DU TRAITEMENT MÉTALLURGIQUE

ciale ; le reste est enlevé dans le cours des élabo" rations aux parois mêmes des fourneaux où les matières réagissent. Cette circonstance ne se pré^ sente point exclusivement dans la méthode galloise; il est même vrai de dire que c*est faute «robservations exactes sur ce point que beaucoup d'opérations métallurgiques n ont pas été aperçues sous leur vrai jour; ce qu'il y a ici de particulier c'est que Tintervention des matières terreuses composant les parois des fourneaux est plus prononcée, plus essentielle qu'elle ne Test, k ma connaissance, dans les autres branches de la métallurgie. Je me suis appliqué à recueillir tous les renseignements et à faire toutes les études chimiques nécessaires pour mettre en lumière complète [i^oir § 13, tableaux I à X) ce tn^it intéressant de la méthode galloise.

Le seul fondant dont on fasse une addition spé- Compoguioii ciale ne forme que le tiers du poids total des^lS^a^fS! matières terreuses ajoutées dans le cours du trai-fé» tement; les fondeurs l'appellenl spar^ nom qui, dans le langage métallui^ique de la Grande-Bretagne, s'applique ordinairement au fluorure de calcium, et c'est à ce dernier agent que les fondeurs^ attribuent ordinairement l'efficacité du réactif. Cependant j'ai toujours observé, dans les fondants fluorés du pays de Galles, une forte proportion de matière argileuse, dont l'alumine aide A la fusion de la chaux , de la magnésie , et de cer tains oxydes métalliques. Le fondant fluoré vient ordinairement de la région orientale de la presqu'île de Cornwall, et surtout des mines de plomb situées sur la rivière Tamar. Il est transporté comme les minerais de cuivre extraits de la

70 ^ !*'• OOX0ITIOEI& GÉHÉIALES

même contrée; la tonne rendue au dépôt de» mines coûte i o shillings , dont moitié , environ f représente le prix du Fret. Il est employé , sane aucune préparation mécanique, dans Tétat où il est amené aux usines ; le fluorure de calcium y est contenu en fragments ayant la grosseur moyenne U*une noix: la substance alumineuse s*y trouve sous forme a aifple ou de schiste à demi décomposé, concassé lui*méaie en petits fragments. Une analyse faite sur une sorte de prise d'essai « provenant d'un grand nombre de tus^ a donné b composition suivante :

Fluor O.SOO

Galdom 0,330

Silice (mr difHr.) 0,347

Oxydemrique. 0,Olf

Alumine 0,068

Chaux. 0,013

et adde carbonique. . . 0,031

Ce qui équivaut à :

Flnorore de calcinm 0,(30

Silicate d*alninine bjdreox. 0,380

Oxyde ferrique 0,Ott

Carbonate de chaux 0,023

Les usines galloises consomment annuellement 7.800 tonnes de fondant fluoré^ qui se transportent en même temps que le minerai de cuivre. 14» navires yeuant dfela rivière Tamar ne peuvent guère accomplir plus de onze voyages par aa; en sorte que le transport de cette matierej^s il était constam-* ment effectué à part, emploierait annuellement environ six. navires cfe i3o. tonneaux.

DU THAlTBnENT MftTALLtROIQUË. 7I

Une seconde matière terreuse fort importante ^jÇjJJJ'*'***!" est iiD sable quartzeuz qui sMntroduit de deux iioMj||||^Hi^é manières dans les réactions métallurgiques : la ggy ^ j?^J^ >lus grande partie est employée pour composer a sole des fours à réverbère dans lesquels se font tes opérations de fusion : ces soles sont pour la plupart corrodées sans cesse par l'action des matières qui réagissent & leur contact; celles qui ne sont point corrodées s'imprègnent de matières cuivreuses et donnent lieu, lors de la démolition et de la réparation des fourneaui^ il des débris riches en cuivre dont on tire parti eii les fondant avec les minerais proprement dits.

