CHAPITRE XVII
Broyage du charbon. — Séchage du charbon. — Essoreuses. — Sécheurs. — Bêcheurs plats. — Sécheurs cylindriques. — Sécheurs en forme de tours. — Fours de séchage. — Broyage du brai. — Cuves à hrai fondu. — Monte-brai. — Dosage du brai. — Appareils de malaxage, — Malaxeurs verticaux. — Malaxeurs horizontaux. — Fours de chauffage de la pâte. — Four Marsais. — Four Biétrix. — Chargement des briquettes. — Générateurs de vapeur. — Force motrice. — Exemples d'installation. — Atelier Middleton. — Ateliers de Blanzy. — Prix de revient.
Nous allons examiner successivement les appareils que comprend une usine à agglomérer. La nature et le nombre de ces appareils dépend de la qualité et de l'importance du tonnage des combustibles traités dans chaque usine.
D*une manière générale, une usine à agglomérer comprend les appareils suivants :
1^ Un broyeur à charbon, quand les houilles traitées ne sont pas à Tétat de fmesse voulu pour être introduites telles quelles dans le mélange. Si, au contraire, Fusine est alimentée de fines, le broyeur est inutile; mais il y a lieu d'installer des appareils de séchage, car les fines, qui sortent du lavoir, sont toujours trop chargées d'humidité pour être passées directement dans la fabrication;
^ Suivant que l'usine marche au brai sec ou au brai fondu, on aura à prévoir un broyeur de brai ou des chaudières de fusion du brai ;
3® Le dosage du mélange en brai et en charbon doit être opéré avec beaucoup de soin au moyen d'appareils de mesurage ;
4^ Le charbon et le brai, une fois préparés et dosés, doivent ensuite être mélangés intimement et portés à la température voulue au moyen de mélangeurs et d'appareils de chauffage;
5^ Le mélange chaud ou pâte est alors soumis à l'action de la presse ; il existe un grand nombre de genres de presses; nous examinerons
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dans deux chapitres spéciaux les principaux modèles des presses en usage et signalerons leurs avantages ou leurs inconvénients;
6^ Pour assurer le transport des matières avec le minimum de frais, il y aura aux divers niveaux de Fusine une série de norias, tandis que, au sortir de la presse, les briquettes tombent en général sur une toile sans fin où elles sont prises après refroidissement pour être chargées en wagon ou mises en stock dans Tusine;
7^ Nous aurons enfin quelques mots à dire au sujet de la production de la force motrice, qui est fournie par une machine à vapeur alimentée par des chaudières produisant également la vapeur nécessaire aux réchauffeurs.
Brotagb du charbon. — Le broyage du charbon est nécessaire pour les deux motifs suivants :
i® Réduire les particules trop grosses à une dimension convenable;
^ Assurer un mélange parfait du charbon et de la matière agglomérante.
Plus la houille est fine, plus on devra consommer de brai pour obtenir des briquettes présentant une cohésion suffisante. Il est évident qu'avec de la houille très finement pulvérisée et beaucoup de brai, on obtiendrait des briquettes très résistantes ; mais on atteindrait un prix de revient très élevé, car, pour agglomérer dans de bonnes conditions des schlamms de lavage, il faut au moins 20 0/0 de brai. On doit donc limiter, dans une certaine mesure, le degré de pulvérisation de la houille et, de plus, tenir compte du degré de résiatance des grains de charbon que Ton soumet à l'agglomération sons riafluence des pressions élevées. D'ailleurs, plus le charbon est gros, moins est grande la surface totale de grains qu'il faut enrober; on obtiendra donc de bons résultats avec une houille contenant des grains et une quantité de poussier suffisante pour combler aussi complètement que possible les interstices des grains. On peut admettre, en général, que, pour les charbons durs, la meilleure condition de marche correspond à un degré de division tel que le poids de Tunité de volume soit maximum* Quand il s'agit, au contraire, de charbons tendres, il est nécessaire d'obtenir des grains assez petits pour qu'ils aient une résistance suffisante. Aussi, passe- t-on au broyeur tous les charbons tendres destinés à l'agglomération, quand ils sont criblés a une maille dépassant 8 millimètres.
OUTILLAGE DBS USINES h, AGOLOMKUEK Z9%
Dans le broyage, TimportaDt est de ne pas faire de broyage inutile, c*estnà-dire de ne pas briser les grains solides qui auraient parfaitement résisté à la compression dans le moule. L'objectif du broyage est de donner aux grains un volume qui leur assure, à défaut de la résistance maximum à Técrasement, une résistance supérieure à la pressions laquelle ils auront à résister dans le moule. . Les broyeurs à cylindres ont Je désavantage de broyer la matière trop uniformément en ce sens qu'ils réduiraient en poudre des grains durs qu'il est préférable de conserver, car ces grains ajoutent à la résistance à la compression.
Le broyeur Carr {fig. 136 et 137), qui agit par choc, ne broie que les grains dont il est utile de réduire la dimension ; le choc étant le même pour tous les morceaux, les grains durs résistent, tandis que les grains friables subissent une diminution de dimension qui augmente leur résistance.
Voici les dimensions d'un appareil employé assez fréquemment :
Diamètre extérieur 1~,20
Diamètre de l'enveloppe en tôle 1 ,60
largeur du broyeur 0 ,30
Largeur de Tenveloppe 0 ,40
Diamètre de Taxe 0 ,11
Poids de l'appareil 2.500i^e
Le broyeur Carr est constitué de la façon suivante : des broches ou barreaux d'acier disposées en cercles concentriques, sont rivées sur des plateaux en acier, et réunies à l'autre extrémité par des règles en fer forgé ; elles forment ainsi, suivant le type de Tappareil, 4 ou 6 disques ou tambours constituant deux cages fixées sut les arbres moteurs. Ces cages s'emboîtent l'une dans l'autre, de manière que les tambours de la première puissent tourner dans les intervalles des tambours de la seconde. Les deux arbres moteurs reçoivent, en sens inverse l'un de l'autre, un mouvement de rotation 1res rapide, au moyen de deux courroies dont l'une est droite et l'autre croisée. Une enveloppe en tôle, facilement démontable, recouvre complètement la partie supérieure de l'appareil.
Il est alors facile de comprendre la marche de l'opération. La matière à traiter est introduite d'une façon continue par une trémie disposée au centre de l'enveloppe. Projetée vers l'extérieur sous l'aetioa de la force centrifuge, elle rencontre successivement les diiléfents tambours qui, tournant en sens inverse, lui font suivre un che-
min en zigzag, ainsi que Tindiquent schématiquement les flèches de la figure. Le broyage est ainsi produit, d'une part, parles chocs reçus au contact des broches, d'autre part par le frottement qu'exercent entre eux les morceaux projetés avec force les uns contre les autres. Avec un broyeur Carr del"*,20 de diamètre et de 0",38 de largeur tournant à la vitesse de 300 tours, on peut broyer 15 tonnes à l'heure. A cette vitesse, qui est un maximum pour le traitement des houiUes destinées à l'agglomération, l'appareil absorbe une force motrice de 25 chevaux. Cependant, dans plusieurs usines montées par la mai-
FiG. 136 et 137. — Broyeur Carr.
son Biétrix, les broyeurs, de 0"*,75 de diamètre, tournent à 550 tours et passent en douze heures 70 tonnes de charbon mélangé de brai sec dont ils servent à parfaire le mélange.
Le broyeur Schœller et Yinsonneau, qui dérive d'un principe analogue à celui du broyeur Carr, est comme celui-ci un appareil à choc. Dans le broyeur Carr, les organes sur lesquels se produit le choc sont les broches de deux plateaux mobiles. Ici ce sont des marteaux qui frappent à grande vitesse et à la volée sur la matière à broyer.
On a voulu en cela imiter le travail de l'homme quand, à l'aide d'une massette à manche flexible, il casse les gros blocs en menus fragments. On a amplifié ce travail en plaçant plusieurs marteaux sur le même axe et en animant ces marteaux d'une grande vitesse.
