DOSAGE DU FER

possible le contact de Tair. Lorsque la liqueur s'est décolorée, on la laisse reposer quelque temps dans le ballon bouché ; on décante la liqueur claire, on recueille rapidement le précipité sur un filtre, et on le lave à l'eau bouillante. La liqueur renferme le protoxyde de fer ; on le fait passer à l'état de sesquioxyde, au moyen du chlore, et on le précipite par un excès de carbonate de soude.

§ 804. Il est difficile, cependant, d'éviter qu'une portion du protoxyde defer ne sechange en sesquioxydeparl'absorption de l'oxygène de l'air. Il est plus exact d'employer une autre méthode, qui peut être utilisée dans un grand nombre de circonstances. Si l'on verse une dissolution de permanganate de potasse dans une dissolution d'un sel de protoxyde de fer, ou dans du protochlorure de fer, le permanganate se décolore immédiatement parce qu'il se décompose en protoxyde de manganèse et en potasse, qui se combinent avec l'acide, et en oxygène qui fait passer le protoxyde de fer à l'état de sesquioxyde. La décoloration du permanganate de potasse a lieu tant qu'il reste encore du protoxyde de fer dans la liqueur. Mais, aussitôt que ce protoxyde s'est changé complètement en sesquioxyde, la moindre goutte de la dissolution de permanganate de potasse donne à la liqueur une couleur rouge très-prononcée, car ce sel a un pouvoir colorant considérable. Si la dissolution de permanganate de potasse est titrée, il suffit de mesurer exactement la quantité qu'il a fallu en verser pour obtenir une coloration rouge persistante, et on peut en conclure immédiatement la quantité de fer qu existait à l'état de protoxyde.

Le permanganate de potasse que l'on emploie pour former la dissolution titrée, se prépare en chauffant pendant deux heures, à une chaleur inférieure au rouge sombre, dans un creuset de terre, un mélange de 2 parties debioxyde de manganèse, 3 parties de potasse caustique et 4 partie de chlorate de potasse. On concasse la masse après le refroidissement; on la traite par 3 ou 4 fois son poids d'eau, et on filtre la liqueur sur de l'amiante pour séparer le sesquioxyde de manganèse. On ajoute à la liqueur de l'acide azotique faible jusqu'à ce qu'elle ait pris une belle couleur rouge violacé. On conserve cette dissolution dans un flacon bien bouché, car elle serait altérée promptement par les poussières organiques qui nagent dans l'air.

11 s'agit maintenant de déterminer le titre de cette dissolution. A cet effet, on pèse très-exactement 4 gramme de fil de fer de clavecin, bien brillant. On le dissout dans 25 centimètres cubes d'acide chlorhydrique, puis on étend la liqueur d'eau récemment bouillie, de manière à lui faire occuper à peu près le volume de 1 litre. D'un autre côté, on prend iOO divisions de la dissolution de permanga-

nale de potasse, dans une burette graduée (fig. 477), et on les verss rig.w. dans le vase B (fig. i78) qui renferme le protochlonire de fer, en imprimant un mouvement gyratoire pour facililer le mélange. On contitiiie à ajouter, par petites portions, de cette dissolution de permariganale, jusqu'à ce que la liqueur prenne une teinte rose persistante. On note le nombre de divisions et de fractions de division qu'il a fallu verser pour arriver à ce résultat. Supposons qne ce nombre soit 70°, 5; on en conclura que 73", 5 de la dissolution de permanganate correspondent à t gramme de fer métallique existant à l'état de protochlorure, et, par Bulle, que i' de permanganate correspond à Ob', 01311 de i8' fer métallique.

Cela posé, pour analyser une substance qui renTcmn à la fois du protoxyde et du se^uioxyile de fer, on an dissout 1 gramme dans l'acide clilorhydrique; DR ' étend d'eau bouillie la liqueur, de façon à lui faire occuper le volume de i litre environ ; puis on y verse avec précaution la dissolution (ilrée de permanganate de potasse jusqu'à ca que la liqueur prenne une teinte rose. Supposons qu'il ait fallu verser pour cela SSd,0 de la dissolution de permanganate ; le granŒW de substance soumise à l'analyse renfermera 33,0 X 0^,Qmi, oi Ob',291 de fer, y existant à l'état de protoxyde, ou enfin OP.iHit protoxyde de fer.

11 faut déterminer maintenant la quantité de fer qui existe à l'état de sesquioxyde. On peut y arriver facilement, en suivant le siËme procédé. On dissout encore 1 gramme de la matière dans l'acitte chjorbydrique concentré, puis on verse dans la dissolution, aucceesivement et par petites portions, i grammesde sulRte de soudedissous dans une petite quantité d'eau. L'acide sulfureux qui devient libra par la réaction de l'acide clilorhydrique sur le sulfite alcalin, Iran»forme le perchlorure de fer en protochlorure, de sorte que tout le fer de la substance se trouve alors dans ladissolution à l'état de pretochlorure. On fait bouillir la liqueur pour chasser l'excès d'acide sulfureux, on l'étend d'eau jusqu'à ce qu'elle occupe le volume de \ litre environ, et l'on verse i a dissolution titrée de permanganate. Supposons qu'il ait fallu ajouter 36°, de la burette, pour obtenir la coloration rose persistante ; on en conclura que la substance renferme 36,0 X 0B',13ai, ou 0,477 de fer métallique. Or, nous avow déjà trouvé qu'elle contenait 0,291 de fer à i'état de protoxyde, il y en a donc Oe',186 à l'état de sesqnioxyde, ce qui correspond à 0«',S66 de sesquioxyde.

§ 805. Les seuls minerais de fer sont les oxydes et le carbonate de protoxyde. Les sulfures de fer, bien que très-abondants dans la nature, ne servent point à l'extraction du fer; leur traitement serait trop dispendieux et ne donnerait qu*un métal de mauvaise qualité. Les principaux minerais traités dans les usines sont :

4 •* L'oxyde de fer magnétique, qui forme des amas considérables dans les terrains anciens, principalement dans les schistes micacés. Il se trouve souvent disséminé au milieu de ces schistes en cristaux octaédriques très-nets. C'est un minerai ordinairement très-riche, et qui donne du fer d'excellente qualité. Une grande partie des fers de Suède sont préparés avec ce minerai.

2** Le peroxyde de fer anhydre, qui se trouve dans quelques terrains de transition, et dans les terrains secondaires, sous forme d'amas considérables, ressemblant quelquefois à de véritables couches.L'oxyde y est sous forme amorphe ; on lui donne le nom d'hématite rouge. Il constitue aussi quelquefois des filons dans les terrains anciens, comme à Framont dans les Vosges. Ce minerai alimente un grand nombre d'usines du nord de l'Allemagne.

Le fer oligiste se trouve généralement en filons ; mais il est rare qu'il existe alors en quantité suffisante pour alimenter des usines. 11 forme aussi quelquefois des amas considérables dans les terrains anciens : un des gisements les plus remarquables est celui de l'Ile d'Elbe.

3* Le peroxyde de fer hydraté, qui se trouve dans les terrains de transition, ou à la séparation des terrains de transition et des terrains secondaires, sous forme de masses brunes concrétionnées : c'est Vhématite brune. En France, les usines des Pyrénées fondent cette espèce de minerai.

4* Le peroxyde de fer hydraté, qui se trouve aussi en petits grains concrétionnés ; on l'appelle mtnerai de fer en grains. Il forme des

amas A (fig. -479) à la sépa-

Fjg. 479. yg::^r^j|^^^:^:^js g g^ ' ^-^y ^j ^ ration de certaines couches

^^^^^j^^ =^^=È^ du terrain jurassique, mais ^ plus fréquemment dans les terrains tertiaires moyens (\m recouvrent les plateaux de calcaire jurassique et de la craie. La grosseur des grains varie depuis celle d'un pois jusqu'à celle d'un grain de millet. La plupart des usines du centre de la France, celles de la Champagne et du Berry, fondent ce minerai.

On trouve ao^i dans certains étapes des terrains jurassiques, da petits grains de peroxyde de fer hydraté, forlement agglutiné*, W formant de véritables couches. On donne à ce minerai le noc minerai ooUlhiqae, parcu qu'il présente l'aspect des œufs de poiison.

5° Le fer gpatbique, ou carbonate de protoxyde de Ter cristallii^ mélangé quelquefois avec des proportions assez con^idérableâ de carbonate de manganèse, qui se trouve en filons dans les terraiM anciens et dans les terrains de transition, 11 accompagne aussi qtMlqueTob les hématites brunes qu'on rencontre à la séparation dei terrains anciens et des terrains de Iransition. Ce minerai, fondu au charbon de bois, donne les fontes lamelleuses qui servent â la Enbrication de l'acier.

6" On trouve souvent, dans les couches argileuses du lerrainhoull- 1er, des rognons aplatis, composés de carbonate de protoxyde de fer et d'argile. Ces rognons sont quelquefois tres-riches en fer, at constituent alors un minerai d'autant plus précieux qu'il se rencon* tre au milieu du combustible, et n'occasionne pas de frais parUcttliers d'extraction. Ce mineiai du fer est très-abondant en Anglsterre,

7° Enfin, on trouve dans quelques plaines basses, immédialement au-dessous de la terre végétale, un minerai de fer qui consiste « hydrate de peroxyde, mélangé de phosphate. Ce minerai produit des foDtes phosphoreuses, dont l'emploi est limité. On lui donne 1* nom de minerai (ks prairies ou des marais.

Le fer se trouve quelquefois dans la nature à l'état nalif 11 fo des masses compactes, souvent très- considérables, qui ne se i pas formées en place, mais qui sont tombées du ciel à l'état d'ai lithes. Ce fer n'est jamais pur, il est toujours combiné avec des pni> portions plus ou moins considérables de nickel. Souvent il est disséminéau milieu d'unepierre grisa tre, dont la surfaceestordinairâmenl scoriacée comme si elle avait éprouvé un commencement de fusion. On donne à ces masses le nom de pierres météoriques, d'aérolilhu, ou de bolides. 11 est probable qu'un grand nombre de ces météores circulent dans l'espace, sous l'influence des mêmes forces qui maintienuent les planèles dans leur orbite, et qu'ils viennent tomber à '~ surface de la terre lorsque, en vertu de leur mouvement, ils s'approchent trop de celte planète, (juelquefois le fer météorique présente toutes les qualités du fer malléable, et l'on a pu le forger pour en faire des instruments tranchants,

§ 806. Les minerais de fer ne sont jamais soumis à des préparations préliminaires compliquées. Les minerais en grains sont ordi"

MÉTALLtRCTE D0 FER. fil

rirement agglulioés jjar une argile très pauvre en oxyde ik fer, «i n'oo enlève facilement par l'opératius du débourbage' (.^7313). '«s minerais en roche ont souvent besoin d'être soumisà un grîl- { préliminaire qui les rend plus faciles à fondre. Le grillage ihasse l'eaa, et l'acide carbonique si le minerai est carbonate, mais U agit surtout en désagrégeant la matière et en la rendant poreuse. g8U7.Nous avons vu (§766] que les oxydes defer se réduisent trèsvilement quand on les chauffe au mdieu d'un courant de gaz hydrogène. Leur réduction a lieu également dans les mêmes circon- « par le gaz oxyde do carbone. On conçoit d'après cela que la PËdactioa de l'oxyde de fer dans les minerais ne doit pas présenter le grandes difficultés. Mais le fer métallique réduit se trouve alors Intimement mélangé avec la gangue, et ses particules ne peuvent le réunir. Si la gangue était irés-fusibte, il sufiirait de chauffer tmmerai jusqu'à la température à laquelle elle deviendrait liquide. "^ battant ensuite fortement au marteau cette éponge métallique, S particules de fer se réuniraient, et la gangue serait exprimée m» forme de scorie. Mais, si la gangue était dilTicilement fusible, le ne fondrait qu'à la température à laquelle le for, au contact du Aarbon, se change en fonte, et l'on n'obtiendrait plus alors du fer luclile, mais de la fonte. Or, la gangue ordinaire du minerai de fer le l'argile, ou du quartz, c'est-à-dire deux substances à peu près ttfusibles. Pour déterminer leur fusion, on s'y prend de deux ma- Si l'on emploie des minerais irès-riches, et quo l'on cherche I obtenir immédiatement du fer ductile, on chauffe le minerai au contact du charbon ; ta gangue se combine alors avec une portion le l'oxyde de fer qui esl préservé de la réduction, et il se foi-rae un lilicala double, très-fusible, d'alumine et de proto\yde do fer. Il n'y conséquent, pas Itesoiu de chauffer à une température trèsilevée; le for ne passe pas à l'élat de fonte, et il suffit de battre au narleaa le métal spongieux pour l'agréger et exprimer la scorie, UbÎs on perd nécessairement une portion d'autant plus grande d'osyde de fer, qoe le minerai renferme plus de gangue. Ce procédé ne peut dono être employé que sur des minerais très-riches.

Si l'on veut, au contraire, extraire complètement le fer du minerai, il faut rendre le silicate d'alumine fusible en lui donnant une base autre que i'osyde defer , La seule base qui puisse être employée twjnomîquemenl Mt la chaux. Maiscomme le silicate double d'alumine et de chaux est beaucoup moins fusible que le Silicate d'alumine et de fer, il faut employer une température trôs^levée ; la fer ;inase a l'élut de fonte, qui sa liquéfie en même temps que le silicate iloulile, ou laitier.

n supcn.

