COMME COMBUSTIBLE

Deux circonstances distinctes se présentent lorsqu'il s'agit de tirer parti du gaz des hauts fourneaux comnie combustible.

LsL première est celle où Ton veut élever â des tempérstures moyennes des masses dont la surface a plus ou moirf d'étendue, ainsi que cela a lieu lorsqu'il faut chauffer Tair des machines soufflantes, Teau d*une machine i Tapeur, sécher des minerais, des combustibles, torréfier des bois, réduire en chaux du carbonate calcaire, cuire des briques, etc.

La seconde est celle où Ton veut développer une température considérable, telle que Texigcf l'affinage de la fonte et le travail du fer aiBné.

Dans celte dernière circonstance, les gaz doivent être autant que possible privés de vapeur d'eau, et affluer d*une manière constante, aussi bien que Tair destiné à les brûler, dans un espace très-rétréci et voisin de l'orifice d'entrée, afin que la température de' cet espace soit constamment très-élevée.

C'est surtout pour les usages relatifs à la première circonstance que M. Âubertot a tiré parti, dès 1809 k tSii, des gaz combustibles de ses hauts fourneaux.

L'emploi des mêmes combustibles dans l'affinage de la fonte et le travail intérieur du fer affiné, conséquence naturelle du travail de M. Aubertot, fixe maintenant sérieusement l'attention des sidérurgistes, et c'est pour le généraliser, pour l'éclairer des lumières de la science, que M. Ebelmcn a consacré à cet objet la dernière partie de s€*s recherches.

Après avoir donné un aperçu de l'appareil établi par M, Faber-Dufaur, a Vasserhalfingrn, pour le puddiagc de

( «3. ) la fonte, il applique les données de ses analyses aux eflTets calorifiques résultant de la combustion des gaz du haut fourneau de Clerval et du haut fourneau d'Audincourt, en puisant ces gaz au gueulard et dans les diverses parties de la cuve, jusqu'au sommet des étalages inclusivement.

Haut fourneau de deivaL

Les quantités de chaleur développées par minute, en brii" tant les gaz supposés secs pris au gueulard, seraient :

8849 > 5 calories donnant i36o®G.

A a", 67 au-dessous 8483,5 calories donnant 1462

A 4 au-dessous g484iO calories donnant 1637

A 5 ,33 au-dessous 10765,0 calories donnant 1826

A 5 ,67 au-dessous 10247 fO calories donnant i83a

Haut fourneau d'Audincouri.

Les quantités de chaleur développées par minute, en brA* lant les gaz supposés secs pris au gueulard, seraient :

iSgiOyO calories donnant lagS^'C.

A 3", 33 au-dessous i3g23 calories donnant 1693

A 4 »33 au-de«sous '499^ calories donnant 1732

A 5 ,5o au-dessous i4^^9 calories donnant i85o

A 6 ,67 au-dessous 16080 calories donnant i85o

A 8 ,o4 au-dessous t5o84 calories donnant 1877

M. Ebelmen arrive à un résultat bien remarquable, c'est que les gaz combustibles qui se trouvent dans la colonne ascendante à la sortie du gueulard renferment une quantité de combustible qui dans le haut fourneau dm Clerval représente 62 de chaleur et dans le haut fourneau d Au*dincourt en représente 6y, le combustible employé en /rp résentant 100. Ainsi V effet utile du combustible con^

( «St») sommé dans le haut fourneau éCAudincourt est rêduû u tiers de sa valeur réelle.

Ce résultat est plutôt un minimum qu'un majcimum^ par la raison que le haut fourneau d*Audincourt est coDstroii d'après un bon modèle ; que dans ses calculs M. Elbelmet a suppose à zéro la température initiale de l^aîr qui eotrt dans le fourneau, comme celle des gaz inflammables d« li colonne ascendante; qu'il n'a pas tenu compte des matière^ combustibles dégagées du bois à Tétai de composés condecsables par Tacide sulfurique. D'après cela, il est évident que la fonte étant liquéfiable à 1200*^, la température prodoiie par la combustion des gaz du haut fourneau sera suffisanit pour son affinage et pour Téiirage du fer affiné.

Mais où puisera-t»on les gaz dans le haut fourneau? \J^ prendre dans la moitié inférieure de la cuve serait serfoser â déranger l'allure du fourneau, et les prendre près du gueulard aurait l'inconvénient de perdre une portion à leur effet utile. M. Ebelmcn pense qu'il serait préférable de les puiser à ce dernier endroit, mais qu'alors il faudrait 10troduîre dans le fourneau des minerais préalablement calcinés à 3oo^. En adoptant ce procédé on pourrait encore fo augmenter le bon eifet en mélangeant les minerais divisés avec de la sciure de bois, du poussier de charbon, quoo moulerait en briquettes, pour les griller ensuite, ainsi que l'un de nous (M. Rerthier) a conseillé de le faire depuis longtemps.

M. Ebelmen, après avoir conduit ses recherches au point où nous sommes arrivés, s'est posé cette question : Ne sc' rait'il pas avantageux ^ dans beaucoup de cas de mélalhirgie, de brûler des combustibles à. l'état gazeux plutôt qt* à [état solide?

Ainsi, la limite de température que Ion peut attein(l<v dans des foyers est, en brûlant du charbon par de Tair en excès, 1%6'i? si celui-ci est à zéro, et a5i8® s'il est à Soo''. Mais cette température est restreinte à un petit espace, à

cause de la rapidité avec laquelle Tacide carbonique produit dans un premier instant est converti en oxyde de carboue dans l'instant suivant.