On a cherché aussi à les rendre flexibles tout comme la massette est flexible gr&ce à Félasticité de mouvement de Favant-bras du tra- YaQleur.
A cet effet, les marteaux qui sont en acier chromé sont articulés sur leur axe et mobiles à leur extrémité de frappe. Si la résistance est trop grande par suite d'une accumulation de matière dans la caisse du broyeur, les marteaux reviennent en arrière, en oscillant sur leur axe. Ils reprennent leur position grâce à la force vive du mouvement, dès que le surcroît de résistance a cessé.
L'appareil tourne à grande vitesse; il fait 800 à 1.500 tours à la minute suivant la dureté de combustible traité et la nature du grain à obtenir. Â cette vitesse, les marteaux broient la matière et la classent en même temps, séparant et évacuant les parties fines vers une grille ou une tôle classificatrice et relevant les matières non complètement broyées pour les broyer à nouveau.
Le débit varie, bien entendu, avec le nombre des marteaux, avec la vitesse également. Pour un appareil à 4 marteaux, on obtient 500 kilogrammes à Theure ; à 8 marteaux, on broie 1 .500 kilogrammes à rheure ; à 12 marteaux, 3.000 kilogrammes et, à 16 marteaux, 6.000 kilogrammes par heure. Il y aurait même un modèle de 16 marteaux qui produirait 10.000 kilogrammes à Fheure, ce qui est, comme le voit, une production comparable à celle du broyeur Carr.
Un broyeur Schœller et Vinsonneau de 16 marteaux, c'est-àdire du plus grand débit, exige 7 à 8 chevaux de force motrice, alors que, dans les mêmes conditions, le broyeur Carr absorbe 20 à 25 chevaux.
Séchage du charbon. — Avant de passer à Fusine d'agglomération, le charbon doit être parfaitement nettoyé et séparé de toutes matières étrangères ; plus le charbon est propre, meilleure est la qualité de la briquette produite. En Grande-Bretagne, jusque très récemment, le charbon a été simplement criblé ; mais, à présent, le lavage est devenu plus général et tend de plus en plus à se répandre par suite de l'approfondissement des mines qui donnent des charbons déplus en plus sales.
Après lavage, le charbon passe dans les tours d'égouttage qui ont été décrites au chapitre iv, du Lavage de la houille. Toutefois, comme nous l'avons déjà dit, il reste toujours une certaine quantité d'eau, et cette eau devra être expulsée, soit à l'aide d'essoreuses ou de sécheurs, soit mieux encore dans des fours.
3Bft COMBUSTIBLES INDUSTRIELS
Bssoreuies. — Parmi les essoreuses les plus répandues dans c«0 dernières années, nous citerons l'appareil Hanrez qui consiste en un cylindre de 1",20 de diamètre et de O^ïSO de longueur pouvant tourner autour d'un axe horizontal ou vertical; ce cylindre est recouvert d'une feuille de cuivre de 3 millimètres d'épaisseur formant crible* dans laquelle sont percés des trous de i/2 millimètre de diamètre. A rintérieur de l'appareil tourne une vis ajustée avec un jeu très réduit sur la surface interne du cylindre ; la vitesse relative de la vis est de 5 tours par minute. Les menus à sécher pénètrent par une des extrémités du cylindre et sortent par l'autre, poussés par la vis.
L'essoreuse qui tourne à 350 tours par minute absorbe une force motrice de 6 chevaux environ et peut débiter 50 tonnes de houille menue sèche, par poste de douze heures. Le charbonne séjourne, en effet, qu'environ une minute à l'intérieur de la tôle perforée sur laquelle il forme une couche de 3 à 5 centimètres d'épaisseur.
On a remarqué que le traitement de la houille menue à l'essoreuse équivaut à un égouttage en couche de 2 mètres d'épaisseur prolongé pendant seize heures. On peut, d'ailleurs, se rendre compte de l'exaotitude de ce fait en tenant compte de ce que l'efficacité de l'égouttagpe a lieu en raison inverse de l'épaisseur delà couche de charbon et propoi^ tionnellement à l'intensité de la force centrifuge qui équivaut à vingt fois l'action de la pesanteur, pour une essoreuse marchant à la vitesse de 300 tours par minute.
Séoheurs. ^— Les sécheurs artificiels peuvent être divisés en trois catégories : les sécheurs plats, les sécheurs cylindriques, et les sé> cheurs en forme de tour.
Sécheurs plats. — Il existe différents genres de ce type de séchear, mais le principe du fonctionnement est le même pour tous.
L\in d'eux, très simple et efficace, consiste en une série de seize à vingt tables circulaires horizontales ayant 5 à 6 mètres de diamètre* Ces tables, en tôle ou quelquefois en fonte, sont munies à leur partie inférieure de chambres creuses ou d'enveloppes de vapeur où la vapeur est admise par deux colonnes. Deux autres colonnes de vapeur servent à la sortie de la vapeur et de l'eau condensée des enveloppes de vapeur. Cette sortie s'effectue à travers des ouvertures de l'arbre central qu'on fait oreux dans ce but.
Pour faire passer le charbon d'une table à l'autre, les tables sont pourvues de trous, placés alternativement au centre et à la périphérie. Sur chaque table, sont montées un certain nombre de raclettes.
dUTILLAOS DES USINES L AdOLOMÉRER 386
avec de largos racloirs pour enlever le charbon; les raclettes sont fixées snr Tarbre central qui les fait tourner, et les racloirs sont disposés de telle sorte que, sur une plaque, le mouvement des raclettes ramène le charbon du centre à la circonférence de la table, et, sur la suivante, de la circonférence au centre. Dans chaque cas, le charbon passe sur la surface de tontes les plaques jusqu'à ce qu'il gagne le fond d'où il passe dans un élévateur. La température peut être réglée de telle sorte que le charbon ayant passé dans le sécheor contienne seulement le pourcentage d'humidité nécessaire.
Ces sécheurs sont, quelquefois enfermés dans une enveloppe en briques ou en tôle, et sont munis à leur partie supérieure de petites ouvertures pour permettre l'évacuation de la vapeur et l'admission de l'air. Dans de tels appareils, on obtient un rendement de 20 0/0 au moins. Un sécheur à 17 tables de ce modèle fournirait en vingt-quatre heures 27 tonnes de charbon contenant 20 0/0 d'humidité et provenant d'un charbon brut à 46 ou 50 0/0 d'humidité. Généralement, on emploie, pour alimenter les enveloppes de vapeur, la vapeur d'échappement de la machine.
Sécheurs cylindriques. — Les sécheurs cylindriques se composent de cylindres en tôle de l'",50à2 mètres dediamètreetde5à6mètree de longueur placés dans une position inclinée, l'inclinaison et la longueur du cylindre étant réglées par la quantité d'humidité à enlever au charbon. A l'intérieur de ces cylindres sont disposés environ 200 tubes, à travers lesquels le charbon passé. Un autre sécheur cylindrique consiste en un cylindre en tôle d'environ 1",50 de diamètre et 7 mètres de longueur à travers lequel passe un arbre sur lequel est fixée une vis transporteuse munie de palettes ; la vis fait passer le charbon au travers du cylindre et les palettes remuent le charbon pour exposer les parties humides à la chaleur. Le cylindre est entouré d'un massif de maçonnerie muni d'une grille de foyer du côté où le charbon est introduit ; de sorte que la chaleur est la plus eonsidérable du côté où le charbon entre, car c'est là qu'il conlient le plus d'humidité et que la plus grande quantité de chaleur est n^'cessaire.
Le sécheur cylindrique Schulz consiste en deux cônes creux perforés, accolés par leur sommet ;la vapeur (venant directement d'une chaudière ou de l'échappement d'une machine à vapeur) est admise dans lo cône à son extrémité supérieure, à travers les trous percés dans ce cône. Après avoir contourné les tuyaux, elle entre dans le
cône inférieur et passe dans la cheminée. Les cônes sont entourés de tuyaux remplis du charbon à sécher qu'on verse par une trémie supérieure. Le cylindre rempli de vapeur tourne lentement. Ce secheur est à recommander spécialement pour le lignite. Il peut fournir de 35 à 40 tonnes de combustible séché par journée de dix heures de travail.