I A ;%. W1), aliiueuté par Te

source;

2'DedeuituyauiLB, deGmèlreBenviron de hauleur, formés pardes

arbres creusésintêrieurement, et qui Ira version I lefonddubaâ^nA;

3- D'uDo caisse inférieure C, qui porte deux ouvertures: l'une D, placée au bas, l'autre supérieure E, sur laquelle est disposé un tubo EF, terminé par le porte-vent G.

L'orifice supérieur des tuyaux Beat rétréci pardes planches a, a, qui sont maintenues par des tringles. L'ouverture formée par 11 partie inférieure de ces planches se nomme élranguillon. Au niveau de l'étranguilloD, les parois latérales des tuyaux sont percées dfl Irous inclinés c, c, que l'on nomme as/iirateuTS. Enfin, leslaynt entrent dans la paroi supérieure de la caîâse C, et leurs ouverluitt se trouvent à une petite distance au-dessus d'une banqaetted.

L'eau du bassin supérieur A pénètre par l'étranguillon dans le arbres verticaux , et entraîne dans son mouvement l'air exlérieot, qui se trouve ainsi aspiré par les ouvertures c, c. L'eau se brise m' la banquette et s'échappe par l'orifice inférieur D, tandis que l'air entraîné s'échappe par la buse G. Des coins de bois permettenldl régler la position des planches qui forment l'étranguillon. Paur<dt> tenir à volonté la quauLiléde vent nécessaire au travail do la forgt, quantité qui varie avec les diverses phases de l'opération, l'ouvrier fait descendre plus ou moins leô coins g, fixés à l'eitrémité d'«n levier articulé, qu'il manœuvre du bas de la forge, au moyen d'uU chaîne. 11 fait varier ainsi la quantité d'eau qui tombe dam !a trompe, et, par suite, aussi la quantité d'air inspirée.

Le marteau ou mail, employé pour le forgeage du fer, est repr^ seolé (fig. 4S3). Il consiste en une panne en fonte P, du poidsde 600 kilogr. environ, mcntée sur un manche en bois de héue,

par des cadres en fer Une puce de fonte H, fixée ^ur le uanrhe, porte ka deux tourillons autour deciquet» tourne lo marteau.

«ËTflODE CATALANE.

Le {Durleau «it refevé par sa queue, au moyen de cames en fer b, b, di-poiées sur l'arbre A d'une roue hydraulique. L'enclume en fer S est fisce par un tenon c sur une pièce en Cbnte r, qui est elle-même solidement enchâssée, au moyen de coing en bois, dans un fort billot de bois, ou dans une pierre de granit B, enfoncée dans le sol de la forge. Afin d'accélérer la chute du marteau, quidoittiattrede400 à lïCi coups par minute, on place, sous ii queue du manche, un i-abat composé d'une pierre sur laquelle la nue vient butter.

§809. Cesdispositionsgéoérales de la fot^e étant bien comprises, Wyons comment on conduit l'opération

Nou£ supposerons que le masse de I opération précédente a tCé Enlevé du foj er pour èlre lorge sous io marteau les ouvriers s ocntpent k monter le feu pour une nouvelle opération A cet effet ils eurent du creuset les uharbong incandescents qui sy trouvent IBcore, détachent du fond et des parois latérales tes crasses qui y t et rejettent les charbons inLandescents ddns le creuset BP trouve alors rempli jusqu a la hauteur de la tuy ère Un ourrier sépare le ireuset en deux compartimunls par une pelle qu il 'ice verticalement et parallèlement aux porges de manière que compartiment compris entre la pelle et les porgeg soit le double du compartiment 1.0mpris entre la pelle et le U)ntrevent D autres ou vners taastnt du charbon dans le compartiment uimprib entre la pelle et les porges et du minerai en morceau I de la grosseur d une noi\ entre la pelleet leconlre^ent On clève lu pelle successne Il ent a m< sure que 1 espate inférieur se remplit

déminerai quisélé^ede S au de sus de 1 ore Le rainerai est répandu de manieie a formel u liosdànedfgiRs 4S3) dont I arête / vient but t d'an cAté sur la cave, de ) autre côté sur la banquette du cbio

La surface fg est recouvertfl d'une couche de brasque hisn Us-' sée. L'espace M, compris entre le mur du minerai et le foyer , «t rempli (le charbon do bois.

Lorsque le chargemeot est ainsi disposé, on donne le venld'atarà faiblement, puis on l'augmeole progressivement. Le minersise prépare et se réduit successivement. Les ouvriers profitenldec? moment pour forger , sous forme de baires , le massé de l'opénlion précédente, qu'ils ont coupé en quatre parties, ainsi que non le verrons bientôt. A cet effet, ils chauffent ces masses de fer ili» le foyer, en les plaçant au milieu du charbon incandescent da l'espace M au-dessus de la tuyère, t.orsjju "elles ont acquis la température convenable, iU les retirent et Ifs travaillent sous lemar-

A mesure que le charbon diminue , on en ajoute de nouveau, al Ion ver=e par-dessus successivement du menu minerai, appdé greillade, qui se forme pendant le cassage du minerai en roche 1«1 qu'il vient de lamine. Pour que cette greillade ne puisse pas t«nber trop facilement entre les interstices du charbon , on a soin de l'arroser avec un peu d'eau.

Sous l'inBuence du vent lancé par la luyère, le charbon m brûle à l'état d'acide carbonique, dans l'espace qui avoiâineb tuyère; mais, plus loin, l'acide carbonique est changé parle charbon en gai oïyde de carbone. Cet oxyde de carbone forcé en grawh partie de traverser le rainerai , dont la température est d'ailleni* élevée, réduit l'oxyde de fer à l'état de fer métallique. Mais la Utilité de l'oxyde de fer n'est pas réduite; une partie reste à l'étal de protosyde de fer et se combine avec la gangue du minerai en formant un silicate multiple Irès-Cusible. Une grande partie de ce silicate s'écoule, et se réunit au fond du creuset. On la fait conlor hors du foyer, en débouchant une petite ouverture pratiquée à la partie inférieure de ia face decbio.

Au bout de deux heures, la greillade qui descend avec le combaBtible, a donné une certaine quantité de fer au fond du creuset, l 'oivrier commence alors à s'occuper de la formation du masse. lldoDH plus de vent, et, enfonçant avec précaution nn ringard entrait minerai et le cootrevent, il rapproche successivement de la Inybt le minerai qui lui paraît le mieux préparé. En mémo temps, il charge plus fréquemment en greiliade et en charbon.

Cinq heures environ après le commencement de l'opération, le minerai est descendu entièrement dans le creuset; et l'ouvrier trtvaille'avec son ringard, dans le foyer, de manière à réunir les divers fragments de Ter spongieux.

P«ndi)nl. la dernière heure du travail, les ouvriers (jiii ne sonlpa^ occupés cassent sous le mail le minerai nécessaire à l'opération «uivanU : ils le criblent ensuite, aGa de séparer la matière pulvéraimte qai forme la greillade dont nous avens parlé.

Les ouvriers retirent le massé du feu et le portent sous le mar-

80. La scorie liquide est esprimée, et le fer spongieux devient ihn compacte. On coupe alors le massé en deux parties égales ; à id effel, on applique dessus un long coin en fer, sur la tête duquel fait battre le marteau. Les deux moitiés du massé sont appelées taitaques. On les bat successivement sous le marteau, de manière lenr dotiner la forme de parallélipipèdes allongés, que l'on coupe. nsoite en deux parties égales. On obtient ainsi quatre morceaux t fer, appelés masiouçueHes, que l'on élire en barres pendant la remiëre période de l'opération suivante.

Une opération au foyer catalan dure ordinairementGheures; elle 'Oduil de HU à 1 50 Idiogr. de fer marchand, pour une consomma- M de 17Û bilogr. de minerai et de 500 kilogr. environ de charbon. L'extraction directe du fer, à l'état de métal ductile, ne s'exécuto a» que dans les Pyrénées, en Corse , et dans quelques provinces Espagne. La plus jurande partie du fer se prépare aujourd'hui par

procédé du haut fourneau. On cherche alors à extraire le fer de B minerais, d'une manière aussi complète que possible, en emloyant une très-haute température. Le fer se combine avec une Brtaine quantité de carbone, et forme une combinaison, la fonte, micoup plus fusible que le fer ductile,

TralMmcnl du nilDcr«lde frr au haut rournrnu

g 810. Le haut fourneau [fig. i8i) se compose de deux troncs de ItéoB C , B , réunis par leurs bases. Le tronc de cône supérieur C , m'OD appelle la cuve, est formé par un revêtement intérieur if, en iriqoes réfractaires, enveloppé d'une couche de scories, ou de laier concassé, qui l'isole d'un second revêtement en briques It', apliqué contre un muraillement extérieur pf/q^ en pierres de taille, ^ en briques ordinaires , qui forme le massif du haut fourneau. 'ouverture supérieure G de la cuve porte le nom de gueulard; elle Bt surmontée d'une clieminéeF, appelée ffueufe, percée d'une ou le plusieurs portes, qui servenlau chargement du combustible et du ninerai. Le cône inférieur B. qu'on appelle les étalages, est formé irdinairemenl par des pierres quarLteuses, très^iiffitiloment fusilles , au choix desquelles il faut apporter le plus grand soin, parce la durée du haut fourneau en dépend en grande partie. Quel-

queroiii. cependant, on ronslrflil les étalages avec des bnquesr^fraclaires. Les éUlage^se réunissent ordinairement à la cuïepit unrsccordemeDtcytindriqueoucourtwA.qulpermetd'évileri'sngla rentrant.

a Au-dessous des étalai^po se trouve un espace a sertiuci nrrulaim Ë, appelé l'ouvrage, formé par des pieri fe réfrBCtejrf i lI qui dwuend jusqu'au bas du fourneau . où ^e trouve le creuset D dont \» section horizontale est rectangulaire. Sar une des faces du four- — u la paroi ( de l'ouvrage s'arrête à quelques décimètres au-des-

'u fond du creusel. Celte p»roi, à laquelle on donna le f, est soutenue par de fortes pièces en fer scellées dans les paitéralesde l'ouvrage.

fond du creuset est formé par une pierre quarlzouso, au-desle laquelle on ménage des ouvertures qui permettent à l'air de ar librement sous le fourneau; et, aUn qu'il ne puisse pas s'y idler de l'eau, qui rerroidirail le creuset et pourrait même eanef des accidents graves, le massif du baut fourneau est sar des galeries voûtées I, 1'. Trois des parois du creuset ne U le prolongement des parois de l'ouvrage ; la quatrième est I par une pierre prismatique d, appelée dame, et qui se trouve 1 ea avant de la tympe ; de sorte que la partie antérieure du L pré^nte une ouverture entre la dame pt la tympe. Nous ap- IQB la partie du fourneau sur laquelle se trouvent la tympe ame, paroi antérieure du fourneau. La paroi opposée sera la Mstirieure, et les deus autres seront les parois latérales. laroi postérieure et les deux parois latérales portent des oues o, dans lesquelles on engage les tuyères destinées à amejr dans le baut fourneau: Ces ouvertures se trouvent dans un plan horizontal , un peu plus élevé que le bord inférieur de

Dans quelques fourneaux, de construction moderne , le creuBGl est à section circulaire, et forme la continua- Li m de l'ouvrage.

l'iiur rendre l'abord de I ouvrage facile aux ouvriers, on a ménagé dans le massif du haut fourneau quatre eicavB lions voûtées, ouemdralures, qui permettent d'apf 1 cher des tuyères et du j uset, Des galeries lalé- I lies It permettent aux ou- \ I lors de circuler plus facile- III ni autour du fourneau et Ipvisiterles tuyères. La disposition des tuyères, et des tuyaux qui amènent le vent laUiine soufHante se voit dans la figure 48S, qui représente ction tioiizonlale du fourneau faile à la hauteur des tuyères.

Chaque tuynu porle-venl est muni d'un régulateur à r^istre ou à soupape, â l'aide duquel on peut régler à volonté la quantité d'air lancée dans le fourneau.

Le liaut Toorneau est ord in virement construit, lorsque les localités la permetl«nl, auprès d'un escarpement [fig. 484), consolidé par de la maçonnerie. Une terrasse est établie, à la hauleurdu gueulard, sur les flancs de l'escarpement ou à son sommet. On pont ao! établit la communication entre cetle (errasse et la plate-Ibnne pf! du gueulard. On arrive à la terrasse par un plan incliné, sijt lequel les charges de combustible et de minerai sont montée! ni moyen d'une machine. Ces charges sont amenées par îles we^( qui roulent sur un cliemio de ter, jusque sur la plute-forme pi/ijn gueulard. Lorsqu'il n'etLÎste pas d'escarpement auprès du haut Ijfnv neau, on construit un plan incliné depuis le sol de l'usine jusqgl la plate-forme du gueulard.

On a eu soin de ménager, dans la construction du massifdu huit fourneau, un grand nombre de petits canaui communiquant à l'atérieur, et qui ont pour but do faciliter le dessèchement comjdetfls massif, lors de la mise en feu du fourneau.