La matière employée pour composer les soles «les fourneaux gallois doit remplir plusieurs conditions importantes : d'une part, elle doit être assez réfractaire pour ne point se liquéfier par la seule influence de la chaleur; de fautre, elle doit ^re assez ramollissable pour que les particules en .se friltant acquièrent une certaine consistance et ne cèdent pas trop aisément au choc ou au frotte^ ment des outils. Enfin , comme il est impossible de trouver pour composer les soles une substance qui , remplissant d'ailleurs toutes les conditions nécessaires, résiste à l'action des matières en fusion et reste étrangère à la composition des scories que te traitement doit produire, il convient, autant que possible, que cette substance fournisse des éléments utiles aux scories, et dispense d'une addition équivalente d'un autre fondant. Cette condition est essentielle, et c'est faute d'y accorder l'attention convenable que plusieurs métallurgistes ont échoué dans leurs tentatives pour appliquer k la foute des minerais de cuivre les pro« céiiés du pays de Galles. Un sable excellent pûui

73 s >*'• C01IDITI01I9 GilIBaALES

ce iiervioe a précisément été reocoutré à la surface du sol, i proximité des principales usines , sur les bords cfu canal tracé parallèlement au rivage de la mer, qui réunit les embouchures des deux rivières de ISeath et de Swansea. Un sable très* convenable pour le même usage se trouve également sur le rivase même de la mer, à Touest et à peu de distance au port de Swansea : on le transporte directement aux usines par charretage. Les conditions d'approvisionnement sont donc extrêmement favoraLles : le sable rendu aux fourneaux où l'on en fait usage n'y revient ordinairement qu*à ^'^"',75 la tonne* On l'emploie sans aucune préparation, dans Tétat même où il est recueilli. Le sable de rivage est formé de particules très^ ténues, mais de grosseur uniforme: le quartz pur forme les neuf dixièmes de la masse; le reste se compose de particules calcaires : on voit trancher çk et là sur la couleur blanche de ce mélange quelques parcelles de fer oxydulé et de roches ampniboliques micacées et ferrugineuses. Cette composition^ qui se révèle très-bien par un examen fait 11 la loupe, est confirmée et plus précisément fixée par l'analyse suivante :

Quarti et silice. 0,860

Chaux 0,057

Magnésie 0,008

Alumine 0.016

Oxyde ferrique 0,012

Acide carbonique, trare d'eau. 0,045

0,998 Briquet réfrâc* Les bt'iqucs réfractaires, employées pour con-

{Jj^^ta^SKÏIi^*^''"'''® la plus grande partie de la masse des lion dct r>itrt ; fourneaux I jouent dans le traitement métaliur* origine et prix, gj^^g y„ rôle analogue k celui du sable compo-

. DU TBAlTfiH£NT UETALLliRGlQLS. 73

sanl \es soles de ces mémesi appareils. Une paitie de ces matériaux esi dîrecieroeiit dissoute par Tactioa simultanée de la tempéralui-e et des ràc-' lits employés; une autre partie, intimement pénétrétf de matières cuivreuses, est soigiieu^emeiit triée au milieu des débris provenant de la démolition totale ou partielle des fourneaui» pour cire iutrotiuite dans le traitement métallurgique » de la même manière que les minerais de compo* bition analofi(ue. Tous les débris cuivieuz provenant de la paroi intérieure des fourneaux k cuivre jouent 9 comme on le verra (S^i P- ^45, et 5 i^^i tableau lY) , un rôle important dans Tune des opérations de la méthode galloise : ils sont désignés, quelle qu'en soit l'origine, sous la dénomination de cabbing(î)^ fl^^ j^ traduirai par l'expression débris de fourneaux. Le pays de Galles, si heureusement doué sous le rapport de la richesse minérale, pourrait vraisemblablement trouver dans son propre sol tous les matériaux nécessaires à la construction des Fonderies; mais à cet égard les usines profitent de leur situation littorale et du fret extrêmement modéré dont se contentent, pour la cargaison de retour, les navires qui emportent la lH>uille galloise sur les diverses côtes du Royaumie-Uni; en conséquence, elles s'approvisionnent, au dehors , de la majeure partie des matériaux réfractaires nécessaires pour les appareils métallurgiques, et même des bri« ques employées pour les constructions communes.