Sécheurs en forme de tours, — On les appelle quelquefois sécheurs Jacobi. La caractéristique de ces appareils est que le charbon est séché à la fois par Tair et la vapeur ; Faction combinée de cet air chauffé et de la vapeur des tuyaux sèche le charbon au fur et à mesure de son passage à travers les chambres. Les cloisons et les chambres métalliques sont inclinées de façon à permettre au charbon de glisser d'une chambre à la chambre du dessous d'une manière continue. L'air chaud vient seul en contact avec le charbon pendant qu'il traverse les cloisons et les chambres.
La température de l'air chaud est de 60"* à 70®. La place occupée par un de ces sécheurs mesure environ 4 mètres de longueur, 5 mètres de hauteur et 60 à 75 centimètres de largeur. Les tours sont disposées de bien des manières différentes, et les tuyaux sont quelquefois placés verticalement, au lieu d'être horizontaux.
Fours de séchage. — On a essayé divers modèles de fours pour le séchage des menus, verticaux ou horizontaux, fixes ou mobiles.
Les fours sont spécialement recommandés pour les charbons de nature semi-bitumineuse, parce que ces charbons deviennent mous, et alors le brai est ajouté immédiatement avant ou immédiatement après que le charbon a traversé le four, ce qui réduit la quantité de brai nécessaire.
Le four vertical fixe comporte un cylindre en tôle à l'intérieur duquel le charbon est poussé en cascades sur une série de gradins, au moyen de raclettes portées par un arbre vertical ; au bas du cylindre se trouve un foyer. La difficulté est de ne pas sécher suffisamment le charbon, si l'on maintient le feu à une allure modérée ; si l'on active trop lefeu,le charbon s'enflammeàTintérieurdu cylindre.
Le four tournant de Molières est un four horizontal cylindrique supporté à ses deux extrémités et en son milieu par des couronnes en fonte roulant sur des galets. Le charbon est brassé à l'intérieur par une vis de transport munie d'ailettes. A l'une des extrémités est un foyer dont les flammes lèchent la surface extérieure du four, puis pénètrent à l'intérieur pour sortir par la chemi-
née. Le cylindre est muni d'un fond que traverse la trémie d'arrivée du charbon et le carnau de. sortie des fumées.
Le four Delautre est une modification du four tournant de Molières qui vient d'être décrit.
Comme lui, il se compose d'un cylindre horizontal rotatif où les charbons avancent progressivement sous l'elTet de palettes. Des gaz chauds circulent en sens inverse des charbons pour assurer le séchage.
Ces gaz, ainsi que la vapeur d'eau qui s'échappe des charbons, sont aspirés par un ventilateur. C'est Temploi de ce ventilateur qui parait être l'idée originale du four Delautre.
Avec un four de séchage, on peut, pour des houilles lavées à 6,5 0/0 d'eau en hiver et 5,6 0/0 d'eau en été, abaisser la teneur en humidité de 5 0/0, en consommant i tonne de houille, soit. 1,65 0/0 du poids des briquettes ; la quantité de houille traitée est de 60 tonnes par poste de dix heures.
Broyage du brai. — Dans beaucoup d'usines, on broie le brai au moyen d'un appareil à noix de 0°", 40 à 0°*, 50 de diamètre, tournant à la vitesse de 20 à 30 tours par minute, commandé par une courroie avec débrayage, afin d'éviter les avaries que peut amener la présence fréquente dans le brai de corps durs qui résistent à l'action de ce genre de broyeur. Quand on dispose d'un appareil de chauffage perfectionné, il n'est pas nécessaire de pulvériser le brai très finement, et le broyeur à noix suffit. Dans le cas contraire, on doit employer le broyeur à noix comme concasseur et finir le travail au broyeur Carr.
On doit proscire l'emploi, autrefois fréquent, des meules verticales tournant sur une aire en fonte autour d'un axe vertical placé au centre de cette aire. Ces appareils produisent peu et, en été, le brai chaud, se comprime sous la meule sans se pulvériser ; même en hiver, il faut cribler le brai au sortir de la meule et repasser tous les morceaux qui ne passent pas au tamis de 3 millimètres.
On doit mettre les broyeurs à l'abri des fours et des autres appareils susceptibles de les échauffer, parce qu'en été surtout le brai sec tend à se coller à l'intérieur des broyeurs dont la marche est alors ralentie ou même complètement arrêtée. On doit mettre autant que possible le dépôt de brai à l'ombre, quand on est forcé de le laisser en plein air, et, en été, il est bon de rentrer dans l'usine la quantité de brai nécessaire à douze heures de marche, en l'arrosant d'eau froide. Le brai est quelquefois tellement mou qu'on comboshblis industriels. 27
est forcé de le mélanger d*an tiers ou de moitié de houille pulvérisée avant de le faire passer dans le broyeur : dans ce cas, pour ne pas fausser le dosage, il faut tenir compte de cette addition de charbon au moment du mesurage.
Cuves à brai fondu. — On a vu au chapitre précédent qu'il y avait une économie notable à employer du brai fondu qu'on obtient en mélangeant du brai sec et du goudron : ce mélange est porté à la température de fusion, avant d'être incorporé au charbon pulvérisé. Pour éviter Todeur piquante résultant de l'emploi du brai fondu, odeur qui provient du goudron, il faut n'introduire dans le mélange que le goudron débarrassé de ses huiles légères. De plus, on ne doit employer que du brai sec dont la distillation a été poussée aussi loin que possible pour que la fumée soit complètement inodore.
Chaque presse à agglomérer estdesservie par une batterie de cuves de fusion qui peuvent affecter différentes formes. Dans beaucoup d'anciennes usines, on emploie de grandes cuves horizontales avec chauffage direct à la houille, qui ont.de 6 à 7 mètres de longueur, i à 2 mètres de largeur, 2 mètres à 2^fi0 de profondeur, et où Ton peut charger 9 à 18 tonnes de mélange comprenant 5 à 6.000 kilogrammes de goudron. On ne doit pas pousser trop rapidement la fusion qui dure de 12 à 20 heures, suivant la contenance des cuves. On peut évalua la dépense de combustible à environ 30/0 de la charge totale. II faut compter deux cuves de 9.000 kilogrammes pour une machine Biétrix donnant 70 tonnes par poste de dix heures ; on vide une des cuves pendant que la fusion s'opère dans l'autre. 11 faut avoir soin de maintenir le fond des cuves bien net, en le grattant après chaque opération, car il y reste toujours 200 à 300 kilogrammes de matières infusibles.
Dans des installations plus récentes, on a remplacé les grandes cuves de 20 tonnes employées par la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée, d'abord par des cuves rectangulaires de petite capacité (3 tonnes environ), puis par des réservoirs verticaux munis d'un arbre mélangeur à palette et chauffés par les flammes perdues des fours.
. Le brai fondu est envoyé J3ar une pompe dans un réservoir très élevé, d'où il est distribué directement dans les appareils de dosage. Dès que le réservoir est vide, on recharge pour une nouvelle opération. Grâce à l'emploi d'un agitateur mécanique, on peut diminuer
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les dimensions de l'appareil et la dépense de goudron, ce qui est très intéressant, puisque, le prix du goudron étant souvent plus élevé que celai du brai, il est indispensable d'en réduire la dose à la quantité strictement nécessaire poar fondre le brai sec dans de bonnes conditions.