Les tuyères des hauts fourneaus sont des tuhes coniques abs^t double enveloppe en fonte, ouencuivre(Bg. 486). Comme ces tuyères pourraient foodre â leur extrémité, par suite de la haute température qui régne dans l'ouvrage, on fait passer dans la double envs- Fig. igg. loppe un courant continua

d'eau froide. L'eau est ameute parle pttit tube*, et s'écoule par le tuhe ('. L'om'CFtws ' des tuyères s'avance jusqu'à la paroi intérieure de l'ouvrage. Les buses porte -vent B sontdiâposées dans les tuyères; elles communiquent avec les tuyaux en fonte de la machine saudiante, an moyen de boyaux en cuir flexibles A, qui rendent leur maniement facile. Les trois luyèrn se trouvent daos un même plan horizontal; mais les axes des den tnyères disposées sur les faces latérales de l'ouvrage, ne sont paa dans le prolongement l'un de l'autre; ils sont écartés de quelques centimètres, afin que les deux courants, d'air ne se heurtent pas l'np contre l'autre.

§811. La machioe soufflante d'un haut fourneau consiste en na grand cylindre do fonte A [Bg. 4S7), dans lequel se meut un pistonP en fonte, dont la circonférence est garnie de tresses en chanvre, ou de cuirs emboutis, afin que le piston bouche hermétiquement le

cylindre. Le cylindre, ou corps de pompe, est fermé en haut el en bas. Le couvercle supérieur porte une boîte à étoupe m, Iravereée par la lige T du piston. Deux ouvertures latérales cy, sont idaptëea au couvercle supé- " I une c, communique lairextérieureteat mud «n clapet qni s'ouvre le aohnrs en dedans; l'autre^ Lommoniqueavecuncylindre hiérdi B en fonte, et estmunied un clapet qui s'ouvre de dedani en dehors. Le fond du f ) lindre porte de même deui iiuverturfS : l'ouverture e, inunie d un clapet qui s'ouvre Il dehors en dedans, établit 1 1 mmunication de la partie ifôneure du cylindre avec I iir extérieur; et l'ouverture e', qui cnmmui i]np i\ I II (jlindre latéral B, et porte un clapet s'ouvrant de dedans en dehors

Supposons que lo piston soit arrivé an plus haut de sa course et qu'il commence à descendre Si les Unpels o c', sont fermés, l'air sedilalera dans !a partie supérieure du corps de pompe et prendra une force élastique de plus en plus faible. La pression extérieure , l'emportera donc sur la pression intérieure, le clapet c" sera fortement appliqué contre l'ouverture e' et interceptera la communication entre la partie supérieure du corps de pompe et le cylindre latéral B. Le clapet o s'ouvrira, au contraire, el l'air extérieur péné- , Irera dans la partie supérieure du corps de pompe. L'air contenu dans la partie inférieure du corps de pompe sera, au contraire, refoulé dans un espace de plus en plus petit pendant la marche descendante du piston; sa force élastique deviendra supérieure à la ■ forcé élastique do l'air extérieur, le clapet e sera pressé contre son B siège et fermera l'ouverture e, le clapel tf s'ouvrira, et l'air intérieur n sera chassé dans le cylindre latéral B , et de là , par l'ouverture o, l dans les tuyaux en fonte qni le conduisent aux tuyères. Ainsi, pen- I dant la marche descendante du piston , l'air extérieur est inspiré 4 la partie Mipérieure du corps de pompe, tandis que l'air de la |] partie inférieure est envoyé aux tuyères, l'inverse se présente peu- L daut la marche ascendante du piston ; la partie inférieure du corps

de pompe aspire l'air extérieur, et la partie supérieure envoie l'air aux tuyères. La machine soufflante fournit donc de Tair au fourneau pendant les deux périodes de mouvement du piston , et entrelient un soufflage continu. Cependant, ce soufflage s'affaiblit sensiblement dans les instants où le piston change la direction de son mouvement, c'est-à-dire aux po«nfs morts du mouvement alternatif ; et, comme il est important qu'il soit aussi régulier que possible , Ob a soin d'interposer, entre le cylindre B et les tuyères, un vaste réiervoir d'air, qui empêche ces variations de devenir sensibles aux tuyères. Pour donner le mouvement alternatif au pistgn, on attache sa tige, par l'intermédiaire d'un parallélogramme articulé, à la seconde extrémité du balancier d'une machine à vapeur.

La marche de la machine soufflante exerce une très-grande influence sur la conduite du haut fourneau; il est important que la machine à vapeur soit susceptible de développer plus de force qu'dle n'en donne ordinairement pendant la marche régulière du fourneau, afin qu'on puisse envoyer plus de vent aux tuyères dans les moments où le fourneau vient à se déranger. Un manomètre est adapté au réservoir régulateur ; par la pression qu'il indique, Fouvrier juge de la quantité d'air lancé dans le fourneau. Quand il veut forcer le vent , il accélère le mouvement du piston de la machine soufflante, en poussant le feu de la chaudière de la machine à vapeur. Dans beaucoup d'usines , la force motrice de la vapeur est remplacée par une chute d'eau, et on règle la marche de la machine soufflante en faisant arriver plus ou moins d'eau sur la roue hydraulique.

Dans les grandes usines , il y a souvent plusieurs hauts fourneaux disposés les uns auprès des autres, et ils sont alimentés ordinairement par la môme machine soufflante.

§ 8^2. La construction du haut fourneau étant bien comprise, nous allons étudier la marche du fondage. Nous supposerons que le haut fourneau est nouvellement construit, ou au moins fraîchement réparé; il faut procéder à la mise en feu. On commence par dessécher très-lentement tout le massif du fourneau ; car une dessiccation rapide déterminerait des fendillements dans la maçonnerie, et compromettrait la durée de lappareil. Le creuset est resté ouvert à sa partie antérieure, la dame d n'est pas encore placée. On dispose, dans le creuset et dans l'espace voûté qui le précède , des fagots auxquels on met le feu. La cuve du haut fourneau fait l'office de cheminée ; le revêtement intérieur, la chemise^ se dessèche d'abord, et bientôt la chaleur gagne successivement le massif lui-même. On continue le feu de cette manière pendant plusieurs jours , jusqu'à

ce que les muraillements intérieurs soient assez bien desséchés pour qu'on n'ait plus à craindre leur fendillement par l'application d'une chaleur plus forte. On place alo'-s la dame, et on projette, par le gueulard du fourneau , du combustible qui s'élève jusque dans les étalages. Lorsque la dessiccation est encore plus avancée, on achève de remplir la cuve avec le combustible qui doit servir au fondage du minerai, c'est-à-dire avec du charbon de bois ou du coke, et on donne un peu de vent. On augmente le vent successivement; et, lorsque le combustible s'est convenablement abaissé dans la cuve, on met une petite charge de minerai , que Ton étend d'une manière uniforme sur le charbon. Au bout de quelque temps, on ajoute une couche de combustible, et, par-dessus, une couche de minerai. Les chaînes de minerai sont d'abord faibles ; on les augmente successivement , et ce n'est qu'au bout de plusieurs jours qu'elles ont atteint le poids normal qui sera conservé pendant toute la durée du fondage.

I^a plus grande dépense du traitement métallurgique du fer consiste dans le combustible : on cherche donc à diminuer cette dépense autant que possible, c'est-à-dire à fondre avec la même quantité de combustible la plus grande quantité possible de minerai. On augmente la proportion de minerai, tant que l'on obtient encore une marche convenable du fourneau , et de la fonte de bonne qualité; mais on est obligé d'arrêter l'accroissement du minerai, lorsque le fondage devient difficile, ou que la fonte perd de sa qualité.

§ 84 3. Il est rare que le minerai puisse être fondu sans addition de matières étrangères. Le plus souvent, la gangue du minerai est du quartz ou de l'argile. Or, comme dans le traitement du haut fourneau, la gangue et le métal doivent être amenés à l'état de fluidité parfaite, pour que la séparation se fasse dans le creuset en vertu de la différence des densités ; comme, en outre, on se propose d'extraire le fer d'une manière complète, si la gangue du minerai est du quartz, ce corps étant infusible à la température du haut fourneau, ne pourra fondre que si on lui donne une ou plusieurs bases qui forment avec lui un silicate, fusible à cette température. Si Ton n'ajoute pas une base étrangère , le quartz se combine avec une portion de Toxyde de fer du minerai, qu'il préserve ainsi de la réduction , et forme une scorie fusible ; mais alors une quantité considérable du fer passe dans les scories et se trouve perdue. Si la gangue est de l'argile, une circonstance analogue se présente, car le silicate d'alumine , infusible à la température du haut fourneau, ne peut entrer en fusion qu'en se combinant avec une portion de l'oxyde de fer du minerai, pour former un silicate double d'alumine

et de proloxyde de fer beaucoup plus fusible. Mais si Ton ajoute au minerai une quantité convenable de carbonate de chaux , ce carbonate passera dans la cuve du fourneau à Tétat de chaux caustique ; la chaux se combinera avec le silicate d'alumine, pour former un silicate double d'alumine et de chaux fusible, et ce silicate renfermera assez de base pour qu'il ne puisse plus se combiner avec de l'oxyde de fer et préserver celui-ci de la réduction. Lorsque le minerai de fer ne renferme que du quartz, il faut ajouter, à la fois, de l'argile et du carbonate de chaux ; mais , comme les minerais argileux sont beaucoup plus communs que les minerais à gangue quartzeuse , on môle toujours ces derniers avec des minerais argileux , de sorte qu'on n'a que du carbonate de chaux à ajouter au minerai. Le carbonate de chaux destiné à cet usage est appelé castine.

On fond aussi, dans quelques usines, des minerais dont la gangue est calcaire. Pour obtenir un laitier convenable, il faut ajouter du silicate d'alumine. En général , on mêle aux minerais calcaires des minerais à gangue argileuse, qui introduisent dans le lit de fusion une quantité convenable de silicate d'alumine. Souvent aussi , on ajoute des scories de forge, qui sont formées par un silicate deprotoxyde do fer, très-riche en fer ; mais on ne peut en faire passer que de faibles quantités , parce qu'elles altèrent la qualité de la fonte.

La fusibilité des silicates doubles d'alumine et de chaux varie avec les proportions de leurs principes constituants. L'expérience a démontré que le silicate double d'alumine et de chaux, le plus fusible, était celui dans lequel l'oxygène de l'acide silicique était environ les I de l'oxygène contenu dans les deux bases réunies. Le rapport entre les deux bases n'est pas non plus indifférent : on obtient la combinaison la plus fusible, avec l'argile naturelle dont la composition varie peu , en y ajoutant les | de son poids de carbonate do chaux.

§ 814. Le combustible employé dans les hauts fourneaux est du charbon de bois ou du coke. Le charbon de bois laisse très-peu de cendre; celte cendre est d'ailleurs facilement fusible, et n'introduit aucun élément qui puisse influer, d'une manière fâcheuse, sur les qualités de la fonte. On cherche dans les fourneaux au charbon de bois , à obtenir des laitiers très-fusibles , sans qu'il s'y introduise une quantité notable d'oxyde de fer La composition de ces laitiers s'approche donc de celle du silicate double d'alumine et de chaux le plus fusible, c'est-à-dire de celui dans lequel l'oxygène de la silice est les I de l'oxygène des bases. Le plus souvent, néanmoins, la proportion de silice est moindre et s'élève à environ 40 pour 400 du

poids du laitier. Le coke , au contraire , laisse souvent des proportions considérables de cendres; il renferme en outre des pyrites, quelquefois en quantité très-notable. Ces pyrites donnent du sulfure de fer, qui se dissout dans la fonte et en altère la qualité. Si Ton cherchait encore à obtenir le silicate double d'alumine et de chaux le plus fusible , une grande quantité de ^soufre entrerait dans la fonte, et celle-ci deviendrait de très-mauvaise qualité. L'expérience a montré que , pour éviter cet inconvénient , il fallait augmenter considérablement la proportion de castine, et chercher à obtenir un laitier dans lequel l'oxygène de la silice fût seulement égal à celui des bases réunies. La chaux empêche alors la plus grande partie du soufre des pyrites de passer dans la fonte, et il se forme du sulfure de calcium qui reste dans le laitier. Mais , le laitier des fourneaux à coke étant beaucoup moins fusible que celui des fourneaux au charbon de bois, il est clair que pour obtenir des laitiers suffisamment fluides il faudra porter la température beaucoup plus haut dans les fourneaux au coke.

§ 81 5. Les dimensions des hauts fourneaux sont différentes, suivant que l'on emploie le charbon de bois ou le coke. Les fourneaux au charbon de bois ont environ 1 mètres de hauteur, depuis le fond du creuset jusqu'au gueulard. Ils n'ont en général que deux tuyères, qui sont disposées sur les faces latérales de l'ouvrage. Les fourneaux au coke ont une hauteur de 4 5 à 4 8 mètres ; la capacité totale de la cuve est beaucoup plus grande que celle des fourneaux au charbon de bois. Ils reçoivent le vent de trois tuyères. La machine soufflante est beaucoup plus puissante que pour les fourneaux au charbon de bois, et elle lance de l'air sous une pression trois ou quatre fois plus forte. Les hauteurs des colonnes de mercure qui font équilibre aux pressions de l'air dans les tuyaux qui l'amènent aux tuyères, sont en général les suivantes :

Dans un fourneau alimenté

Avec du charbon de sapin très-léger 2 à 3 centimètres.

