة الصناعية، كان معظم الطاقة الصناعية يتوفر عن طريق المياه والرياح. ومع بداية 1800 أمكن توفير ما يقارب بـ 10,000 حصان بالبخار. وفي سنة 1815 ازدادت الطاقة البخارية إلى 210,000 حصان.
يرجع الفضل في أول استخدام صناعي ناجح تجاريًا للطاقة البخارية إلى توماس سيفري في سنة 1698. وقد قام في لندن ببناء اختراعه لمضخة مياه ضغط وفراغ مجتمعة قليلة الرفع، ولدت حوالي حصان واحد (1hp) واستخدمت في العديد من أعمال المياه وفي عدد قليل من المناجم. كانت المضخة اقتصادية في اختصاصات القدرة الحصانية الصغيرة، ولكنها كانت عرضة لانفجارات الغلايات عند الأحجام الأكبر. استمر إنتاج تلك مضخات حتى أواخر القرن الثامن عشر.