Ailleurs, des cuves de 5.000 litres chauffées par la vapeur sont employées pour une production de 50 tonnes en dix heures avec une dépense de 15 à 200/0 de goudron. Ces cuves marchent concurremment d'une manière continue, et on j puise simultanément le mélange, sauf quand il est indispensable d'arrêter une des cuves pour les réparations ou nettoyages mensuels. Les cuves sont placées au sommet de Tatelier au-dessus des fours de chauffage. Ce dispositif est économique, car il dispense de l'emploi d'appareOs spéciaux pour élever le brai fondu jusqu'au nireau du charbon, auquel il doit être mélangé.
Moote-bfti. — On emploie, pour faire circuler le braf entre la cuve de fusion et le mélangeur, des monte-jus à vapeur comportant des réservoirs cylindriques; le brai liquide, soumis à la pression de la vapeur, s'élève par une tuyauterie plongeant dans le réservoir. On doh protéger soigneasement cette tuyauterie contre le firofd et lui donner une pente constante vers le réservoir, de façon à permettre aux tuyaux de se vider quand les appareils ne fonctionnent pas, pour éviter qu'ils ne soient obstrués par du brai solidifié à Ilntérieur, ce qui arrêterait Tusine. Dans le même ordre d'idées, il est prudent, au moment de la remise en marche des appareils, de réchauffer à Tavanceles tuyaux en y introduisant delà vapeur.
Dosage éa bnd. — Le mélange de brai et de houille doit être dosé avec le plus grand soin pour éviter la baisse de qualité des briquettes et une dépense de brai exagérée. 11 faut que ht pâte soit d'une homogénéité absolue, pour que la proportion de brai soit constante dans toutes les parties de chaque briquette. Une briquette ne contenant pas assez de brai se délite; si, au contraire, elle en contient trop, elle présente à l'intérieur des poches de brai, elle fume en brûlant et coûte cher à fabriquer.
Le dosage à la main, qui est le plus précis de tous, s'emploie dans len petites installations. On le réalise, en versant sur le sol des brouettes ou des wagonnets de capacité constante que Ton remplit de charbon, et en ajoutant à chaque brouette une caisse de brai. On mélange les matières à la pelle sur le sol ou en les vidant dans une
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trémie; le mélange est achevé ensuite par les norias et par les malaxeurs.
Quand on emploie le brai fondu, on mesure exactement le charbon dans un wagonnet et on ajoute le brai dans un seau de contenance déterminée. Le mélange de charbon et de brai est ensuite versé dans une trémie à valve; le tout pénètre alors dans le four de chauffage où le mélange se complète.
On peut aussi employer soit une roue à augetsqui puise le liquide dans un réservoir maintenu constamment plein, soit un système d'augets articulés fixés à l'extrémité d'un balancier auquel on imprime un mouvement de va-et-vient et dont un taquet d'arrêt provoque le renversement à chaque oscillation.
La vitesse des augets varie avec celle de la presse, puisqu'il n'y a qu'un seul moteur pour toute l'installation ; on règle la proportion du brai en faisant varier la capacité des augets et leur nombre, ou en donnant la commande par une poulie conique. Il faut maintenir les augets très propres pour que leur capacité ne diminue pas.
Le brai fondu doit être mélangé à du charbon déjà chaud, pour éviter que le brai ne se fige en donnant naissance à des boules qui se mélangeraient mal à la pâte et engorgeraient les augets. On chauffe le charbon, soit au moyeu de foyers placés dans le massif où débouche la vis d'amenée, ou encore au moyen d'un cylindre à double enveloppe chauffé par la vapeur d'échappement du moteur et placé au bas de la trémie à charbon.
Dans les usines marchant au brai sec, on emploie, comme appamis de dosage, deux chaînes à godets d'inégale grandeur, une petite pour le brai et une plus grande pour le charbon ; les raclettes, soulevées au passage par chaque godet, enlèvent tout l'excès de matière.
Ce moyen de dosage n'est pas infaillible, car le poids du charbon varie avec son degré d'humidité et son état de broyage ; de plus, le charbon humide encrasse les augets des chaînes et diminue leur capacité. On peut faire varier le dosage, en agissant sur les raclettes pour racler incomplètement les godets; mais Ton perd alors tous les avantages de précision du système.
Dans d'autres installations, on emploie soit des vis sans fin tournant à des vitesses variables, soit des distributeurs cylindriques à compartiments tournant sous les trémies.
Les installations Biétrix sont, en général, munies d'un appareil de
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dosage à soles tournantes consistant en un plateau circulaire placé au-dessous d'une trémie recevant soit le charbon, soit le brai, et à une faible distance de cette trémie, de façon que les matières, prenant leur talus naturel d'éboulement, bouchent Torifice d'écoulement. Une raclette réglable entame le cône de brai ou de charbon placé sur le plateau et, grâce au mouvement de rotation, fait tomber chaque matière dans une proportion que Ton peut facilement régler. Cet appareil, qui est d'un emploi assez commode, donne un dosage constant avec une surveillance très suivie. Il existe deux soles : une pour le brai et une pour le charbon. La vitesse des soles dépend de celle de la presse et varie avec elle, puisque le moteur est commun aux deux appareils. Quand l'appareil de dosage débite trop, on l'arrête de temps à autre pour laisser le malaxeur se vider en partie.
Appareil pour Vesêaï des brais de la Société des mines de Lens, — Cet appareil se compose d'un cylindre avec enveloppe, ouvert à sa partie supérieure, dans lequel on peut déplacer un piston supporté par une vis passant dans le fond du cylindre qui forme écrou et surmonté d'un chapeau sur lequel agit un levier supportant un contrepoids. Ce contrepoids est constitué par un seau que l'on peut remplir plus ou moins pour le charger. On met dans le cylindre le mélange de charbon et de brai en quantité suffisante pour confectionner une briquette de 25 millimètres de hauteur environ; la vapeur qui circule dans l'enveloppe chauffe le mélange ; on soulève le piston à l'aide de la vis de façon à soumettre la briquette en formation à une pression déterminée par le contrepoids. On chasse la briquette fabriquée en agissant sur la vis. On se sert du même appareil pour faire l'essai à l'écrasement en changeant simplement le chapeau et en chargeant le seau sans choc avec de l'eau. On peut avoir ainsi des indications pour le réglage des mélanges.
Appareils de malaxage. — Pour mélanger intimement le brai et le charbon en une pâte homogène et pour chauffer cette pâte à la température voulue avant le passage à la presse, on emploie des malaxeurs verticaux ou horizontaux.
Malaxeurs vertioaux. — Les malaxeurs verticaux consistent généralement en un cylindre de tôle en fer avec enveloppe de vapeur ; leur diamètre varie de 0'°,80 à i^jSO, et leur hauteur de 1",50 à 3 mètres. Le mélange de charbon et de brai, qui pénètre par le haut de l'appareil, est fortement brassé et poussé vers le bas par des bras horizontaux calés sur un arbre central faisant de 20 à 25 tours par
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minute. Le bras inférieur doit être calé très solidement sur Farbre et à une petite distance da fond du cylindre pour empêcher que la pflte ne s'y attache. Pour rendre le chauffage suffiaamment énergique, on injecte directement de la vapeur provenant aoit des chaudières, soit de réchappement des machines par un orifice voisin du fond ou, mieux, par plusieurs orifices placés à diverses hauteurs.
Ce mode de chauffage a Tinconvénient d'introduire dans la pâte une notable proportion d'eau. Car la vapeur des chaudières subit une forte détente au moment où elle arrive sur la pâte, et sa température s'abaisse à 100^. La condensation qui accompagne la détente rend la vapeur humide, et cette vapeur se condense partiellement. Si les malaxeurs sont hauts et étroits, on ajoute à la pâte de 2 à 40/0 d'eau.
Théoriquement, on pourrait chauffer i tonne de pâte à iOO^ en employant 4 à 5 kilogrammes de vapeur à lOO"", et la quantité d'eau introduite ne dépasserait pas i/2 0/0. En pratique, on emploie jusqu'à M kilogrammes de vapeur par i.OOO kilogrammes de pâte; on perd donc 00 0/0 de la chaleur contenue dans la vapeur, et on ajoute de 2 à 4 0/0 d'eau à la pâte.