» charbon de sapin de bonne qualité. 3 à 4 »

» charbon de bois dur 4à 6 »

» coke facilement combustible 8 à i3 »

» coke dur et compacte 13à49 »

La quantité totale d'air lancé dépend de cette pression et de l'ouverture des buses. Les hauts fourneaux au charbon de bois, de grandes dimensions, reçoivent au moins 40 mètres cubes d'air

par minute. Les fourneaux au coke n'en reçoivent jamais moins de 60 mètres cubes, et, souvent, jusqu'à 80 ou 100 mètres cubes.

g S16. Considérons oiBiateiiant un haut fourneau dans sa marche régulière (fi g- iSS), et suivons les diverses réactions chimiques aia^

quelesplit | | lin-c \ si

Nous avoua I L I Ll 1 < t IIM I Llljrf,es

couche pdi (.uulIjl iju .ueuljid U uu JuiiriLiMu Les charge^ descendent assez régulièrement jusque vers le ventre A La temp^tture est [leu élevée dans la partie supérieure de )a cuve elle «t plus considérabio dans les elalages B , enfin, dans 1 ouvrage B on peu au-dessus des luyères, elle atteint son maximum. L'air, lancé par Ses tuyères, rencontre dans l'ouvrage le combustible fortemeol incandescent; la combustion y est très-vive à cause de l'eM**

d^oxygène. Le charbon brûle à i*état d'acide carbonique , et dégage toute la chaleur qu'il est susceptible de donner dans sa combustion par l*oxygène. La combustion par Toxygène continue souvent encore dans la partie inférieure des étalages , maiselle y est beaucoup moins ▼ive, parce que la plus grande partie de l'oxygène de l'air s'est changée dans l'ouvrage en acide carbonique. Le gaz qui arrive vers le milieu des étalages se compose d'azote et d'acide carbonique; il se trouve à une très-haute température , et communique une partie de sa chaleur au combustible et au minerai qui remplissent la cuve. Or, nous avons vu ($ !256) que , lorsqu'on fait passer du gaz acide carbonique sur du charbon incandescent , ce gaz se combine avec une quantité de carbone égale à celle qu'il renferme déjà , et se change en oxyde de carbone , qui occupe un volume double de celui de Tadde carbonique. Mais cette combustion inverse du carbone , auiyie d'une grande dilatation du produit gazeux, bien loin de donner un dégagement de chaleur, en produit au contraire une absorption notable. La température, au lieu de s'élever, s'abaisse donc, dans la partie inférieure de la cuve , beaucoup au-dessous de ce qu'elle serait , si le courant gazeux , fortement échauffé par la combustion qui a eu lieu dans Touvrage , partageait seulement sa chaleur avec les matériaux qu'il rencontre. La température étant dans les étalages celle du rouge blanc , n'est plus que celle de la chaleur rouge dans la partie inférieure de la cuve. Le gaz , dans les parties supérieures des étalages , se compose d'azote et d'oxyde de carbone. CSe mélange gazeux rencontre , dans les étalages et dans la cuve , le combustible et le minerai , chauffés au rouge sombre ; et comme , à cette température , le gaz oxyde de carbone décompose facilement l'oxyde de fer, l'oxyde du minerai est complètement réduit , et il en résulte un mélange de gangue et de fer métallique très-divisé. La réduction de l'oxyde de fer régénère une partie de l'acide carbonique ; la castine dégage elle-même son acide carbonique , en se changeant en chaux vive ; de sorte que le gaz qui se dégage par le gueulard se compose d'azote , et d'un mélange d'acide carbonique et d'oxyde de carbone. Il s'y trouve , en outre , une petite quantité d'hydrogène et d'hydrogène carboné , qui ont été abandonnés par le combustible , toujours imparfaitement carbonisé, et dont la carbonisation s'achève dans la cuve. Il se forme également une certaine quantité d'hydrogène et d'oxyde de carbone , aux dépens de la vapeur d'eau qui existe dans l'air lancé par les tuyères. Cette eau est décomposée, dans les étalages, parle charbon incandescent. Le gaz sort très-refroidi du gueulard ; mais il est éminemment combustible, à cause de la grande quantité d'oxyde de carbone qu'il renferme.

On peut l'allumer, et il brûle alors dans la cheminée F avec une longue flamme transparente , qui persiste indéfiniment.

§ 817. Ainsi , en nous occupant seulement de la colonne ascendante de gaz qui traverse le haut fourneau , nous voyons que le gaz est éminemment oxydant dans l'ouvrage, où la combustion est la plus énergique, et par suite ou règne la plus haute température. Le gaz est souvent encore oxydant dans la partie inférieure des étalages, mais beaucoup moins que dans l'ouvrage , parce que la plus grande partie de son oxygène est déjà transformée en acide carbonique; la température y est aussi moins élevée que dans l'ouvrage , car la combustion est beaucoup moins active. Vers le milieu des étalages, le gaz ne renferme plus d'oxygène ; l'acide carbonique, aucontactdu charbon incandescent, se change en oxyde de carbone, et comme cotle transformation a lieu avec absorption de chaleur, la température s'abaisse rapidement dans cette région du fourneau. Au-dessus des étalages , le gaz est réduisant, puisqu'il ne se compose plus que d'azote et d'oxyde de carbone; et, comme la température est encore celle de la chaleur rouge, cet oxyde de carbone réagit, dans toute la partie inférieure de la cuve , sur l'oxyde de fer du minerai et le ramène à l'état de fer métallique. Mais la température n'est pas assez élevée pour que la séparation du fer et de la gangue puisse avoir lieu. La réduction du minerai et la calcination de la castine dégageant de l'acide carbonique , le gaz qui sort du gueulard doit renfermer une quantité notable de cet acide. Sa température s'est d'ailleurs beaucoup abaissée, car il a traversé les couches supérieures do combustible et de minerai récemment chargées , et il s'y est refroidi, non-seulement parce qu'elles lui ont enlevé de la chaleur pourélever leur température, mais encore parce qu'une grande partie de la chaleur est devenue latente, par suite de la vaporisation de l'eau qui mouillait le combustible et le minerai, ou qui était combinée avec l'oxyde de fer.

§ 848. Suivons maintenant la marche descendante du combustible et du minerai. Ces matières se dessèchent dans la partie supérieure de la cuve. Lorsqu'elles sont descendues de quelques mètres dans le fourneau , elles arrivent dans une région où la température est assez élevée pour que l'hydrate de sesquioxyde de fer perde son eau. Un peu plus bas , la réduction de l'oxyde de fer a. lieu , et la castine commence à perdre son acide carbonique. La réduction de l'oxyde et la calcination de la castine s'achèvent dans la partie inférieure do la cuve ot dans les étalages. Lorsque les charges parviiMHiont au bas des étalages, là où règne une température beaucoup plus élevée, la chaux se combine aVec la gangue du minerai et avec

les cendres du combustible brûlé , et forme les silicates multiples , qui fondent plus bas et constituent le laitier. Le fer métallique, se trouvant à une haute température au contact du charbon , dans une atmosphère tpès-peu oxydante , se combine avec une certaine quantité de corbone, et passe à l'état de fonte. Une petite quantité d'acide silicique se réduit également au contact du charbon et du fer , si la température est très-élevée, comme dans les fourneaux au coke, et son silicium se combine avec le métal. Les matières , ainsi préparées, pénètrent dans l'ouvrage avec ce qui reste de combustible. La combustion y est très-active , la fonte et les silicates atteignent une liquidité parfaite, et tombent, sous forme de gouttes, dans le creuset. Mais comme Fair est très-oxydant dans Touvrage, il faut que les matières y descendent rapidement , sans quoi une partie notable du fer s'oxyderait et se combinerait avec le laitier. Il est donc important que l'ouvrage soit très-rétréci , afin que les matières le traversent en peu de temps. La fonte et le laitier , qui arrivent péle-mêle dans le creuset , se séparent suivant l'ordre des densités; la fonte occupe la partie inférieure f du creuset , le laitier se trouve au-dessusw Bientôt, la couche de laitier atteint le niveau supérieur (2 de la dame, et s'écoule par-dessus. On dirige cet écoulement du laitier sur le plan incliné bd, et on enlève le laitier avec des crochets, à mesure qu'il se solidifie sur le sol de l'usine. Le volume du laitier est au moins 5 ou 6 fois plus considérable que celui de la fonte , et ce n'est qu'au bout de 42 ou de 24 heures que le creuset est presque entièrement rempli de fonte. Il est essentiel d'ailleurs de maintenir une couche de laitier au-dessus de la fonte ,' pour empêcher celle-ci d'être oxydée par le vent des tuyères.

On procède alors à la coulée. Les ouvriers ont préparé avec du sable, sur le sol de l'usine, une série de petits canaux latéraux ; ces canaux sont en communication avec un canal longitudinal, qui communique lui-même avec une ouverture ménagée dans la dame, et qu'on appelle trou de coulée. Le trou de coulée est pratiqué au bas du creuset , près de l'une des arêtes latérales de la dame. Pendant le fondage il est bouché par un tampon d'argile. Pour faire sortir la fonte du creuset, l'ouvrier débouche le trou de coulée avec un ringard , et la fonte liquide s'écoule dans tous les canaux. Lorsqu'elle commence à se solidifier, il projette dessus un peu de sable, pour rendre son refroidissement plus lent. Pendant la coulée , on arrête le vent des tuyères et l'on ne fait marcher la machine soufflante que lorsque le creuset est vidé, et que l'ouvrier a rebouché le trou de coulée. La fonte se trouve ainsi moulée , au sortir du haut fourneau, sous la forme de cylindres, ordinairement à section demi-circulaire,

et que Ton nomme gueuses ou gueusets , suivant qu'ils sont plus ou moins lonc^s.

§ 849. On emploie souvent la fonte, immédiatement au sortir du haut fourneau , pour mouler de gros objets en fonte , tels que tuyaux pour la conduite des eaux, colonnes et bâtis de machines , etc. On fait alors couler la fonte dans des moules en sable, pratiqués dans des fosses qui sont creusées dans le sol de l'usine , à une petite distance du haut fourneau. Des petits conduits établissent la communication entre chacun de ces moules et le canal qui amène la fonte depuis le trou de coulée. On fait arriver successivement la fonte dans chacun des moules , et celle qui reste , après que tous les moules sont fournis, est coulée en gueuses. On appelle ce moulage avec la fonte sortant directement du haut fourneau , moulage en première fusion. Les fontes employées pour le moulage direct au sortir du haut fourneau sont en général des fontes grises, à grains fins, ne devant pas renfermer beaucoup de paillettes graphiteuses , qui rendraient la fonte poreuse.

On moule aussi en première fusion un grand nombre d'objets de fonte de plus petites dimensions, tels que marmites, plaques, grilles en fonte, etc., etc. On n'attend pas alors que le creuset soit entièrement rempli de fonte ; on moule d'une manière continue, pendant toute la durée du fondage. La fonderie doit avoir, dans ce cas , une grande étendue , parce que les moules prennent beaucoup de place. Les ouvriers viennent puiser la fonte au trou de coulée avec des poches en tôle (fig. 489) , revêtues intérieurement d'argile , et qui sont portées par deux hommes. Le trou de coulée est bouché par un tampon d'argile , maintenu à l'extrémité d'une tige de fer , de façon

que l'on puisse le boucher et le déboucher facilement. Les ouvriers transportent rapidement la fonte liquide recueillie dans la poche , et la versent dans les moules.

Nous ne nous arrêterons pas à décrire les détails du nfioulage de la fonte et la confection des moules , cela nous entraînerait dans des descriptions trop longues. Un séjour de quelques heures dans une fonderie familiarisera facilement avec ces procédés, dont plusieurs sont très-ingénieux.

§ 820. Le fonte desfourneaux au charbon de bois est presque toujours propre au moula?;e , lorsque les minerais ne sont pas trop impurs; il n'en est pas de même de la fonte des fourneaux au coke. Dans ces derniers , on n'obtient des fontes de moulage qu'en diri-

TRAITEMENT AU HAUT FOURNEAU. 8i

géant le fondage d'une manière particulière , et en employant un coke qui ne soit pas trop pyriteux. Nous avons vu (§ 800) que Ton distinguait trois espèces de fonte : les fontes grises , les fontes truitéeset les fontes blanches. Les fontes grises et les fontes truitées se prêtent seules au moulage. Les fontes blanches restent trop cassantes pour qu'on puisse en confectionner des objets usuels. Lorsqu'on veut obtenir de la fonte grise , il faut que la proportion du minerai reste au-dessous du maximum que le charbon peut porter , autrement le moindre dérangement qui surviendrait dans la marche du fourneau lui ferait donner de la fonte blanche.

La marche du haut fourneau se reconnaît à la flamme du gueulard , à celle de la tympe , à l'aspect de la tuyère, à celui de la fonte, à la régularité de la descente des charges, et principalement à la nature des laitiers. C'est en observant cette marche qu'on peut savoir s'il faut augmenter ou diminuer la proportion de minerai.

§ 821 . Les dimensions relatives des diverses parties du haut fourneau exercent une grande influence sur sa marche. Or, plusieurs de ces parties, principalement l'ouvrage et les étalages, s'altèrent à la longue par suite de l'action corrosive des laitiers et delà haute température à laquelle elles sont soumises. La marche du fourneau peut alors être influencée d'une manière fâcheuse ; souvent on est obligé de modifier les proportions relatives du combustible et du minerai, de chaîner plus de charbon , et même à la fin d'arrêter et de mettre hors, parce que le fondage cesse d'être avantageux.