(1) Personne n'a pu m'îndiqoer dans le pays de Galles Vorlbographe exacte de ce mot : je l'écris ici comme je l'ai eoteodu prononcer par les ouvriers.

74 s **'* COMDlTtOM» GliMiAALCS

Les briquett réfraciaires les ptu:s tMtnénê vieo- Dent du Suffordshîre méridional. Les matériaux employés pour leur fabricaiioB prcmeDoeDl du célèbre terrain houiller de cette contrée : ik ^extraient et s'élaborent près de la petite ville de Stouii>ridge. Les briques sont transportées par canal de Stourbridge à Siourport, puis, sur la Se» vern par Woroest«»r et Glocester, jusqu à la baie de Bristol ; par mer enfin, jusqii^aux usines. Les briques sontfaçounées,surcommande, sous les diverses for* mes que réclame la construction des fournenux et des appareils métallurgiques; cependant les for* mes exceptionnelles bont en général peu enn ployées par les maçons gallois qui exécutent solidement presque toutes les constructions avec des briques parallélipipédiques d*un format uniforme. Celles de ces briques qui proviennent de Stourbridge ont ordinairement pour dimensions principales 9 et 4 i/^ pouces; la nooindre au meiisiou eht lelle que deux briques maçonnées» y compris la légère couche d*argile qui leur sert de ciment, offrent une épaisseur totale moyenne de 6 pouces. En admettant a millimètres pour Té» paisseur moyenne des joints, on trouve que lea dimensions bont exactement en nMsures nsé* triques : o*,3a8, o",i i4eto",075. Les fabricants de Stourbridge ont ordinairement leurs dépôts à Slourport sur la Severn : le prix de vente du millier de briques y est ordinairement de 6a shillings, y compris 6 shillings prélevés, au profit du trésor public, sur toutes les briques ralm^ quées en Grande-Bretagne. Le prix de revient aux usines est de 90 shillings, et ne compose comme il 6uit :

DU TAAITSMeMT MÉTALLURGK^LE. ' 'jS

Taxe 6«li|l.

Acbal à Sloorport 54

Trao«porl à 325 kilomèlres, au taux

moyen de 0*^,047 par tonne et par

kilomètre 30

Des eipérieucea faitea eu petit m ont prouvé c|ue la deusiié de œa bnqoes varie de i ,46 à i ,65 ; le millier , d'après lea dimensiona rapportéea ci* deaaua^ a pour tolume i^'^SQ?^ îl ^ pout* poida au moins 3.880 kilogr. ou 3^83. Le prix de revient aux usines de la tonne de briques réfrac* taires Je Stourbridge est donc de ii^^^fS.

Lea briaues réfraotairas classées au deuxième mof; se fiioriquent dans le pajrs de Galles, daoa le dislrict même des fonderies, et sont connues , d après le lieu de dépôt , sous le nom de briques de fïeath. L'échantillon le plus usuel a la nafémti dimension que les briques de Stourbridge, sauf un ou deux millimètres de plus sur la petite dï^ mension. Le millier revient à 7a shillings aux usines de Swansea , savoir : 70 hhillings pour la taxe et Tachât, et 2 shillings pour le transport par le canal. Le millier pèse environ 3^90, et la tonne revient à a4'^\io.

On classe au troisième rang des matériaux rét'ractaires les briques dites du Flintshire, qui se fabriquent, comme les précédentes, avec des matériaux provenant d'un terrain houiller. Le millier, embarqué à bord des navires près de la ville de Flint, sur la côte septentrionale du pays de Galles, vaut environ 3o shillings. Le prix nu transport par mer est de aS shillings par millier. Le prix courant de cette sorte de briques, dans les dépôts de Swansea, est ordinairement de 60 shil-

^6 ^ ^^- CORPtnOHS GéflÊBALES

Itogs. La tonne revient moyenneaient h 30*^,7. Les briques réfractai res de Stourbridge ne contiennent que des traces de magnésie et aox^de de fer jointes à leurs principes f-ssentiels^ la silice et ralumine. La proportion d*alumine y est plus