On ne peut éviter cet inconvénient qu'en employant de la vapeur surchauffée, mais il faut alors employer une grande quantité de vapeur. Il faudra 50 kilogrammes de vapeur par tonne pour que la vapeur sorte du maxaleur saturée à 200^, après avoir abandonné sa chaleur de surchauffe.
Les surchauffeurs comportent généralement un jeu de serpentins en fonte ou en fer dans lesquels la vapeur circule et qui sont chauffés par un foyer spécial consommant i 0/0 de combustible ; la surface de chauffe des tubes doit être d'environ 2 mètres carrés par tonne fabriquée à l'heure. Avec des surchauffeurs trop hauts, on brûle souvent les tubes inférieurs; avec les appareils très larges, le combustible est mal utilisé. 11 faut donc se tenir dans la moyenne. La figure 138 représente un surchauffeur à tuyaux en fonte de 14 mètres carrés de surface, servant à assurer une fabrication de 8 tonnes de pête à l'heure.
Si Ton chauffe trop la pâte, le brai se volatilise en partie, ce dont on s'aperçoit à l'odeur piquante de la vapeur qui se dégage au-dessus du malaxeur.
Les surchauffeurs sont très employés, car ils permettent de n'augmenter que très peu l'humidité de la pâte pendant son pas-
sage dans le malaxeur; ils sont surtout à recommander avec des charbons très secs ou peu humides, de manière à ne pas introduire plus de 5 0/0 d'eau dans la pâte. Avec des charbons mouillés, ces appareils sont moins avantageux, car ils ne peuvent les sécher suffisamment. Dans beaucoup d'usines, on les emploie comme appareils de secours, et on les fait fonctionner par intermittence, quand on traite des charbons très humides.
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Fio. 138. — Surchauffeur de vapeur.
Malaxeurs horizontaux. — Les malaxeurs horizontaux comportent Qne auge demi-cylindrique avec ou sans enveloppe de vapeur contenant une vis de transport. On introduit la vapeur par jets sur toute la longueur de Tauge par de petits orifices. On calcule la dimension des malaxeurs horizontaux de manière que la pâte y séjourne dix minutes.
Il se produit à la partie supérieure des malaxeurs cylindriques une évaporation très avantageuse ; il ne faut donc pas couvrir Torifîce supérieur de l'appareil, car on constate que Thumidité de la pâte augmente de 1 i /2 0/0. Il est également avantageux, pour sécher la pâte, de la faire circuler dans des auges découvertes avec vis de transport. Quand on emploie des charbons très humides et que la presse est à pression instantanée, tous ces moyens sont insuffisants,
et il faut avoir recours aux fours. Cependant on a obtenu de bons résultats avec une auge horizontale très longue munie d'une enveloppe de vapeur et d'une vis de transport dans laquelle la pâte est en môme temps chauffée par la vapeur et soumise à Taction d'un courant d'air énergique fourni par un ventilateur. L'enveloppe de vapeur maintient la pâte chaude, et on obtient ainsi un séchage très efficace.
Fours de chauffage de la patb. — Les principaux fours employés sont le four Marsais et le four Biétrix.
Four Marsais. — Dans le four horizontal à section elliptique Marsais [fig. 139], les parties chauffées par la flamme sont en briques réfractaires ; le mélange de charbon et de brai fondu que Ton introduit par charges de 700 à 800 kilogrammes est brassé par des palettes montées sur un arbre horizontal. On commence par chauffer la pâte pendant un quart d'heure ou plus, suivant son degré d'humidité, en tenant ouvert le registre inférieur qui est commandé par une vis mue mécaniquement, et la charge tombe dans la trémie; on referme ensuite le registre au-dessus duquel on dispose de suite une nouvelle charge. Le four est chauffé à la houille à la fois par transmission à travers les briques réfractaires et par contact direct avec les flammes.
Le four Marsais absorbe une force motrice de 8 chevaux environ et consomme en combustible 7 0/0 du poids des briquettes, dont 20/0 pour le four lui-même et 5 0/0 pour le chauffage des chaudières. La production est de 70 tonnes par poste de dix heures.
Le charbon est chauffé énergiquement et régulièrement, dès qu'on pousse un peu le feu. Il se produit une volatilisation sensible du brai, et on réalise une économie qui peut atteindre 1/2 0/0 en ajoutant le brai au charbon chaud au sortir du four. La consommation de combustible varie suivant l'humidité de la pâte et suivant le degré de dessiccation que l'on veut obtenir. En ramenant l'humidité de 8 à 3 0/0, on dépense environ 3 0/0 du poids de briquettes fabriqué par jour. Avec du combustible dont le pouvoir calorifique est de 6.500 calories, ce four utilise 26 0/0 de la chaleur dégagée au chauffage de la pâte et à la vaporisation de l'eau. Ce rendement est meilleur que celui des malaxeurs à vapeur, qui est souvent inférieur à 10 0/0 de la chaleur dépensée. Cependant le mélange du charbon et du brai n'est pas très
intime dans le four Marsais, et, dans les usines marchant au brai sec, il faut mélanger intimement le charbon et le brai avant Tintroduc-
Fio. 139. — Four Marsais.
tion de la pâte dans le four ; de même, si Ton marche au brai fondu, il faut chauffer légèrement le charbon et triturer soigneusement le mélange avant d'introduire le tout dans le four.
Fcmr Biétriœ. — M. CoufBnhal, de la maison Biétrbc, a créé un type de four qui paraît devoir remédier à quelques-uns des inconvénients signalés [fig, 140).
Ce four, de forme circulaire et également chauffé à la houille, se compose d'une plate-forme tournante de 4 à 6 mètres de diamètre,
Fio. 140. — Four Biétrix.
montée sur un arbre vertical et dont le mouvement est solidaire de celui de la machine à agglomérer. Cette plate-forme, qui tourne à raison de 3 à 4 tours par minute, est entourée d'une maçonnerie qui est elle-même maintenue par une enveloppe de tôle, et sur laquelle repose une voûte en forme de calotte sphérique, laissant passer au centre un cylindre en fonte avec un axe muni de palettes. Un foyer latéral permet d'obtenir à l'intérieur du four la température nécessaire à Télimination de l'eau et à la fusion du brai.
Les flammes, après avoir léché la surface supérieure du mélange étendu sur la sole et chauffé la voûte qui agit ensuite par rayonnement, passent au-dessous de la sole à Topposé du foyer par deux conduits en fonte et de là se rendent à la cheminée.
Autour de Tenveloppe du four sont ménagées six ouvertures. Le charbon est amené automatiquement au centre de la table au moyen d*une vis d'Archimède montée sur Taxe de la table tournante. Quatre ouvertures servant à introduire des raclettes dirigées suivant le rayon et munies de picots qui retournent la matière, la brassent et permettent au brai de fondre et au charbon de se chauffer d'une manière uniforme : toutes les parties de la masse se présentent successivement au contact de la flamme et de la sole.
En face d'une cinquième ouverture, se trouvent deux barres, Tune fixe, Tautre mobile, qui, à Taide de cloisons articulées, disposées comme des lames de persiennes que Ton peut incliner plus ou moins, amènent peu à peu la matière du centre à la circonférence en la brassant. Ces persiennes ont aussi pour but de régler l'épaisseur de la couche et, par suite, le temps de séjour du mélange sur la sole.
Une autre raclette, manœuvrée par une tringle placée au dehors du four, prend la matière au centre, l'amène dans la zone d'action précédente et règle le débit.
La sixième ouverture sert à la sortie de la pâte convenablement chauffée et brassée.
Enfin des arrêts empêchent le charbon qui n'est pas sorti par l'ouverture normale de tomber sous la sole.
Ces ouvertures servent aussi de regards pour suivre la marche régulière de l'opération.
L^ensemble du four est construit sur un massif en maçonnerie, évidé pour laisser le passage à l'arbre et aux engrenages de commande de la sole. Le foyer et toute la partie supérieure de l'appareil se font en briques réfractaires.