Au commencement de la campagne , l'ouvrage est étroit, et les matières y descendent lentement. Si le combustible arrive dans l'ouvrage en quantité suffisante, les matières séjournent assez longtemps dans la région de la plus haute température, pour que la fonte et le laitier acquièrent la fluidité nécessaire à une bonne séparation de ces matières dans le creuset. Mais, si les charbons sont facilement combustibles , comme les charbons de bois légers ; si, de plus, le vent est fort, il ne parviendra que peu de charbon dans l'ouvrage, la région oxydante s'élèvera très-haut dans les étalages, le fer réduit ne séjournera pas assez longtemps au contact du charbon pour se combiner avec la quantité de carbone qui doit le transformer en une fonte facilement fusible; une partie du fer s'oxydera en traversant le vent des tuyères , et passera dans les laitiers. On n'obtiendra donc dans le creuset qu'une fonte demi-affinée ne présentant pas la fluidité convenable, et le rendement du fourneau sera faible parce qu'une partie notable du fer se sera perdue dans les laitiers. Souvent même, des masses de fer non carburé, et par suite difficilement fusibles , s'attachent aux parois de l'ouvrage, ino-

médiatement au-dessus des tuyères, s'y refroidissent par le vent, et obstruent l'ouvrage.

Si, au contraire , l'ouvrage est trop large et n'a pas assez de hauteur; si, de plus le charbon est difficilement combustible, ou le vent trop faible, la combustion sera très-active dans l'ouvrage, immédiatement au-dessus des tuyères , mais la température sera trop peu élevée dans les étalages. Les matières ne seront pas suffisamment préparées à leur arrivée dans l'ouvrage, et n'auront pas le temps d'atteindre la température convenable; les laitiers resteront pâteux et un engorgement du fourneau sera à craindre.

Un inconvénient de l'a môme nature se présente quand on fond des minerais en roches compactes, imperméables aux gaz, ou des scories de forge. L'oxyde de fer ne se réduit que très-difficilement par le gaz oxyde de carbone , dans les régions supérieures du fourneau , parce que le gaz réducteur ne peut pas pénétrer à l'intérieur des petites masses de minerai. La réduction n'a lieu que par le charbon et dans l'ouvrage lui-même , lorsque les matières fondues coulent sur le combustible. Les matières ne séjournent plus assez longtemps au contact du charbon , pour que la réduction s'achève et que la séparation de la fonte puisse avoir lieu complètement. On . dit alors que le minerai est difficile à fondre , qu'il est réfractaire; ' mais il serait plus exact de dire qu'il est difficile à réduire. On diminue notablement cet inconvénient , pour les minerais en roches compactes , en les soumettant à un grillage préliminaire qui les désagrège et les rend poreux.

En général, on est obligé de terminer la campagne d'un haut fourneau lorsque l'ouvrage s'est trop élargi par l'action corrosive dos laitiers. Pour obtenir un fondage convenable , on serait obligé d'augmenter de beaucoup la proportion du combustible , il est alors plus avantageux d'arrêter, et de réparer le haut fourneau. Un fourneau bien construit doit marcher au moins pendant 2 ans. La campagne de certains hauts fourneaux , établis dans des conditions favorables, se prolonge quelquefois pendant 4, 5 et 6 ans. Lorsque le fourneau a été mis hors de service , on le laisse se vider complètement, et après qu'il s'est refroidi, on démolit l'ouvrage, les étalages et la chemise intérieure de la cuve. Le massif reste intact; il exige rarement des réparations. On reconstruit à neuf les parties démolies , et on dispose l'appareil pour une nouvelle campagne.

,^ 822. L'air froid lancé dans le haut fourneau absorbe une portion notable de la chaleur développée par la combustion dans l'ouvrage, pour s'élever jusqu'à la température qui y règne. Cette absorption de chaleur est moindre, et par suite, toutes choses égales d'ailleurs,

la température 8*élève plus haut dans Touvrage , si au lieu de faire arriver de Tair froid, on lance un poids égal d*air préalablement échauffé à 200 ou 300®. Les matières qui fondent difficilement et n'acquièrent pas la fluidité convenable quand le fourneau marche à Tair froid , fondent d'une manière complète lorsqu'il est alimenté par de Tair chauffé. Les charbons, d'une combustion difficile, brûlent plus facilement , parce que la combustibilité du charbon est d'autant plus grande que sa température est plus élevée. On peut donc, avec l'air chaud, fondre des matières plus réfractaires, et employer des «combustibles denses , qui brûleraient difficilement dans un fourneau à l'air froid.

Lorsqu'on fait marcher un fourneau à l'air chaud , avec le minerai et le combustible qui donnaient un bon résultat dans le fondageà l'air froid , on peut, tout en diminuant notablement la proportion de combustible, obtenir une marche convenable; mais il est important de remarquer que la substitution de l'air chauffé à l'air froid modifie notablement les réactions oui se passent dans les diverses parties de l'appareil. Le charbon se trouve en plus petite quantité, et, de plus, sa combustion est plus facile. La quantité d'air introduite étant proportionnelle au charbon brûlé , le poids du gaz qui traverse le fourneau pendant le roulement à l'air chaud est moindre par rapport au poids des minerais ; or, comme la température de l'ouvrage est supposée la même dans les deux cas , il y aura , dans toute la partie moyenne et supérieure du fourneau, moins de chaleur dans la marche à l'air chaud que dans celle à l'air froid. Le charbon étant plus combustible , l'espace du maximum de température deviendra plus restreint. Ces deux causes déterminent des modifications importantesdans la naturedesréactionschimiquesquise produisent dans les diverses parties de l'appareil, surtout devant les tuyères, et elles peuvent exercer une influence notable sur la qualité de la fonte.

L'économie de combustible réalisée dans le haut fourneau par l'emploi de l'air chaud , perdrait beaucoup de son importance s'il fallait brûler du charbon pour chauffer cet air. Aussi y utilise-t-on la chaleur que peuvent développer les gaz combustibles qui se dégagent du gueulard , et qui a été perdue pendant longtemps dans les usines. A cet effet, on construit, au-dessus du gueulard ou immédiatement à côté , un four surmonté d'une cheminée d'appel, et dans lequel circulent, sur un très-long développement, des tuyaux en fonte traversés par l'air des machines soufflantes. La flamme du gueulard se répand dans ce four , et si les tuyaux de circulation de l'air sont convenablement disposés , et s'ils ont un développement suffisant, l'air peut y acquérir une température de 250 à 300°.

Dans la plupart des usines où Ton a remplacé l'air froid par 1 air chauffé , on a eu une économie notable de combustible ; mais on a rencontré en même temps des difficultés inattendues, qui ont fini par faire renoncer à cette nouvelle application. La conduite des fourneaux devenait plus difficile, et la qualité de la fonte était inférieure et irrégulière. Il ne reste plus aujourd'hui qu'un trè&-petit nombre d'usines où Ton persiste encore dans l'emploi de l'air chauffé.

§ 823. Les gaz combustibles qui s'échappent du haut fourneau sont susceptibles de donner , en brûlant , une quantité de chaleur plus grande que celle qui s'est développée dans le haut fourneau lui-même, on n'a donc pas encore utilisé, dans cet appareil, la moitié de la chaleur que le combustible est susceptible de donner.

En effet , l'expérience a montré que 1 litre de vapeur de carbone produit, par sa combustion complète, 2 litres d'acide carbonique et dégage 7858 unités de chaleur, c'est-à-dire, une quantité de chaleur capable d'élever de 1° la température de 7858 fois son poids d'eau. 2 litres d'oxyde de carbone , renfermant 1 litre de vapeur de carbone , consomment i litre d'oxygène et donnent , en brûlant, 2 volumes d'acide carbonique et 6260 unités de chaleur. La quantité de chaleur, dégagée par la transformation de 1 litre de vapeur de carbone en 2 litres d'oxyde de carbone , n'est donc que de 1 598 unités, ou les 0,234 de la quantité totale de chaleur que la mémequautité de carbone dégage en brûlant d'une manière complète et en se changeant en acide carbonique. Il est facile de conclure de là que l'acide carbonique, en se transformant en oxyde de carbone, absorbe une quantité considérable de chaleur, et on explique par cette cause le refroidissement qui a lieu dans le haut fourneau, au-dessus de l'ouvrage. En effet, ^ litre de vapeur de carbone donne, en brûlant d'une manière complète, 4 litre d'acide carbonique et dégage 3929 unités de chaleur, i litre d'acide carbonique se combine avec } litre de vapeur de carbone et donne 2 litres d'oxyde de carbone qui , par leur combustion complète et leui' transformation en 2 litres d'acide carbonique, dégagent 6260 unités de chaleur. Ainsi , dans ces combustions successives , 1 litre de vapeur de carbone a donné une somme totale de chaleur dégagée égale à 3929 -{-6260= 101 80. Le même litre de vapeur de carbone , en brûlant immédiatement d'une manière complète et se transformant en acide carbonique , dégagerait 7858 unités de chaleur. La conversion de 1 litre d'acide carbonique en 2 litres d'oxyde de carbone absorbe donc une quantité de chaleur représentée par 10189 — 7858=2331 unités, qui se dégagent de nouveau quand l'oxyde de carbone brûle pourse transfornier en acide carbonique.

TRAITKMENT AU HAUT FOUBNEAI:.

La chaleur dégagée par i lilre de vapeur de carbone en brûlant dans l'ouvrage et en se transformant en acide carbonique , est représentée par 39j9 unités. Dans les étalages, l'acide carbonique formé se combine avec i litre de vapeur do carbone , et Taie passer i331 uaités à l'état latent. Si nous négligeons les efl'els caloriftqoes très-Teiblis qui se produisent pendant la réduction des minerais par les gaz combustibles, il n'y a plus d'autre production de chaleur dans le baut fourneau. Les gaz combustibles viennent donc briller en pure perte au sortir du gueulard, en dégageant GS60 unités de chaleur, c'est-à-dire, une quantité de chaleur presque double de celle qui a été utilisée dans le haut fourneau luî^méDae.

On a cherché , dans ces derniers temps , fi utiliser cette énorme |>erl« de chaleur. !Nous avons dit qu'on en avait lire parti pour iChautTer l'air qui devait être lancé dans le haut fourneau ; on s'en gsK servi également pour faire subir au minerai un grillage préli- UiÎDSJre; on l'utilise mainlenaut pour chauffer les chaudiérea des machines à vapeur qui font marcher les machines souillantes ; les gaz du gueulard développent, en brûlant, une quantité de chaleur suffisante pour donner la force motrice nécessaire. On a été plus dans quelques usines : on a puisé les gaz du haut fourneau à quelques métrés au-dessous du gueulard , et on les a amenés par dee tuyaux dans des fours à réverbère, où on les brûlait avec une quantité d'air convenable. On obtenait ainsi dans ces fours une température assez élevée pour y exécuter un grand nombre d'opérations métallui^iques, notamment la transformation de la fonte en fer ductile.

g 834- Due grande partie des fontes de moulage est employée ins d'autres usines que celles où la fonte a été obtenue. Ces fonderies 3ont ordinairement établies dans les grandes villes ou dans leurs environs , de manière à pouvoir couler rapidement les objets commandés. Souvent aussi , on a à esLecuter de très-fortes pièces en fonte qui exigent pluade fonte qu'on ne peut en accumuler dans le , creuset d'un seul haut fourneau ou qui exigent des fontes tréshomogénes, comme les cylindres des machines à vapeur. Dans ces idivers cas, on l'ait des moulages en seconde fusion. Pour les objets 4ré8-petits , comme pour les bijoux en fer de Berlin , on se contente 41e refondre la fonle dans de grands creusets de terre , chautTés dans des feux de forge ou des fourneaux à vent; pour les objets plus ^ros OH se sert de petits fourneaux à cuve appelés cubilots , ou de fourneaux à réverbère.

Le cubilot coQsiste en une cuve A en briques réfractaires(lîg. 190],

de 3 à 4 mètres da hauteur, [nainleniie extérieurement par des phques en fonte. La ma^'onnerie réfractaire ne s'étend pas jusqu'au revêtement en fonte; elle en re§te séparée par une coucbe de sable ou de scories de foigo concassées. Le fourneau est établi sur une maçonnerie , couverte d'une grande plaque de fonte ef, qui sert de base à la cuve du fourneau et à son revêtement en Fonto. La base supérieure du fourneau est aussi recouverte par une plaque de fonte DC, qui maintient le revêtement latéral. Cette plaque supérieure est percée d'un trou correspondant au gueulard. Deux ou trois assises de briques réfractaires sont disposées sur la plaque de fonte ef, et l'on tassq par-dessus de l'argile , de façon à former du plan kg , légèrement incliné vers le canal de coulée g. C'est ce plan incliné qui fait l'office de fond de creuset pour la fonte liquide.

