GUEULARD
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Oxyde de carbone. ..
Hydrogène
Azote
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FABRICATION DE LA FONTE
La tuyère n’est pas ordinairement dans la direction de la dame MN, elle se trouve dans la direction perpendiculaire. Dans les hauts; fourneaux qui ont trois tuyères, la troisième est placée dans la paroi du creuset qui est opposée à ladame (rus/ine).
On donne le nom de buse à l’extrémité du conduit d’air. Comme la buse doit supporter une température très-élevée, on l’entoure souvent d’une double enveloppe de fonte ou de cuivre dans laquelle circule constamment un courant d’eau froide : on peut alors l’exposer à la température du rouge blanc sans qu’elle entre en fusion.
On ne coule la fonte que toutes les douze ou vingt-quatre heures ; cet intervalle de temps varie avec la hauteur du fourneau et les dimensions du creuset.
L’enveloppe extérieure d’un haut fourneau, appelée muraillement, est traversée par des canaux destinés au dégagement de l’humidité, ce qui évite les fendillements dans la construction.
Le fourneau se charge par le haut ; on établit un plan incliné qui sert à monter le minerai et le combustible sur la plateforme. Souvent aussi on adosse le fourneau à une hauteur, en ayant le soin de l’isoler du terrain pour éviter les infiltrations d’eau.
On pratique en général à la partie inférieure du haut fourneau des canaux destinés à réunir et à faire écouler les eaux.
La chemise du fourneau est construite en pierres ou en briques très-réfractaires. Elle est séparée du muraillement extérieur par une couche de sable ou de scories qui empêche les pertes de chaleur, et permet aux parois de se dilater sans se fendre, parce qu’alors le sable se déplace.
Cette disposition donne aussi la facilité de réparer l’intérieur du fourneau sans toucher au muraillement.
Les combustibles généralement employés dans les hauts fourneaux sont le charbon de bois, le coke et le bois. On donne la préférence au coke dans toutes les localités où la houille peut être obtenue à un prix peu élevé.
La hauteur des fourneaux varie avec la nature des combustibles que l’on emploie. Elle est de 15 mètres pour les fourneaux au charbon de bois, et peut aller jusqu'à 20 mètres et souvent plus, pour les fourneaux qui sont alimentés par le coke, parce qu’il faut une température beaucoup plus forte pour fondre le laitier, qui contient un excès de chaux que l'on a ajoutée pour absorber le soufre provenant du coke.
' La fonte au coke contient d'ailleurs du silicium, dû à ce que, à une très haute température, la silice est réduite par le verre.
Lorsque le fourneau est construit, on procède;! la mise en leu.
Pour le dessécher, on met d'abord du feu dans la chambre qui précède la dame. 11 s’établit alors par le gueulard un tirage qui enlève une partie del’humidité ; on attend quelques jours avant de mettre du charbon dans le creuset.; lorsqu’on pense que toute l’humidité s’est dégagée, on introduit du charbon dans le creuset, on l’allume, on emplit peu à peu l’ouvrage, et on
AFFINAGE DE LA FONTE
charge entièrement le fourneau de charbon, sans ajouter de minerai.
La dessiccation du fourneau peut durer douze à quinze jours.
Quand le fourneau est en plein feu, on ajoute à chaque charge une petite quantité de minerai que l’on augmente successivement.
Lorsque le métal paraît dans l’ouvrage, on donne le vent d’,abord avec lenteur ; le courant d’air ne doit prendre toute sa vitesse qu’au bout de deux ou trois jours.
Suivons maintenant la colonne descendante formée par le minerai, le fondant et le combustible : à la partie supérieure de la cuve, le minerai se dessèche, se déshydrate ; puis, s’échauffant peu à peu, il arrive au rouge sombre dans la partie inférieure de la cuve où il est réduit par l’oxyde de carbone. Le fer ainsi réduit descend dans les étalages avec sa gangue, le fondant et le charbon. Là, sous l’influence d’une très-haute température, la gangue passe à l’état de silicate double d’alumine et de chaux, le fer à l’état de fonte. La fonte et le laitier se liquéfient complètement en traversant l’ouvrage et tombent dans le creuset, où le laitier plus léger reste à la surface ; dès qu’il déborde la dame, il s’écoule sur le plan incliné, d’où on l’enlève au fur et à mesure qu’il se solidifie. Au bout de 12 ou 24 heures, suivant la dimension du haut fourneau, le creuset est rempli ; on enlève le tampon d’argile, et la fonte coule dans de petits canaux creusés sur le sol de l’usine.