Dès lors, quand on brûle le charbon sur la grille d'un four à réverbère au moyen d'un courant d'air forcé, si la couche du combustible est épaisse, il n'y a qu'un très-petit espace près de la grille où la température s'élève, l'acide carbonique, bientôt converti en oxyde de carbone, donnant lieu à un refroidissement; si, au contraire,. la couche de charbon est mince, il est bien difficile d'éviter l'excès de Tair; alors cet excès abaisse la température résultant de la formation de l'acide carbonique. En définitive, on voit donc, par la difficulté d'éviter ces extrêmes, combien il est difficile d'obtenir tout l'effet utile du charbon.

C'est en partant de ces considérations que M. Ebelmen a construit un petit fourneau au moyen duquel Foxyde de carbone produit par l'oxygène atmosphérique qui avait traversé une couche de charbon suffisamment épaisse, a été brûlé ensuite, pourvu encore de toute sa chaleur sensible, dans un four convenablement construit où affluait de l'air (hand : la température ainsi développée suffisait pour liquéfier la fonte.

Enfin M. Ebelmen^ après avoir reconnu l'impossibilité de brûler avec avantage le charbon d'un haut fourneau avec l'eau, parce que dans la réaction d^ corps il y a trop de chaleur qui devient latente, a imaginé de faire arriver immédiateâ&ent au-dessus de la grille du petit fourneau précité un courant de vapeur d'eau pendant que de l'air arrive par-dessous la grille ; à l'aide de cet artifice, il a obtenu un mélange d'oxyde de carbone et d'hydrogène dont la combustion a développé assez de chaleur pour liquéfier la fonte. Mais le fait que ce dernier essai iwète, cesi la possibilité de déi^elopper la chaleur nécessaire au trai^ail du fer en employant des anthracites, des houilles sèches et terreuses de mmiuaise qualité , dnjraisil des halles ^ du pous^-

sier de charbon^ des tourbes, etc., qui ne peuvent tétre, du moins a%^antageusement, dans les procédés ordinaires de combustion.

Il est à désirer que M. Ebelmen continue ces essais ; si le succès les couronnait, ce serait un beau complément de ridée première qu'on a eue d'employer la flamme perdue des hauts fourneaux. Il est à désirer encore ^e M. Ebelmen puisse se livrer aux expériences qu'il projette sDr la détermination des températures des diverses parties du haut fourneau, car, quelle que soit la probabilité de Texactitude de température qu'il leur a assignée en partant des données les plus exactes que la physique possède aujourd'hui, cependant un contrôle expérimental ne peut être qu'extrêmement utile, quels qu'en soient les résultats.

Telles sont le< recherches qui ont été renvoyées à notre examen. L'étendue du compte que nous venons d'en rendre est justifiée sans doute auprès de l'Académie par l'importance du sujet, les difficultés qu'il présentait, l'habileté avec laquelle elles ont été surmontées, et la précision des résultats obtenus. Grftce a ces recherches, nous avons maintenant une idée juste de ce qu'est réellement un haut fouiv neau ; nous savons que la température élevée de la moitié inférieure de l'ouvrage, n'est développée qu*à la condition d'un grand abaissement de température, résultant de la transformation de l'acide carbonique, premier produit de la combustion, en oxyde de carbone, et nous savons de plus que, par une sorte de compensation, cet oxyde gazeux est capable de réduire dans la cuve les | du minerai -, enfin nous savons qu'il y a moins que le tiers de la chaleur développée qui soit employée utilement, et dès lors nous sommes en mesure d'apprécier toutes les conséquences utiles de l'heureuse idée qu'a eue M. Aubertot de tirer parti de la flamme perdue de ses hauts fourneaux.

M. Ebelmen, en se livrant k ses recherches, nous semble avoir parfaitement compris les obligations que lui împo-

( «55 ) saient ses titres d'ingénieur des mines, de professeur de docimasie et de savant. Nous pensons que des travaux comme les siens ne peuvent être trop encouragés, non-seu* lement par Tadminislration qui y préside, et dont ils deviennent un des titres les plus recommandables à Testime publique, mais encore par TÂcadémie, car Tapplication des éléments théoriques aux grandes opérations des arts offre un excellent moyen de contrôler ces éléments, en même temps qu'elle peut conduire à des découvertes purement scientifiques, par l'occasion qu'elle fournit souvent d'apercevoir des phénomènes qui ne peuvent être prévus dans le cabinet, ni se manifestera l'observation dans un laboratoire.

En terminant ce Rapport, nous croyons faire une cbose juste et convenable en nommant ici Ifl. A. Bouchot, l'un des propriétaires des usines de Clerval, et M. Jeanmaire, directeur de la compagnie d'Audincourt, a cause de l'empressement qu'ils ont mis à donner à M. Ebelmen tous les moyens qui étaient en leur pouvoir de faciliter ses recherches, et de les conduire à bonne fin.

CONCLUSIONS

Si le travail que nous venons d'examiner n'avait pas été le résultat d'une mission donnée à l'auteur par M. Legrand, sous-secrétaire d'Etat, directeur des ponts et chaussées et des mines, et si, à cause de ces ci inconstances, il ne devait pas faire partie des publications de l'administration des Mines, nous en aurions demandé l'impression dans le Eecueil des Sayants étrangers; mais le motif que nous venons d'exposer s'opposant a ce qu'il soit l'objet de cette distinction^ nous avons l'honneur de proposer a l'Académie (fil'elle veuille bien Fapprouuer et engager M* Ebelmen à continuer ses recherches.

Les conclusions de ce Rapport sont adoptées.