Le cubilot est alimenté par une macliine souillante qui lasra l'air par deux tuyères Ces tuyères sont quelquefois disposées l'uoe eu dessus de I autre comnne dans le fourneau représenté par Is figure i90 d autres fois elles sont placées a peu près en facerom de 1 autre et d ins un même plan horizontal

^^^ Un jette d rfljoui au li nd de iiiuvr du cturbon de bois allumé, puis on la remplit de coke et on donne le vent Lorsque la cotnbuslion est très active on charge le combu'.tLbIe et la fonte par touches alternatives Le métal fondu se rassemble au bas de la cave. Il faut que le fonda^'e ait lieu aussi rapidement que p que la fonte ne puisse pas s'altérer en passant devant la tuyère- Lorsque le cubilot renfermela quantité convenable de fonte liquide,

on procède à la coulée. Si Ton moule des objets ik grande diment Eîon , les moules suai établis dans des fosses voisines du cubilol , et ' oo y fait arriver ta foote au moyen de rigoles coinmuniquant au ; Irou de coulée. Quelquefois , on est obligé de se senir de trois oo quatre cubilots disposés les uns a côté des autres, pour avoir la I quantité de fonte nécessaire au moulage des Irès-grosses pièces. ' Quand on moule des objets de petite dimension , on recueille la bote dans les poches de la figure 1)19 , et on la transporte aus (.moules qui sont disposés dans les diverses parties de l'atelier. î Les foumeaux à réverbère permettent de fondre à la fois une fplns grande quanUté de fonte que les cubilots, ils consomment ['moins de combustible, et donnent des fontes plus résistantes; on i'ies préfère donc souvent pour la confection des très-^^osses pièces. ^Jlaïs la fonte y subit plus d'altération que dans les cubilots , parce (qu'elle est soumise à un air plus oxydant , qui lui fait perdre une [parité de son rarbooo. II est essentiel que l'air ne puisse pénétrer l'flans ces fours qu'en Iraversant la grille, afin qu'il soit le moins 'oxydant possible. Enfin , il faut que la fusion ait lien en tnis-peu l'Ile temps, et, par conséquent, que la combustion soit très-active. Le chargement de la foute est fait ordinairement dans le four à t réverbère froid.

I. S 825. Souvent, on fabrique des objets en fonte, qui doivent 'présenter une grande dureté à leur surface; tols sont certains I cylindres employés au laminage. On exécute alors ce qu'on appelle un moutage en coquille avec de la fonte de seconde fusioo. On se ''Sert d'un moule en fonte à paroi épaisse, dans lequel on fait arriver > la fonte ordinairement par la partie inférieure du moule. Le métal, t brusquement refroidi par le contact du moule épais et bon conduc- leur de la chaleur , passe à l'état de fonte blanche dans le voisinage ' des parois du moule et sa surface devient très-dure. L'intérieur du ' cylindre reste à l'état de fonte grise, et conserve la malléabilité ' eonvenablo pour que le cylindre ne soit pas cassant.

Toutes les fontes ne se prêtent pas au moulage en seconde fiision; il faut qu'elles soient riches en carbone, afin qu'elles puissent en perdre une petite quantité, saus devenir trop dilScilement ' fusibles.

ConveraloD de In fonle de fer en terduedie.

$ 836. Pour transformer la fonte de fer on fer ductile, il faut lui

(, enlever le carbone et le silicium combinés. A oot e I met à une action oxydante, qui change le carhune en acide carbonique et le silicium en acide silicique. Ce dernier acide se combine

avec des bases ,. principalement avec l'oxyde de fer, et forme des silicates fusibles qui se séparent à Tétat de scories. La fonte renferme aussi quelquefois de petites quantités de soufre et de phosphore qu'il faut également séparer pendant l'affinage, car elles altèrent considérablement les qualités du fer en barres, et peuvent même le rendre complètement impropre à l'usage. Cette séparation présente de très- grandes difficultés , et occasionne des déchets considérables; aussi cherche -t-on , autant que possible, à éviter la présence de ces deux métalloïdes dans la fonte de fer. Si le soufre existe dans les minerais , on les en débarrasse presque complètement par un grillage préalable. Mais s'il est fourni par le combustible , comme cela arrive lorsque l'on emploie des cokes provenant de houilles souillées de pyrites, il faut charger beaucoup de castine dans le haut fourneau , afin que les laitiers, qui deviennent ainsi très-basiques, puissent retenir le soufre à l'état de sulfure de calcium. Les fontes qui renferment une portion notable de soufre ou de phosphore , ne donnent jamais que de mauvais fers.

Lorsqu'un haut fourneau ne produit que de la fonte destinée à l'affinage, on conduit ordinairement le fondage de manière à obtenir une fonte blanche , renfermant peu de carbone. A cet effet, on charge beaucoup de minerai , et on force le vent de manière à déterminer une descente rapide des charges ; mais on ne peut faire cela qu'avec des minerais et un combustible très-pur, sans quoi on obtiendrait des fontes impures, qui ne donneraient que du fer de mauvaise qualité.

Si l'on maintient de la fonte à une haute température , au contact de l'air, la surface se couvre d'oxyde de fer. Cet acide réagit sur les couches intérieures de fonte; le carbone de la fonte réduit J'oxyde de fer, et se dégagea l'état d'oxyde de carbone; le silicium opère une réduction semblable et produit de l'acide silicique, qui se combine avec une portion de l'oxyde de fer non décomposé, pour former un silicate de fer fusible. La composition de ce silicate est variable, suivant la proportion d'oxyde de fer qui s'est formé. Mais, on général, elle tend vers la formule 3FeO.SiO'^. Si l'on chauffe, en effet, au contact de la fonte, un silicate plus basique, tel que GFcO.SiO*, une portion de l'oxyde de fer est réduit par le carbone de la fonte , et le silicate tend à prendre la composition 3 Fe 0. Si 0*. La fonte de fer réagit même sur ce dernier silicate , mais plus difficilement et à une plus haute température ; de sorte que les silicates qui tendent à se former ne s'éloignent pas beaucoup de la formule 3 FeO. Si 0*. C'est sur cette réaction qu'est fondée la conversion de la fonte en fer ductile. La silice des scories n'est pas seule-

ment fournie par le silicium de la fonte, ou par les grains de sable adhérents à sa surface et qui proviennent des moules dans lesquels on l'a coulée; une grande partie est souvent fournie par les cendres du combustible au milieu duquel l'affinage a lieu.

On emploie deux procédés très-différent* pour l'affinage de la font« :

4° L'affinage au charbon de bois, dit affinage au petit foyer;

2° L'affinage à la houille , appelé affinage par la méthode anglaise.

Affinage de la fonte au petit foyer,

$ 827. Cet affinage a lieu dans un petit foyer quadrangulaire U (fig. 491 et 492 ) , formé par des plaques en fer recouvertes d'argile. La profondeur de ce foyer est de 0",25 ; sa largeur de 0'",60 à ©""ïTO. Le vent est apporté par une tuyère t , qui pénètre dans le foyer d'environ 1 décimètre , et pIonij;e de façon que son axe coupe la face opposée du creuset sur son arête inférieure. La tuyère en cuivre, ou en argile cuite, est représentée par la figure 493. Elle reçoit en général les buses des deux soufflets de bois S, S' (fig. 491 et 492), mus par une roue hydraulique. Ces soufflets sont disposés de manière que le vent soit continu; pendant que la caisse mobile de l'un d'eux descend et lance son air dans le fover, la caisse du second s'élève et aspire l'air extérieur. On règle la quantité d'air en faisant arriver plus ou moins d'eau sur la roue hydraulique. La soufflerie que nous avons représentée est très-imparfaite ; elle est remplacée dans nos forges modernes par des machines à cylindre, à double eflfet, analogues à celle de la figure 487, et dont on règle le vent en manœuvrant un registre disposé sur le tuyau qui amène l'air.

Au-devant du foyer, se trouve une plaque de fonte aba'b\ placée à la hauteur de l'ouverture supérieure du foyer, et légèrement inclinée. On a ménagé, à la partie inférieure du creuset, un trou de coulée, qui débouche au bas du creuset, et par lequel on fait écouler les scories. Le foyer est recouvert d'une hotte C, munie d'une cheminée qui enlève les gaz provenant de la combustion. Des plaques de tôle P sont attachées à la hotte, et préservent les ouvriers de la radiation calorifique pendant le travail.

Le foyer contient les charbons allumés provenant d'une opération précédente; on achève de le remplir avec des charbons irais et l'on donne le vent. La fonte, soumise à l'affinage, est tantôt sous la forme de fortes gueuses , de plusieurs mètres de longueur, tantôt sous la forme de gueusets , ou de plaques coulées. Dans le premier cas, on place la gueuse sur des rouleaux, et l'on avance son extrc-

mité de quelques décimètres foiiibiislible. Dans le second

sus du creuset at au milieu du place, immédiatement au-da^

iisdes (.Il ib in'- la quantité de tonte qui doit ^^ ( Ire affinée dans une opération , quantité qui ,, .^^ p* \jrje de 100 à 1B0 kilogrammes. Lu font*

'^t.,*^'— - i-ntre en fusion et tombe au fond du creuset,

n^ 1 1 sous la forme de ,'oultelettes , à Iravers le

vent de la tuyère Cette période de fubion dure- de 3 heures à 3 J heures Le^ ou\ner-> profitent de la baute température , qu; se développe par la combustion di.s obarlions placés au-dessus de la fonte, pour forger on barres le fer alliné, provenant de l'opération précédente, ainsi que nous le dirons tout à l'beure, Les gouttes de fonte , en traversant le vent de la tuyère , s'oxydent à

leur surface ; il se forme un silicate de fer très-basique , qui réagit sur le carbone de la fonte. Lorsque celle ci s'est réunie au fond du creuset, elle a perdu une grande partie de son carbone , et elle est devenue.beaucoupmoinsfusible. De temps en temps, on fait couler les scories, en débouchant le trou de coulée ; mais on en laisse toujours une quantité suffisante pour continuer l'action décarburante. Souvent, l'ouvrier laisse souffler le vent de la tuyère, immédiatement sur la fonte, pour en activer l'oxydation.

Lorsque la masse de fer , en partie affinée , a pris de la consistance, l'ouvrier la soulève avec son ringard et la ramène au-dessus du combustible, qu'il tasse au fond du foyer. Le vent souffle alors au-dessous de la masse, qui se trouve ainsi soumise à une action oxydante énergique. Cette opération s'appelle avaler la loupe. On ajoute du charbon frais, et on augmente la force du vent, de manière à fondre le métal une seconde fois. Après cette seconde fusion l'affinage est très-avancé; le fer forme des masses spongieuses que l'ouvrier rassemble, et soude ensemble en une seule niasse. Quelquefois il rapproche de la tuyère les fragments dont l'affinage lui paraît imparfait. Lorsque l'affinage est terminé , que le fer a pris nature ^ on fait écouler complètement les scories , on retire la masse de fer, on la bat sur toutes ses faces avec les ringards, et on la porte sous le marteau.

On nettoie alors le creuset. On laisse une partie des dernières scories dans le foyer ; on fait écouler le reste, mais on le conserve, en général , pour l'employer dans l'opération suivante pendant la fusion de la fonte. Qn ajoute également les battitures de fer qui se détachent pendant le forgeage de la loupe. Lorsque la plaque de fonte , qui forme le fond du creuset, est trop chaude , on la refroidit au moyen d'une certaine quantité d'eau, qu'on fait couler dessous, à l'aide d'un petit canal qui débouche à l'extérieur. On dispose ensuite le foyer pour une nouvelle opération.

§ 828. Le travail, que Ton fait subir à la loupe, au sortir du foyer, consiste à la placer sur une enclume, où elle reçoit, tantôt dans un sens, tantôt dans un autre, les coups redoublas d'un marteau pesant (fig. 494). L'enclume E est presque toujours en fonte ; mais"le marteau est souvent en fer ductile, et porte alors une panne (ïajgieT. La tête P du marteau pèse de 300 à 600 kiloo;r.; elle est montée sur un manche en bois oa, consolidé par des cercles en fer. Le manche est maintenu dans un anneau en fonte, pourvu de deux tourillons o, qui forment un axe de rotation , et reposent sur des paliers ou crapaudines en fonte ^ fixés dans des colonnes verticales. Pour donner à Tenclume une position très-solide, on la place sur un

prnE billol de bois appuyé lui-onème sur un pilotis enfoncé dans l« sol de I usine On d Rpo e sur le billot une pièce de fonte dans la

quelle on consolide I enclume au moyen de coins en fer Le mar teau est soulevé de côté par des cames c, c, montées sur un arbre do couche AB qui reçoit un mouvement de relation d'une roue hydraulique. Le marteau , lancé en l'air par la came qiii le soulève en 6, vient frapper contre une pièce de bots SR, appelée Tobat, qui l'empêche de s'élever trop haut. Ce rabat , en vertu de son élasticilé, lui imprime un mouvement descendant rapide, qui l'empéchede rencontrer la came suivante avant d'avoir frappé sur l'enclume. La volée du marteau , ou son plus grand écarlement de l'enclume, varie de 0"',60 à 0,70. Le marleau que nous-venons de déairei porte le nom de marleau à soulèvement.

§829. Pour porter la loupe incandescente sur l'enclume, lesoovriers se servent de fort^ pinces en fer ; pendant cette opération , le marteau cit maintenu en l'air au moyen d'une cale. Dès qu'elle est terminée , on enlève la cale , et on met en mouvement la roue hydraulique, de manière à ne faire donner dans les premiers temps qu'un petit nombre de coups au marteau ; on accélère ensuite le mouvement. Les scories trcs-fluides , interposées dans le métal spongieux, sont exprimées par la compression et s'écoulent; les parties métalliques se soudent les unes aux autres. Les ouvriers tournent la loupe sur ses diverses faces, afin de la faire battre successivement dans les différentssens. Ils lui donnent ainsi la forme d'un prisme allonge, à base carrée, qu'ils divisent ensuite en 4 ou 5 morcj-aux, on lopitix. un moyen d'une espèce de coulenu en ftr, dont ledas est exposé aux coups de marteau. Lorsque le foyer a SU disposé pour une nouvelle opération , les lopins y sont replacés;

e (le charbon, et loi^qu'ilB ont atteint la tempérât enable, on les forge, l'un aprèsrautre.pourlesmellreenbai' B30. On se sert quelquefois à cet effet du marteau à souU , le plus souvent, d'un marteau plus petit , appeli^ n.