La température des gaz dans le four varie de 100° à 200^, température en elle-même suffisamment élevée pour porter le charbon au rouge, s'il n'était pa& continuellement tourné et retourné et, de plus, protégé par la couche de vapeur qu'il émet. Cette même vapeur a encore l'avantage de retenir dans le charbon les gaz utiles.
Lorsque le four à sole tournante est bien conduit, la pâte doit sortir à une température voisine de 95^, qui convient parfaitement à 1 agglomération.
Un four à sole de ^"'tSO de diamètre permet de préparer 35 tonnes en dix heures; la sole fait 6 tours par minute. Le four de 4 mètres et le four de ^^'fiO de diamètre peuvent donner une production respective de 60 et de iOO tonnes en dix heures ; le nombre de tours de la sole est, pour le premier, de 4 à5 tours, pour le second de 3 1/2 -k 4 tours par minute.
Pour une production plus considérable, on peut employer des fours à soles superposées ; le charbon arrive à la circonférence de la sole supérieure, est conduit au centre et tombe sur la seconde sole, disposée comme il a été dit plus haut.
Bien que le four Biétrix exige peu de force motrice et fonctionne d'une manière continue, il a le défaut de donner un chauffage moins énergique que le four Marsais, et le charbon qui reste immobile entre deux bras successifs s'enflamme facilement. Il demande Tattention •continue d'un chauffeur et consomme environ 18 kilogrammes de combustible par tonne de charbon séché. On estime que les frais de séchage par ce four représentent de 1 à 1/2 0/0 du brai utile économisé par son emploi. Le prix du four Biétrix est d'environ 18.000 francs, •complètement monté.
Chargement des briquettes. — Il est peu avantageux de charger directement les briquettes en wagon au sortir de la presse, car les briquettes, encore molles et chaudes, se cassent alors en deux ou se fendillent. Pour éviter ces déchets, il est préférable de refroidir les agglomérés à Tair avant de les charger. A cet effet, on les fait tomber, au sortir de la presse, sur des toiles de transport, dont la longueur atteint souvent 20 mètres. Ces toiles sont, en général, formées de vieux câbles, ou de bandes en aloès ayant 2 centimètres d'épaisseur. Leur vitesse, qui correspond au débit de la machine, est de 15 à 30 centimètres par seconde.
Oénérateurs de vapeur. — On peut choisir comme générateur une chaudière de type quelconque, et le. choix est d'autant plus facile que, l'allure de la marche des usines à agglomérer étant très régulière, on peut avoir recours aux chaudières multitubulaires ou aux chaudières à petits éléments dont il existe un grand nombre de modèles donnant des résultats également bons. Les Compagnies de mines qui installent des ateliers d'agglomération à proximité des puits et des lavoirs ont tout intérêt à brûler dans les foyers des chaudières de leurs usines à briquettes les déchets des autres ateliers de préparation des charbons, boues, schlamms, et autres résidus de lavage, charbons
OUTILLAGE DES USINES A AGGLOMÉRER 39g.
barrés et schistes peu cendreux provenant des ateliers de triage.
La surface de chauffe à prévoir peut être évaluée en moyenne à 15 mètres carrés par tonne de briquette produite par heure de marche. On dépense davantage quand on utilise pour le chauffage la vapeur empruntée directement aux générateurs, au lieu d'employer la vapeur d*échappement des machines ou des fours. D'ailleurs, la surface de chauffe nécessaire ainsi que la consommation de combustible varient dans une assez forte proportion avec le fonctionnement plus ou moins parfait des machines à vapeur et des presses elles-mêmes.
La consommation de combustible par tonne de briquettes fabriquée varie de 20 à 60 kilogrammes suivant les installations. ATusine de Chasse, elle est de 20 kilogrammes.
Force motrice. — Toute machine robuste, pourvue d'un bon régulateur, peut convenir pour une usine à agglomérés. Il est prudent d'éviter les engrenages pour la commande qui doit s'opérer autant que possible par courroie : on empêche ainsi les ruptures pouvant provenir de Tintroduction accidentelle d*un corps étranger dans les organes des presses, des broyeurs ou des malaxeurs.
Les presses à manivelle et à moule fermé absorbent moins de force motrice que les presses à moule ouvert et à frottement latéral du type Evrard. On ne peut donc rien dire de précis sur la puissance à prévoir pour le moteur. Dans le cas de la machine Mazeline, le moteur ne commande que les organes accessoires, tels que les broyeurs, malaxeurs, etc.
En pratique, on peut compter que la puissance du moteur d'une usine à briquettes doit varier entre 4 et 8 chevaux par tonne de briquette fabriquée à Theure.
Exemples d'installation. — Nous donnons ci-après quelques indications sur le plan suivi dans certaines usines pour la réalisation des agglomérés. Nous nous bornons à un ou deux types, les circonstances locales pouvant faire varier à l'infini les plans des usines.
Atelier Middleton. — Dans le dispositif Middleton, tel qu'il est représenté par la figure 141, la houille est versée dans la trémie principale de l'élévateur B, qui la monte dans la grande trémie du mesureur C. Le brai employé est mis, en sortant du wagon, sur une plate-forme, d'où il va dans la petite trémie du mesureur C, après être passé dans un concasseur mécanique. C'est alors que se
fait le mélange des matières, dans des proportions relatives que Ton peut varier à volonté en changeant les roues qui règlent la vitesse de Thélice. La houille et le brai, réunis dans le mesureur, passent ensemble au broyeur D, qui les écrase et les mélange intimement; puis, un élévateur E les prend et les porte sur une crible F, qu'ils traversent avant d'arriver au réchauifeur vertical G. Le crible F sert à arrêter toute la houille non broyée ou les matières étrangères dures, qui retournent sur la table disposée près du broyeur D. Après le réchauffeur vertical G, les matières chauffées par la vapeur traversent la machine H, qui les moule en briquettes et arrivent sur le tablier mobile I, qui, suivant les besoins, les conduit au magasin ou dans la cour. La vapeur est injectée directement dans le réchauffeur G.
Une fois entrées dans leurs trémies respectives, les matières n'exigent plus aucune manipulation, mais traversent la machine automatiquement. Les ouvriers nécessaires sont : un homme pour alimenter la machine de houille; un autre homme pour Talimenter debrai ; un homme pour surveiller la machine; un pour aider aux divers services ; trois gamins pour enlever les briquettes. Ce personnel est celui d'une fabrique ayant une seule machine à briquettes, et produisant 5 tonnes par heure. Les frais de main-d'œuvre sont évalués à 0 fr. 45 par tonne.
La dépense de vapeur est estimée àOfr. 26 par tonne. Une usine à deux machines, produisant 10 tonnes par heure, n'a besoin que d'un conducteur de machine et de trois gamins, car le reste du travail se fait mécaniquement; les frais de main-d'œuvre sont évalués, en ce cas, à 0 fr. 36 par tonne.
La force motrice est fournie par un moteur ayant un cylindre de 0^,355 recevant de la vapeur à la pression de 4^',2â par centimètre carré dans la chaudière ; pour une production de 10 tonnes, il suffit d'un cylindre de 0",406. La chaudière doit être un peu plus forte que ne l'exige le moteur, puisqu'il faut de la vapeur pour chauffer les matières premières ; celles-ci ne sont pas chauffées pendant la compression de la briquette.
Ateliers de Blansy. — Un des ateliers comprend trois presses RévoUier avec fours à sole tournante.
Les menus pulvérulents (0 à 9 millimètres) venant des bâches d'égouttage sont amenés dans des wagons de il hectolitres versés dans une fosse et repris par une noria qui les remonte à l'étage supérieur.
Une seconde noria, placée symétriquement, à Tautre extrémité de l'atelier, prend le brai broyé à sa sortie d'un broyeur Carr, et le monte de même à l'étage supérieur.