S;rande que dans tous les autres matériaux réractaires usuellement employés dans les fonderies. Cette proportion est ordinairement comprise entre o,a8 et o,36. J*ai même eu occasion d*indi* quer ailleurs (1) que, pour certains emplois spéciaux 9 le terrain houiller voisin de Stourbridge fournit des argiles tenant, après la calcination ,

i'usqq'^ Oy45d*alumine. Les briques réfractaires de !Ieath et du Flintsbire sont moins riches en alumine et plus chargées de silice; elles contiennent souvent une proportion appréciable de magnésie et d'oxyde de fer. La masse totale de briques en* traînée par voie de dissolution ou sous forme de cchbing^ dans les réactions métallurgiques, oSi^ approximativement la composition suivante :

SiKoc 0,795

Alumine 0,âOO

Magnésie 0,003

Oxyde ferriqœ. . . 0,002

On emploie en petite quantité une argile demiréfractaire , coûtant Sshillings la tonne , pour enduire de temps en temps les parois latérales de certains fours et les préserver contre l'action corrosive des scories.

(t) Mémoire sur la fabrication de l'acier en Yorkslûre, etc. (Annales des mines, Vsérie» t 111, p. 646.)

DU TBAITBMBNT MÉTALLURGIQUE. 77

Le» briquas rouges communes employéei P*^""^ u-^!ÎJ!Jjl|^^ les constructions oiiiinaires viennent pour la plu-aeeMMim en part des environs de Bridgewater, dans le comté Jljjj^***»^ •'*' de Sommerset. Les matériaux en sont fournis par les terrains secondaires superposés, dans, cette partie centrale de la baie de Bristol , aux formalions anciennes qui en forment lesdeux extrémités. Le millier revient k'io skil. aux usines galloises, savoir : 27 i/a shîK pour Tachai et Ja taxe, a 1/2 shil. pour le transport à une distance moyenne de 80 kilomètres. Les navires qui se livrent à ce genre de transports apportent en outre de ce même lieu, qui est en quelque sorte le jardin et la ferme du pajs de Galles, des denrées de tout genre et surtout des grains , des légumes et des fruits*

Les combustibles forment le principal objet de CmisitMrttioiMi consommation des fonderies galloises ; ils y sont jSSSSTbtCTnn^ essentiellement employés pour produire la cha- v^^' leur nécessaire aux réactions, mais u*interviennent guère comme réactif, ainsi que cela a lieu dans la plupart des méthodes métallui^ques du couti« nent. On réserve ordinairement pour les fonderies de cuivre les variétés de houille qui sont le moins propres aux autres emplois , ou même qui ne pourraient recevoir aucune autre destination. Les houilles grasses, grosses ou menues, peuvent être avec avantage exportées par voie de mer pour U consommation du littoral de la Grande-Bretagne; mais les houilles sèches et surtout les anthracites que le paysde Galles produit en grande quantité, ne peuvent supporter les frais d exportation que lorsqu'ils sont en morceaux. Le pays de GaUes expédie aunuellement 000.000 tonneaux de combustible minéral dont Tes deux tiers environ sont

78 ^ l*". GdMDITtOIild GÉHÉftALES

<x>mpô0é!i de charbons non coIbnU en morceaux ; rextraciion de ce dernier oombusUble eairatRc celle d'une quantiié à peu pràa égale de menu charbon. Celui-ci ne s'agglutiiiani pas par l'action de la chaleur ne peut être tranafbrraé en coke; ii ne peut être employé sur la srîHe de la plupart des feumeaUT , parce qu'il gliaae ao trarera des barreaux quand ou le charge par petites quantités, eique, dans le easeontraire, il les obstrue complètement. La mAme difiicullé se présente dans tous les districts carbonifères qui expédient, au dehors de grandes quantités de charbons : dans le pays de^ewcastle, par exemple » on s*est vu réauit, pour éviter Fencombrement^ k brûler en pure perte cette sorte de combustible à la surface des ateliers d'extraction. Pour certains usages spéciaux, où i! n*est point nécessaire de produire de hautes teinpératuros, où l'on petn se âispenset de recourir k remploi des grilles, et où le combustible peut être divisé par. le mélange même dei matières solides qu'il «'agit d'élaborer, on a pu tirer bon parti des houilles sèches ou des anthraciten menus ; mais ces emplois tels qiie la (âbricatioR de la chaux y la calcination de divers minerais, etc., sont assex restreints. Beaucoup de métallurgistes ont vainement tenté, depuis long-* temps, de les appliquer h des usages plus relevés. Ces sortes de recherches reçurent une impulsio» nouvelle en diverses parties du continent eufo-' péen lorsque feus prouvé , en 1 835 , que lea com^ bostibles solides employés dans les fourneaux Ir tuyères agissent essentidlement par les produits de leur gazéification. On prit pour point de dé^