à bascule ou TnartimI. Ce marleau, qui esl représenté (li^^ 493), e un plus grand nombre de coups, et reçoit une vuk'c beaucuup dre. Il est mis en inouvcmenl , par sa queue , au muyen de » montées sur l'arbre R de la roue hydraulique. Son a\e de ionO est placé au \ de la longueur du manche, comptée à partir quBue C. Les cames appuient de haut en bas sur la queue du eau , et produisent ainsi son sonlèvemeni . Elles sont beaucoup nombreuses autour de la circonférence de l'arbre de couche, rPs cames du marteau a soulëvemeul. Afin que le marleau rele rapidement , après que la came a passé, on fait butter la B du marteaa contre une pièce de fer, fixée sur un pièc« de D, qui la repousse vivement, et permet au marleau de retomlur l'end unie avant qu'il soit soulevé parla came suivante. iffinage au petit foyer donne de li k 7G de fer ductile, pour oarliesde fonte. Le fer est toujours de trës-bonne qualité, lorsk foDle n'estpas très-impure, parce que le métal a été forgé et ryé dans tous les sens. On parvient m£me à obtenir de bons avec des fontes de qualité très-médiocre ; mais le déchet est I pins considérable.

t3l. On a aussi employé l'air chaud pour l'afdnage de la fonte Btil foyer. A cet effet, l'air, avant d'arriver à la tuyère, traderune série de luyau:^ disposés sous forme de serpentin au-dessus >yer et dans la cheminée qui le surmonte. On avait n-connu n'était utile de donner i'alr chaud que pendant la première >de du travail, c'est-à-dire pendant la fusion de la fonte, jiarcp

qu'elle avait lieu alors d'une manière plus rapide ; et de lancer de l*air froid pendant la seconde période du travail , où l'oxydation doit être plus énergique. Mais l'emploi de l'air chaud pendant l'affinage a été abandonné aujourd'hui dans la plupart des usines qui l'avaient d'abord adopté, parce que le travail était plus irrégulier qu'avec l'air froid.

On a vainement tenté de substituer le coke au charbon de bois dans l'affinage au petit foyer; le fer était toujours de qualité inférieure.

Affinage à la houille, ou par la méthode anglaise.

§ 832. Dans toutes les contrées où le bois est rare, et où le combustible minéral revient au contraire à un prix peu élevé, on pratique un procédé d'affinage très-différent de celui que nous venons de décrire , et qui a reçu le nom d'affinage par la méthode anglaise ^ parce que c'est en Angleterre qu'il a pris naissance. Ce procédé consiste ordinairement en deux opérations consécutives, qui s'exécutent dans des foyers différents.

Dans la première opération, on fond la fonte dans une espèce de creuset d'affinerie, au contact du charbon et sous le vent de la tuyère; le mêlai fondu coule dans une large rigole ou il prend la forme de plaque. La fonte a perdu, dans cette fusion sous la tuyère, une partie de son carbone et la presque totalité de son silicium : elle forme un métal blanc , très-aigre et cassant , plus ou moins boursouflé, auquel on donne le nom de fine-metal. Le foyer dans lequel s'exécute cette fusion s'appelle feu de finerie.

On achève l'affinage du fine-metal, en l'exposant, à la fois, dans un four à réverbère, à une très-haute température, et à un courant d'air oxydant. Le carbone de la fonte se brûle à l'état d'acide carbonique, en même temps que le fer s'oxyde à la surface , et donne de l'oxyde magnétique. Cet oxyde se combine en partie avec l'acide silicique produit par le silicium qui reste dans le fine-metal, et il se forme une espèce de scorie qui recouvre les petits fragments de métal provenant de la désagrégation opérée par la chaleur. L'oxyde de fer de la scorie réagit sur le carbone qui reste encore en combinaison ; de l'oxyde de carbone se dégage et brûle sous la forme de petites flammèches bleues. Quelquefois , on ajoute des scories riches en oxyde de fer, qui hâtent cette combustion. Lorsque l'ouvrier juge que l'affinage ost achevé, il réunit, sous forme de boules, les fragments de fer métallique disséminés sur la sole du fourneau à réverbère; il enlève ces boules l'une après l'autre, les porte sous le marteau cingleur, et les façonne en barres Cette seconde opéra-

métal et à sa consistance , si le finage est suffisamment avancé. Il débouche alors le trou de coulée ; le métal coule dans la large rigole D, où il s'étend sous forme de nappe; et les scories coulent par-dessus. Lorsque le creuset est vidé, on jette de l'eau sur la matière , pour refroidir brusquement le fine-metal , qui devient ainsi très-cassant. Lorsque le métal retient encore du soufre, il dégage au contact de l'eau une odeur très-prononcée d'hydrogène sulfuré. On détache les scories, puis on casse le fine-metal à coups de marteau. Le fine-metal présente, dans sa cassure, une couleur d'un gris blanc ; les couches supérieures sont remplies de boursouflures; les couches inférieures sont compactes. Pendant cette opération , la fonte a perdu presque complètement son silicium, et une partie seulement de son carbone.

On peut juger par les analyses suivantes du changement chimique que la fonte subit dans le finage :

Une fonte de fer qui présentait la composition suivante :

Carbone 3,0

Silicium 4,5

Phosphore O^^i

Fer 92,3

a donné un fine-metal qui était composé de

Carbone 4,7

Silicium 0,5

Fer 97,8

La fonte éprouve , dans les feux de finerie , un déchet d'environ 10 pour 100. La consommation de coke est d'environ O*"*'"^*, 6, pour 1000 kilogr. de fine-metal obtenu.

§ 835. Le four à puddler fst un fournfîiu à réveibère, dont la figure 499 représente une coupe horizontale, et la figure 498 une coupe verticale. La figure 500 montre ure vue perspective de ce fourneau. La sole du fourneau est sensiblement horizontale ; elle présente à l'arrière, en B, vne dépression qui conduit à une ouverture 0, par laquelle on peut faire écouler les scories; elle reste fermée pendant le travail. La sole est séparée de la grille F par un pont de 0",25 de hauteur. Le tirage est déterminé par une cheminée en briques C, de 10 à 15 mètres de hauteur, munie d'un registre R que l'ouvrier peut manœuvrer du sol de l'usine au

moyen li'une ihalnu les murs du foura Wmi en simple mai,onnene de bnqoearéfractairea, mais ils sont recouverts sur toat leur cnntour, de plaques de fnnle, maintenues parde-tirants en fer Le fourneau est percé de plusiearsportes Les portes F et G LOmmuniquenl

■i.-iilile; elles snnl

fermées [i^ . . , . ; ihnii^uent avec la

sole. La puilu li siii. |iiim-hijii.uh[U .111 u.iiijil peiicJanl l'affinage; elle est fermée par uu registre. La purie E reste fermée pendant le travail; elle ne sert que pour le nettoyage de la sole, et pour le chargement du métal à affiner. La sole est souvent formée par une simple plaque de fonte, sous laquelle l'air circule librement; cela I pas la température de sa fusion.

d'une coucbe de sable ; enfin, dam formée par des briques réfractairea, s que l'on a chaoffées assez fortement I |x>ur leur faire subir un commencement de fusion.

La grille d'un fourneau à pudJler ordinaire est carrée ; elle a <",40

iutfit pour qu'elle n'attei; D'autres fois, on quelques recouvertes d'un lit de

iitim. La aolea de 1",80 à 2" de long; 1",10 de large dans sa plus Rmiide lurgenr veM In gnile, et 0"',S auprès de la olieminée.

S50 kilogr. de mêlai que l'on répand sur la sole ; on y ajoute enviion 50 kilogr. de scories riches ou de battitures de fer ; on ferme hermétiquement les portes, et l'on ooïre complètement le registre de la cheminée. Le métal entre promptement eu fusion, on abaisse alors progressivement le registre R de la cheminée pour diminuer le tirage. Le mêlai demi-foiidu , désagrégé , e;t recouvert de scories liquides; l'ouvrier le brasse constamment avec un ringard, qu'il passe par la porte D, mais en ouvrant celle porte le moins possible, de peur qu'une trop grande quantité d'air pur ne pénètre dans le fourneau, et n'y détermine une Irnp complète uïydation du fer. Il ouvre ensuite entièrement le r^istre R ; le carbone de la fonte réagit sur l'oxyde de fer des scories, il se dégage beaucoup de gaz oxyde de carbone q^., en s'échappant à travers les scories, les fait bouillonner et hoursouQe toule la masse. Ce gax brûle, en formant deapetitesflammes bleues. L'ouvrier continue à brasser la masseavec son ringard, jusqu'à ce ifu'il reconnaisse, à la constitution pulvérulente du métal et à son apparence, que l'affinage est suiTisamment avancé. Il fait alors couler une portion des scories, et rassemble avec son ringard les parties de fer affiné, qu'il soude les unes aux antres, en les comprimant- Lorsqu'il a ainsi formé un noyau métallique, il le lait rouler sur la sole couverte de fragmenls de fer incandescent, qui s'atlachent à ce noyau. Puis, quand la boule a

flcquif une grosseur convenable, il la pousse vers le pont, et en forme immédiatement une senonde. Pour former la dernière, il rassemble avec EOD ringard tous les fragmenta métalliques qui restenl sur la sole L'ouvrier praduil aiosi de i à 6 bnules, qui sont portées ijuccessivemeut sous le marteau, en commençant par celle qui aélé formée la première.

Od fait environ H à \6 fournées en 91 heures. Le déchet sur le Bae-metal est de? à 8 pour 40D, et l'on consomme environ lOOpartiej de honilla pour 100 parties de fer puddié.

Le raffinage préalable de la fonte, appelé aussi le tnatéage dtta fonte, est indispensable puur les fontes très-aliceuses, obtenues dans les hauts foumeiiux au coke, alimentés avec des rainerais iiU' purs, ou un combustible renfermant beaucoup de pyrites Lursque les fontes à afliner sont très pures, comme celles qui provienmul des fuurneaui au tharbun de bois ou comme les fontes grisestrèi- ! pures que donnent certains fourneaux au coke, on supprime complètement le niazéage, et l'on soumet immédiatement la fonleau puddiage. Cette dernière opéralion devient alors un peu plus longue et donne un dét-helplus considérable.

§837. Le marteau aveclequel on bat les houles dit fourâpuddleTi et qu'on appelle mnrleoH (ronliil, est représenté par la figure 69t.

Il est entièrement en fonte son poids est de 3000 a 6000 kilo L'axe du manche tourne sur des crapaudines ench^ees dans le support en fonte S La panne p est en fer jeiéreuï , elle se compose de trois parties fixées avec des cales dans le manche en fonle. U Egare montre la forme que Ton donne ordinairement à lu panned marteau et & l'enclume q. Le marteau est soulevé par sa tète, 1 moyen de cames e, c. monlés sur une couronne en lonle, ûxée elli même sur un arbre horizontal R, mis en mouvement par une roue hydraulique, ou par une machine â vapeur. La levée de ce martetiii varie de 0°,40 à 0",GO. Le nombre des coups est de 7S à 10( minute.

lOt

g 838, Un train de laminoir (fig. SC2) se compose de deux éijtùpoge^ formés chacun par deux cylindres horizontaux, superposfe, et présentant à leur surface des cannelures de diverses figures, suivant les formes que l'on veut donner aux barres. Les axes des deux cjlindres se trouvenl rigoureusement dans le même plan vertical; ils reçoivent des mouvements de rotation égaux, mais en sens contraire Le cylindre inférieur reçoit directement le mouvement de la madiine sur l'axe de laquelle il est fi^é, le cylindre supérieur est mis en mouvement par le premier, à laidedel'engrenagecc', et tourne, par i-onséquent, en sens contraire.

Le- cjlindres placés dans des cagas en fon te h, h, sont portés sur des cou-sinels en bronze; on règle leur écartetnenl au moyen de vis de pression a. LescylindresAetBsont liés en Ire eux et avec l'axe de rotation de la machine, au moyen de manchons en fontem, quipassenlà la foi- snr Ips deux axes et qu'on lise avec des clavettes; la séparation et la jonction des cylindres deviennent .lînsi faciles. L'équipage A, A' prâ^enLedescannelurescarréesdont la grandeur va en diminuant progrps«i\pment depuis la première cannelure jusqu'à la dernière; il est destiné â fabriquer des barres à section carrée. Les cylindres B, B' portent des cannelures rectangulaires , disposées de manière que les disques saillants de l'nn'entrent dans les parties creuses de l'autre ; ces f \linqiier les barres plates.

Pour empêcher les cylindres de trop s'échauffer pendant le travail, on fait couler dessus de petits Blets d'eau, fournis par les tubes tj t, ty alimentés par le canal I V.

Le laminoir qui sert à retirage du fer puddlé se compose d'un équipage de cylindres dégrossisseurs , dont les cannelures présentent des sections ovales, et d'un équipage de cylindres finisseurs y semblables aux cylindres B, B', et qui- donnent au fer la forme des barres aplaties. La première cannelure du cylindre dégrossisseur présente un vide d'environ 15 centimètres de hauteur.