Le mélange, brai et charbon, est chauffé dans un malaxeur à enveloppe et à injection de vapeur surchauffée. A sa sortie du malaxeur, après un séjour de huit à dix minutes, le mélange chaud (90** à 95**) tombe dans les moules pour être soumis à la compression. Un moule contient 30 briquettes de 5^»,900, soit 175 à 180 kilogrammes par presse.
Une presse fait environ 8 tonnes à l'heure.
La compression, commencée par les pompes à basse pression où l'eau est comprimée à 45 kilogrammes et achevée avec les petites pompes à haute pression, où l'eau est comprimée à 350 kilogrammes, est d'environ 100 à 110 kilogrammes par centimètre carré. La production de l'atelier est de 250 à 260 tonnes.
Un autre atelier, comprend quatre presses Biétrix avec fours Biétrix à réverbère et à sole tournante. Une de ces presses est disposée pour faire à volonté des briquettes perforées ou pour mettre en mouvement une presse à boulets ou grelats comprimés.
Le charbon amené des bâches d'égouttage est monté par des montecharges à la partie supérieure de l'usine. Il en est de même pour le brai, broyé dans un atelier spécial. Charbon et brai sont versés dans des trémies séparées. Sous les trémies, des doseurs rotatifs à diaphragmes, à vitesse variable, forment le mélange brai et charbon dans la proportion voulue. Le mélange est amené par une vis sans fin, dans le four à feu nu, où des appareils mélangeurs le brassent en le poussant du centre à la circonférence ; repris ensuite dans une vis inclinée qui le remonte dans un malaxeur, il finit par tomber dans les alvéoles de la presse.
Une presse fait de 23 à 26 briquettes par minute, d'un poids de 6 kilogrammes à 6''«,400, soit 8.000 à 9.000 kilogrammes par heure.
La compression varie de 130 à 140 kilogrammes par centimètre carré-
On emploie le brai fondu mélangé avec 8 à 10 0/0 de goudron. Le brai, grossièrement concassé, est mélangé au goudron dans une chaudière à double enveloppe, d'où il est amené, après fusion, dans un réservoir muni d'un doseur qui le distribue dans deux malaxeurs.
Le charbon, séché et chauffé dans le four, est remonté dans les malaxeurs par une noria. Le mélange tombe de là dans le malaxeur de la presse, qui achève le pétrissage.
La production de l'atelier est de 260 à 270 tonnes pour trois presses ordinairement en marche.
Pour le chargement et remmagasinage des briquettes, un traînage mécanique sur lesquels sont mis les chariots au sortir des presses, dessert chacune des usines.
Prix de reyient. — Le prix de revient de la fabrication des agglomérés comprend trois éléments : i^ le prix de la houille à agglomérer; 2® le prix du brai ; 3* les dépenses de fabrication : main-d'œuvre, fournitures et entretien.
On ne peut rien dire de fixe ni de précis au sujet du prix des houilles, qui varie suivant les bassins et les époques. Les frais de lavage interviennent, le lavage étant toujours nécessaire.
La main-d'œuvre est très variable aussi, suivant que Ton considère une usine moderne ou une ancienne usine où les opérations ne se font pas toutes mécaniquement et où le matériel est vieux et compliqué. Dans les usines récemment installées, tout se fait mécaniquement. Les frais de main-d'œuvre peuvent être estimés de 0 fr. 60 à 1 fr. 10 par tonne, déchargement du charbon et chargement des briquettes compris.
n est indispensable de choisir une presse robuste et bien construite, car les frais d'entretien des appareils, qui sont de 0 fr. 25 au minimum, peuvent atteindre, dans certains cas, i ou 2 francs.
D'après M. Rossigneux, voici un exemple de frais de fabrication dans une usine du Nord de la France fabriquant 250 tonnes par jour avec deux presses Biétrix pourvues de fours Biétrix.
main-d'œuvre
Surveillance 0^,04
Manœuvre des wagons 0 ,03
Déchargement du brai 0 ,05
— du charbon 0 ,06
Broyage > 0,17
Fabrication 0 ,21
Chargement des briquettes 0 j08
Travaux divers 0 ,06
Chauffeurs machinistes 0 ,10 0',80
MATIÈRES
Huiles et graisses 0^09
Objets divers 0 ,07
Entretien des machines 0 ,10
Charbon pour machines et fours (6 fr. la tonne). 0 ,31 0',57
403 COMBUSTIBLES INDUSTBIELS
Dans une usine du Nord de la France munie de quatre presses hydrauliques RévoUier à plateau tournant, produisant 250 tonnes en tout par poste (marche au brai sec« chauffage à la vapear] les dépenses sont les suivantes :
main-d'œuvrb
Surreillance 0',06
Manœuvre des wagons 0 ,06
Déchargement du brai 0 ,05
— du charbon 0 ,11
Broyage 0 ,08
Fabrication 0 ,42
Chargement des briquettes 0 ,08
GhaufTeurs, divers 0 ,20 l',06
MJLTlilLBS
Huiles et graisses 0^41
Bois, métaux 0 ,07
Chevaux pour wagons 0 ,07
Objets divers 0 ,15
Réparations 0 ,40
Charbon pour chaudières 0 ,35 1^15
Dans des usines très bien installées du Nord de la France avec presses Bourriez très robustes, la main-d'œuvre est comprise entre 0 fr. 60 et 0 fr. 65 la tonne.
Dans une usine du Gard installée avec presse Veillon, séchage au four cylindrique^ chauffage à la vapeur et marche au brai sec, on a obtenu les résultats suivants pour une production de 2.400 tonnes par mois :
main-d'œuvre
Fabrication 0',28
Chauffeurs 0 ,08
Entretien des bâtiments et appareils 0 ,40
Manutention et mise en stock 0 ;25 i^01
MATIBRKS
Charbon pour fours et chaudières (4 fr. la tonne). 0^,47
Entretien 0 ,40
Éclairage, laboratoire 0 ,04
Manutention et mise en stock 0 ,12 1^03
Dans une vsine du Midi de la France comportant une presse Mazeline double avec chauffage à la sapeur et trois machines Biétrix avec foor on a les frais suivants :
hain-d'œuvre
Surveillance 0',02
Laboratoire 0 ,02
Fabrication 0 ,34
Entretien des machines 0 ,13
Entretien des bâtiments 0 ,04
Matériel roulant 0 ,06
Chauffeurs 0 ,09
Manutention des matières 0 ,05 0^,75
■ATliRES
Charbon pour fours 0',lî
Graissage 0 ,04
Entretien des machines 0 ,12
Entretien du matériel roulant 0 ,03
Charbon pour chaudières 0,84
Entretien des chaudières 0 ,08 i',24
A Tusine des Sables-d'Olonne, le prix de revient peut s'établir comme suit. (On suppose une marche de trois cents jours par an avec une fabrication quotidienne de 45 tonnes pour deux machines.)
La fabrication totale annuelle sera :
45» X 300 = 13.500 tonnes.
Les dépenses annuelles sont les suivantes :
Intérêt du capital 30.000 francs 5 0/0. . . 1.500 francs
Amortissement du capital, 1/20 1.500
Entretien et réparations, graissage, etc. 1.500
Main-d'cravre, 300 journées à 38 fr. 50. . 11.500 Consommation, combustible, 225 tonnes
à 20 francs 4.500
Direction et frais de bureaux 3.500
Total 24.000 francs
soit par tonne fabriquée :
La dépense de brai varie énormément suivant le cours du brai, la proportion employée et remplacement des usines.
Dans une usine placée sur le littoral français, c'est-à-dire à proximité de l'Angleterre, pays producteur du brai, et employant 8 à iO 0/0 de brai à 30 francs la tonne, on aura par tonne i fr.50 pour la main-d'œuvre, et les matières plus 2 fr. 40 de brai, soit 3 fr. 90. Si l'on travaille à 6 0/0 de brai on réduira le prix à 3 fr. 30.