S art de ces nouveaux essais l'iaée de transformer 'abord en gax les combustibles dans des four*

DU THAITBMBNT MiÎTAtLLAGlQtK. 79

neaiix k (uvèrea» puis de conduire cet» fj^% dans des appareils distincts pour nseltre k profil leurs propriétés chimiques et calorifiques» Les tenta* tives de ce genre que j*ai observées dans toutes les parties du continent n'ont point, jusqu à. ce jour, répondu k Tattente de leurs auteurs : presque toujours les inconvénients résultant de la complication des appareils ont balancé les avantages qu'on avait en vue; souvent ces essais ont entraîné en pure perte d'énormes dépenses.

Il est digne de reoiarque qu'il l'époque même où Ion tentait si iniructueusement, et k l'aide d appareils si dispendieux, d'appliquer sur le oontinent les couibuslibles en poussière et non eollanis aux opémtioos fondamentales dç la mé* Uillurgie, ce problème se trouvait déjà résolu par las fondeurs gallois d'une manière aussi simple

3u'eifioace. Cesl sans contredit à cette ingénieuse écouverte qu'ebt due la supériorité qui leur reste aoquisejusqu à ce jour : il leur eût été dif* ficile de conserver le monopole du traitement des ■dînerais étrangers , s'ils avaient dû employer Qomme combustibles les houilles marchandes qui trouvent des débouchés si avantageux et des prix aï élevés siw le littoral du Royaume-Uni et de l'Europe oontinentale. A çeive occasion , commis pour beaucoup d'autres faits appartenant k Vïm^ toire des arts industriels, il ¥ a lieu de s'étonner i|u*uae des découvertes lea plus ingénieuses et les plus ménaorables de la métuUurgie ait jusqu'à ce jour passé inaperçue el n ait pas m^me été signalée par les écrivains technologistes de la Grande-^ oretagne. Dès l'année i836, époque de mon premier voyage e0 Angleterre, mon attenti<m étant vivement dirigée sur la gazéification des

8o S **'* CONDITION» GÉNàRâLEi

combustibles, j*ai pu remarquer le Irait caraciérisiique de la méthode galloise; mais personne n*a pu m*indiquer k quelle époque il a été introduit clans la pratique des ateliers.

Je décrirai en détail, ani SS ^ ^^ 4f ^ mode ingénieux de combustion des combustibles secs ulvérulents, et me bornerai à insister ici sur a nature et le prix des divers combustibles consommés.

AnikrâeiiM I^es combustibles qu'on peut considérer comme SSrAiSSqoc; ^^ ^^ ^" traitement métallurgique sont des origiM et prii/ anthracites menus dont les élémentsne subissent,

par Faction brusque de la chaleur, aucune agglutination. Ils forment le résidu non exportable de ces célèbres charbons que le pays de Galles expédie maintenant au dehors en si grandes quantités, et qui entre autres destinations, alimentent, concurremment, avec les houilles de Newcastle, la navigation à vapeur de toutes tes mers du globe. Considérés indépendamment des matières terreuses , ils rendent par la calcination en vase clos de o,te à 0,85 de carbone fixe. Plus mélangés de matières terreuses que ne le sont les anthracites en morceaux, ils n'en tiennent cependant qu'une proportion modérée, comprise ordinairement entre o,o5 et 0,10. Les résultats sui* vants donnent la composition chimique de cinq variétés employées simultanément, et souvent après mélange partiel, dans Tune des principales fonderies de la rivière de Swansea : les matières d'essai sur lesquelles j'ai opéré ont été prises avec grand soin sur des tas considérables de combuistibles provenant de cinq couches différentes :

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