Pour engager les barres incandescentes, les ouvriers les tiennent avec des pinces, et les appuient sur une plaque de fonte ou de tôle, appelée tablier^ qui est disposée à la hauteur de la séparation de deux cylindres. Une seconde plaque dont le bord est entaillé pour laisser passer les cannelures du cylindre inférieur, est disposée de l'autre côté des cylindres et à la même hauteur ; elle reçoit la barre à sa sortie, et l'empêche de s'enrouler sur le cylindre inférieur. Quand la barre est sortie, un ouvrier la saisit avec une pince, et la repasse par-dessus le cylindre supérieur, où le lamineur la reçoit, et la présente à la seconde cannelure, dont la section est plus petite. On rend cette manœuvre plus facile en appuyant la barre sur des crochets suspendus à des chaînes dont les extrémités glissent le long des barres de fer horizontales placées des deux côtés du train. Les cylindres pour le fer puddlé font ordinairement de 30 à 40 tours par minute.

§ 839. Après cette description succincte des appareils qui servent à l'étirage du fer, revenons au procédé du puddlage. La boule de fer puddlé, retirée du four, est traînée sur le sol de l'usine jusqu'à l'enclume , où on la porte à l'aide de fortes tenailles. Le marteau frontal est soutenu en l'air, à son maximum de levée, par une cale. Pour le mettre en mouvement, on fait tourner l'axe des cames, et l'on applique une barre de fer sur l'une des cames, au moment où elle passe près du front du marteau. Celui-ci est alors soulevé ; on retire la cale, et le marteau continue à battre, par le jeu régulier de l'appareil. Les scories, interposées dans le métal spongieux, coulent en abondance; les parties métalliques se soudent les unes aux autres, et la masse battue sur les différents sens, prend la forme d'un prisme aIlon;^é à base carrée. Ce Ijatlage ne dure guère plus d'une minute, de sorte que la loupe possède encore une très-haute température et peut être soumise immédiatement au laminoir. Lorsque le fer a passé successivement à travers les cannelures des cylindres dégrossisseurs et finisseurs, il a pris

la forme de barres plates de 15 millimètres environ d'épaisseur et de 50 à 60 millimètres de largeur.

§ 840. On a remplacé, dans ces derniers temps, le marteau frontal par une presse à charnière (fig. 503), dans laquelle on

comprime les boules au sortir du four à puddier. Cette presse consiste en deux mâchoires de fonte AB, et D, assemblées sous forme de ciseaux; mais, à la place des tranchants, se trouvent des surfaces planes légèrement cannelées, entre lesquelles le fer spongieux est fortement comprimé. La mâchoire inférieure D est formée par une caisse en fonte dans laquelle on peut faire circuler de l'eau. La mâchoire supérieure est mise en mouvement par une bielle en fer a6, montée sur l'axe b qui reçoit un mouvement de rotation d'une machine. La presse donne moins de déchet que le marteau frontal, et met plus promptement la loupe en état de passer au laminoir.

§ 841. Enfin, on a imaginé récemment un nouvel appareil qui présente sur la presse elle-même de grands avantages pour le forgeagede la loupe, et en général pour le travail des grosses pièces en fer; c'est le marteau pilon ou marteau à vapeur. Ce marteau se compose d'un pilon C (fig. 504) en fonte, du poids de 3000 à 5000 kilogr., terminé à sa partie inférieure par une panne en fer aciéreux A, à laquelle on donne la forme qui convient au travail que l'on veut exécuter. Ce pilon se meut verticalement dans des coulisses en fer a6, cd, fixées sur un bâtis solide en fonte. Le pilon est supporté par une tige en fer tif, attachée à un piston qui se meut dans un corps de pompe P établi sur la plate-forme supérieure du bâtis. L'enclume B est fixée d'une manière inébranlable au pied de ce même bâtis. Pour soulever le pilon, on fait arriver de la vapeur à haute pression dans le corps de pompe P, au-dessous du piston ; celui-ci s'élève dans le corps de pompe et entraîne avec lui le pilon. Si l'on intercepte la communication du corps de pompe P avec la chaudière, et qu'on établisse au contraire la communication avec

l'atmosphère, la vapeur s'échappe; l'excès de pression qui avail fait monter le pilon est supprimé, pt le pilon retombe de toulson poids sur l'encIumB.

i^es manœuvres se font avec la plus ide facilité par jpu de tiroirs iblables à ceux .i^ue l'on emploio ilaiis les machines à vapeur. Cnouvrier, monté sur la plate- R. manœuvK

airo ré^le i

ralonlè l'ail du marteau. On peut, à l'aide de cet appaeit, augmenter on diminuer la volée du marteau, accélérer ou relarder les coups, et arrêter le narteau à iinedisuice risoureiisa-

mentdélenninéede

t' — 7- -" 1 enclume.Cetledep-

n ère ond on st t p eu e pa e qu el g permet de donuer 9u\peceB un calibre e\dct. Le marteau a vapeur rend aujourd'hui de grands services dans l'industrie du fer, principalement pour le forgeage des grosses pièces, telles que les arbres des roues motrices des grands bateaux à vapeur.

$ 812. Le fer puddié est toujours un fer de qualité inférieure; il I' i£- S0.1. ggt ^ai soudé, rempli de fissures ou pailles, mais il joûTt

Z ordinairement d'une grande dureté, ce qui le rend propre à certains emplois pour lesquels les autres qualités du fer ne sont pas nécessaires. C'est toujours avec du fer puddié que l'on confectionne les rails des chemina de fer. On fabrique alors les barres avec des laminoirs donllescanneluressontdispoaéesde manièrea donner S ces barres la formegénéralement adoptée pour les rails ; la figure 505 en représente une section.

S 9i3. On améliore beaucoup la qualité du fer puddié en le réchauffaot au blanc, soudant, et le soumettant à de nouveaui corroyagus et laminages. A cet elTet, on coupe les barres de fer puddié en morceaux de O'.S environ de longueur, à l'aide d'une cisaille [6g. 5061. Cette cisaille se compose de deux mâchoires terminées par

■les lames tranchantes A, B en acier. La mâchoire inférieure B est fixe; la roftcboire sopérienre A tourne autour d'un axe horiiomal flxéà la mAchoire inférieure ; elle est terminée par une longue queue en fer AC, mue par un excentrique DE, dont l'axe de rotation R est mis en mouvement par une machine à vapeur, ou par une roue hydraulique. Cette cisaille coupe immédiatement des barres de fer ayant plusieurs centimètres d'épaisseur.

Les bouts coupés de fer puddié sont placés les uns sur Ips autres; on en forme des paquets, ou (rousses, dont chacun ronfermela quantité de fer nécessaire pour confectionner une barre. On dispose ces trousses dans un four à réverbère, appelé four de chaufferie, et qui est représenté par les figures 507 et SOS. Ce four diffère du four à puddier en ce que le rapport entre sa capacité A et la surface de la grille F est beaucoup plus grand que dans ce dernier. Il ne possède que deux porles.l'une sert au chargementdu combustible sur la grille; l'autre o, qui est placée à l'arrière du fourneau, immédiatement audessous de la cheminée, sert à introduire les trousses de fer à ré^ chaulfer, et à les retirer quand elles ont atteint la température convenable. Cette porte est fermée parunregistrer.il est important qu'il n'entre dans le four que de l'air privé presque complètement de son oxygène, sans quoi une partie notable du fer s'oxyderait, et il y aurait un déchet considérable. Les portes du fourneau doivent donc rester fermées aussi complètement que possible, afln qu'il ne pénètre dans le fourneau que l'air qui a traversé la grille. La porte de travail étant située immédiatement au-dessous de la cheminée, quand on l'ouvre pour retirer une trousse, l'air extérieur n'entre pas dans le fourneau, et se rend directement dans la cheminée. Lorsque les trousses ont acquis la température du blanc soudant, on les

retire les unes après les autres, elon les fait passer entre les cylindres élireura. C^ cylindres sont exécutés avec beaucoup plus df aoinqueceuï qui travaillent teferpuddlé; ilsontététournèaexartenieat etleabar res en reçoivent dessurraces nettes et des arêtes v'

plus grande vitesai? de rotation surtout pour les Ters de petit e hantitlon 11 est important dans ce cas que les barres passent rapidement afin qu elles conser ventassezdechaleurjusqu'au moment ou elles onlatleml Ins riimenfiona désirées

gSii Pour les fers de petit échantillon, on ie sert ordinairemenl, sGn de hâter le travail de trois cjlindre» c<innele~, placés les uni au-dessuades autres Lec^liodredu milieu reçoit directement l(. mouvement de la machine, et imprime, au moyen d engrena^ deamouvomenlaen sens contraire aux cylindres supérieur et inttneur. On passe la barre, d abord entre te premier cjlindre et b second; l'ouvrier placé de l'autre c«tâ la reçoit, et la fait pass immédiatement entre le second cylindre et le troisième. Les cylindres font de 150 à 200 tours par minute.

AFFINAGE DE LA FONTE. i07

§ 845. On a essayé, dans ces dernières années, de puddler la fonte en employant comme combustible les gaz qui s'échappent du gueulard du haut fourneau. On puisait ces gaz à quelques mètres au-dessous du gueulard, et on les amenait par des tuyaux dans le four à puddler. La cheminée de ce four suffisait, lorsque le four était chauffé, pour produire le tirage convenable. Les gaz combustibles, dont on réglait le couraftit à volonté, étaient brûlés par une quantité convenable d'air atmosphérique et donnaient une longue flamme qui se répandait dans le four. La température que l'on ob« tenait ainsi était suffisante pour le puddlage ; mais le travail était difficile à conduire, les déchets étaient souvent plus considérables que dans le puddlage à la houille, et la qualité du fer était irrégulière. Ces inconvénients ont fait renoncer, dans la plupart des usines, au puddlage par les gaz combustibles du haut fourneau, malgré l'économie notable qu'il réalisait sur le combustible. L'emploi le plus avantageux qu'on ait trouvé jusqu'ici pour ces gaz consiste à les brûler sous les chaudières des machines à vapeur, pour créer de la force motrice. Il est nécessaire alors d'avoir au moins une chaudière auxiliaire, que l'on {juisse chauffer directement à la houille dans le cas où l'allure du lîaut fourneau viendrait à se déranger. Cette précaution est surtout indispensable, quand la machine est destinée à faire marcher les souffleries, qu'il faut pouvoir forcer à volonté, si le dérangement, survenu dans le haut fourneau, exigeait, pour être combattu, un vent plus considérable.

Fabrication de la tôle et du fer-blanc.

§ 846. On donne lo nom de tâle au fer réduit en feuilles. Pour préparer la tôle, on porte le fer, chauffé au rouge, sous des machines de compression, qui sont tantôt des marteaux battant sur des enclumes, tantôt des cylindres lamineurs. On ne parvient pas à amener, en une seule fois, la plaque de fer au développement qu'elle doit recevoir; on est obligé de la réchauffer plusieurs fois et de la soumettre à plusieurs martelages ou laminages successifs.

Le marteau employé à la fabrication de la tôle est analogue à ceux dont on se sert pour forger le fer en barres provenant de l'affinage au petit foyer. Ce marteau pèse 200 kilogr., il a environ 0"',60 de volée ; sa panne a 0",35 de longueur, sur 0"',02 de largeur. La table de l'enclume est légèrement convexe ; elle a une largeur qui varie de 5 à 4 centimètres.

On emploie deux équipages de cylindres pour le laminage de la

n équipage dégrossi fseur, elunéijuipage (inisseur. Ct^deoi i équipages ne diiTerent gi^néraleitient qu'en ce que les cylindres it i l'équipage finisseur ont été tournés avec plus de soin. La figur

lii.dn; iiiféntui A ri;i;OLL diieclciiR'iiL le iiiuu'.uiuciii Je !,i in;iLliiiit; , il communique un mouveaient égal, mais en sens i uniraire, au q- .l lindre A', par l'intermédiaire de l'engrenage F. On rapproche II deUK cylindres plusou moinsà l'aide des vis a, a', quimalntieiuiH t les paliers du cylindre supérieur.

Nuiis ne nous arrêterons pas à décrire la fabrication de la Id sou» le marteau; celte Ttibrication tend de plus en pJusâ disparatti*) par suite des perfeclionnemenls que l'on a apportés au laminsg» i Le marttlage donne des tèles de bonne qualité, trèa-résislaaWi >. mais dont l'épaisseur est rarement unirorine.

Le fer employé à la fabrication de la tâle doit être mou et mi léable; il Taut des Fers obtenus au cbarbon de bois pour Ifs Itt minces destinées à la fabrication du fer-blanc, et pour lea tôlespk épaisses qui ont besoin de présenter une grande résistance, c celles qui sont employées à la conreclion des chaudières â vRp On fabrique cependant des tùles épaisses avec du fer pudJIé ; i elles sont toujours de qualité inférieure, àmoinsquole fer n'ait éli soumis à plusieurs corroyâmes.

Le fer amené à l'étatde barres plates, d'une force plus ou mstML grande suivant l'épaisseur et la longueur des feuilles de lÛle flul I l'on veut fabriquer, est coupé à la cisaille en morceaux appelée 1| l dons, et d'une longueur égale a la largeur que l'on vi™t doniteral feuilles de lôle. Celle opération s'esécute au moment où le^briftl sortent encore chaudes des cylindres étireurs. Après avoir étécliW 1 fês rapidement à une forte chaleur rouge dans un fourneau à révibére, les bidons sont passés au laminoir, on les y présente ei