Dans une usine de l'intérieur, on aura par tonne de briquettes 2 fr. 50 de main-d'œuvre et matières, et 6 fr. 30 de brai (9 0/0 de brai à 70 francs la tonne), soit, en tout, 8 fr. 80, ce qui est un maximum qui ne doit jamais être dépassé.
Voici enfin, à titre de renseignement, le prix de revient d'une tonne de briquettes dans une fabrique anglaise produisant 80 tonnes par jour :
Prit Prix
par tonne, par tonne
Main-d'œuvre, y compris la mise en tas (si elle — —
est nécessaire) 0^805
Huile et graisse 0 ,030
Combustible pour chaudière 4 ,200
Ingrédients divers 0 ,050 1',08d
Prix par 80 tonnes.
Fines et poussiers de charbon 417^50
Brai (8 tonnes) 252 ,00
669',50 8^365 Amortissement, dépréciation à 7 0/0 0 ,250
Prix total par tonnb 9',700
Comme frais de premier établissement on peut compter qu'une usine complète, pour 220 tonnes par 24 heures, coûte environ 700.0Q0 francs, en comprenant une presse Bourriez double avec moteur Corliss de 50 chevaux, quatre générateurs à foyer intérieur de 50 chevaux, un lavoir composé de deux bacs à grains et de six bacs h feldspath et 16 tours d'égouttage. Dans ce prix sont également Ci^mpris des frais accessoires, tels que construction de Tusine et de ses voies ferrées, magasins, écuries, forge, menuiserie, bascule, trois maisons d'employés et sept d'ouvriers, grue de chargement, une locomotive et quatre wagons.
Considérations générales. — Classification des appareils de compression. — Premier type, — Roues tangent ielles. — Presse David. — Deuxième type. — Presses à moules fermés. — Presse Marsais. ~ Presse Middieton. — - Presse Réyollier. — Presse Révollier modifiée. — • Presse Durand et Marais. — Presse Dupuy. — Presse Mazeline. — Presse Stevens. — Presse Yeadon.
Considérations générales. — La première et principale qualité d'un appareil de compression est de pouvoir donner aux agglomérés une densité convenable. Or cette densité est d'autant plus uniforme que Tépaisseur des briquettes est plus faible. On a constaté que des briquettes rectangulaires, dont les dimensions transversales étaient de 0^,^9 sur 0*°,!^) présentaient sur les faces supérieure et inférieure une différence de densité de 5 0/0 (1,21 à 1,16) pour une épaisseur de 0",5, tandis que cette différence n'était plus que de 1 0/0 (1,20 à 1,29), lorsque la hauteur des briquettes était réduite à 0'",41, et leurs dimensions transversales amenées à 0™,30 sur 0°*,24.
Cette différence de densité tient à ce que l'effort de compression exercé sur l'une des faces ne se transmet que très imparfaitement au travers de la pâte dont se composent les briquettes ; une grande partie de cet effort se trouve détruite par le frottement qu'exerce cette pâte sur les parois du moule. En comprimant du menu sec dans un tube cylindrique en fonte de 0",08 de diamètre et 0'",03 d'épaisseur, ce tube éclate dès que sa longueur dépasse 0°',35 à 0'°,40. De cette expérience on a déduit que le coefficient de frottement du menu sec sur la fonte polie devait être 0,70 environ. En partant de ce coefficient, on trouve qu'une pression de 50.000 kilogrammes, exercée sur Tune des faces d'une briquette rectangulaire de 0™,25 sur 0™,30 est réduite à 8.500 kilogrammes, ou au sixième environ, sur l'autre face, lorsque l'épaisseur est deO°^,lo.
De ces expériences, on peut tirer les conclusions pratiques suivantes, au point de vue des machines destinées à produire Tagglomération.
La pression fournie par la machine de compression doit être au moins de 100 kilogrammes par centimètre carré, et même dans certains cas, pour les charbons grenus et durs, il convient qu'elle atteigne 140 ou 150 kilogrammes.
Pour une section tranirversale, comprise entre 4 et 500 centimètres carrés, Tépaisseur doit être notablement au-dessous de 0",15 et ne pas dépasser, par exemple, 10 ou 11 centimètres. Si Ton veut donner aux briquettes une section moindre, il faut également diminuer leur épaisseur.
Au point de vue de Tuniformité de la densité et de la réduction du frottement au minimum, la forme la plus avantageuse est évidemment la forme circulaire; dans le cas où Ton emploie des moules rectangulaires, il convient, tout au moins, d*arrondir les angles.
Les opinions sont diverses quant à la nécessité d'employer la double compression.
M. R. Middleton est d'avis que la compression simple sur une briquette ne doit pas produire tout TefFet attendu, et que la compression double est indispensable pour obtenir un produit homogène. Le dessous de la briquette est toujours plus mou que le dessus, c'est pourquoi la double compression doit être appliquée ; la partie la plus molle de la briquette est alors le milieu. La double compression permet d'arrondir les angles des briquettes et, par suite, de diminuer les difficultés de manutention et le déchet.
M. Arthur J. Stevens ne partage pas l'opinion de M. Middleton, car il constate que, dans le sud du Pays de Galles, les briquettes sont fabriquées sans exception avec des machines à simple compression. De plus, en cassant des briquettes en deux, il a constaté que la différence de densité entre le côté recevant la compression et le côté opposé n'était pas si grande qu'on pourrait le croire. L'avantage de la compression simple, contrairement à l'avantage théorique de la double compression, consiste en ce que chaque moule peut être disposé pour recevoir un piston de compression, de sorte que Texactitude du mouvement de la table n'est pas nécessaire. Cette exactitude est, en effet, difficile à réaliser, car les crasses et les débris sHntroduisent dans le mécanisme d'avancement et poussent la table en avant un peu plus vite qu'il ne faudrait.
MM. Yeadon sont partisans de la double compression et de la sup-
APPABEILS BE CX>MPR£SSION 408
pression des angles vifs qui, d'après eux, a l'avantage de réduire à un minimam la quantité de déchet dans la manutention et le transit.
A quelle pression la pâte doit-elle être soumise? En Allemagne, la pression varie de 70 à 80 kilogrammes par centimètre carré. M. Stevens conseille environ 120 kilogrammes par centimètre carré, et MM. Yeadon, M. Robert Middleton et M. Durable recommandent tous 315 kilogrammes par centimètre carré.
Il semble résulter des constatations faites que la pression doit être réglée suivant l'espèce de charbon et de matière agglomérante employés. Si le charbon est friable et gros, une légère pression suffira ; si Ton employait une forte pression dans un tel cas, on écraserait trop le charbon. Si Ton emploie du charbon menu, la pression doit être forte ; il en sera de même lorsqu'on emploiera un mélange de farine et de chaux comme matière agglomérante ou quand on emploiera du charbon sans matière agglomérante. Les faibles pressions conviennent quand on emploie une grande quantité de brai pour Tagglomération. Les machines doivent donc pouvoir être susceptibles de produire des pressions variables, et on devra adopter la pression la plus convenable suivant chaque cas.
Cîlassification des appareils de compression. — II est indispensable de classer les machines; mais c'est une opération difficile, car elles diffèrent beaucoup les unes des autres. M. William Colquhoun les a classées en trois catégories :
1^ Presses à simple compression ;
^ Presses à double compression ;
3** Presses tangentielles.
Cette classification est incomplète, car il existe des machines qui produisent des briquettes rectangulaires, cylindriques, ovoïdes, ou des boulets. Certaines machines ont des tables horizontales et d'autres des tables verticales ; d'autres n'ont pas de tables du tout. Enfin il y a des presses à moules fermés et d'autres à moules ouverts. La classification ci-dessous tient compte de ces divers éléments :
1^ Machines à roues horizontales ou à plateau automobile ;
â"* Machines à roues tangentielles ;
3^ Machines à pistons et moules ouverts ;
4^ Machines à pistons et moules fermés.
La classification à laquelle nous nous arrêterons est plus complète encore et fait intervenir tous les éléments de construction ou de fonctionnement des presses.
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