Le haut fourneau, une fois allumé, marche d’une manière continue. On ne l’arrête que pour y faire des réparations, c’est-à-dire au bout de douze à quinze mois.
La fonte obtenue dans les premières coulées est toujours de la fonte blanche, parce que la température n’est pas encore assez elevée; ce n’est que lorsque le fourneau prend une allure régulière qu’il se forme de la fonte grise, si toutefois la nature des minerais le permet.
AFFINAGE DE LA FONTE
La fonte est affinée dans des usines qui portent le nom de forges.
Le but de l’affinage est de décarburer la fonte et de transformer le silicium quelle contient en acide silicique, qui forme ensuite avec l’oxyde de fer du silicate de fer.
On affine la fonte par deux procédés différents :
1° L alfinage au charbon de bois qui s’opère dans de petits loyers, ou feux u affinerie : on le nomme souvent procédé comtois ;
2° La méthode anglaise qui s’exécute dans des fours à piuldler chauffés a la houille.
Nous décrirons d’abord le premier procédé.
Avant de soumettre la fonte à l’affinage, on commence dans
AFFINAGE DE LA FONTE
quelques usines par la faire fondre, on la coule dans des rigoles plates, et on la brise en morceaux. Cette opération préliminaire porte le nom de mazéage.
Un foyer ou feu d’affinerie comtois est une cavité prismatique à base rectangulaire horizontale, limitée par quatre parois verticales formées de plaques de fonte; on y brûle du Charbon de b.ois, et la température est assez élevée pour qu’on puisse décarburer la fonte, souder toutes les parties du métal purifié, le forger et l’étirer en barres.
L’air qui doit déterminer la combustion du charbon est introduit dans le foyer au moyen d’une ou de deux tuyères qui traversent une des parois verticales du creuset appelée varme.
Lorsque le foyer est rempli de charbon incandescent, on fait avancer la fonte sur des rouleaux au-dessus du foyer; elle entre en fusion et tombe au fond du creuset. La fonte est ordinairement mélangée à une certaine quantité de scories et d’oxyde de fer.
On peut diviser l’affinage en deuxpériodes. Dans la première, la fonte se trouve en présence de l’oxyde de fer qui la décarbure par son oxygène en se réduisant lui-méme (M. Chevreul). Tous les efforts de l’ouvrier tendent donc à multiplier les contacts de la fonte et de l’oxyde de fer.
Dans la seconde période, la fonte est soulevée avec un ringard, afin de la dèsorner, c’est-à-dire de la séparer des sonies ou scories qui sont adhérentes au fond ou aux angles du foyer. La fonte désornée est présentée au vent de la tuyère, qui oxyde le silicium et forme du silicate de fer. Lorsqu'elle, est en partie aifinée, elle retombe au fond du feu où la décarburation s’achève. Alors l’ouvrier avale la loupe, c’est-à-dire qu’il réunit toutes les parties de fer affiné, pour en former une loupe qu’il
porte ensuite sous le marteau (fig. HO); c’est ce que lonap-
Fig. 110.
chauffes.
AFFINAGE DE LA FONTE
L’étirage au martinet ne se fait que pour le petit fer.
Affinage à la houille par le procédé anglais. — L’emploi du coke dans les hauts fourneaux a dû faire penser à tirer parti de ce combustible ou de la houille, dans l’affinage de la fonte. Mais cette opération ne pouvait se faire dans les foyers ordinaires d’affinage, parce que le métal en contact avec le coke se sulfure rapidement et devient cassant.
On a remplacé alors les feux d’affinage par des fours dans lesquels la fonte est chauffée par la flamme seule du combustible.
Dans ce procédé, l’affinage comprend trois opérations. La première se fait dans les fineries, qui ressemblent beaucoup aux foyers d’affinage ; la seconde, dans un four à réverbère qui porte le nom de four àpuddler ; la troisième, dans un autre four à réverbère que l’on nomme four à réchauffer.
Les fineries ( fig . lfl) se composent d’un creuset revêtu intérieurement de plaques de fonte recouvertes d’argile et
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nWaJ? GU,SC est surmonté d’une cheminée. Deux tuyères
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AFFINAGE DE LA FONTE
