SYSTÈME BELGE

La forme du vase qui caractérise le système belge est celle d'im cylindre en terre réfractaire fermé par une extrémité et ouvert par Tautre.

La face ouverte reçoit pendant le travail un tube additionnel dont j'indiquerai un peu plus loin l'usage.

La longueur d'un creuset est de 1",06 à 1",10; son diamètre intérieur, de 0«n, 165 à0n»,i75. L'épaisseur des parois est de 0»,025 et celle du fond de 0",04 à 0",045 après cuisson.

On apporte à la confection de ces vases le soin le plus minutieux; car ils sont destinés à être supportés par les deux extrémités, avec une charge intérieure de 20 à 22 kilogr., exposés à une température de 1200*, pour distiller un métal très-volatil qui s'échappe par les moindres fissures.

Pour remplir toutes ces conditions, il faut une pâte plastique assez fine, très-compacte, exempte de porosités et composée des meilleures terres réfractaires.

Le four belge est à courant d'air naturel. Il se compose de deux parties : 1» d'un foyer qui reçoit le combustible ; 2» d'une chambre où sont superposés les creusets.

Cette chambre a habituellement la forme d'un pai'allélépipède rectangle surmonté d'un berceau cylindrique. Quelquefois cependant on en incline les parois latérales.

I)ans le principe, la capacité du four n'admettait que 40 à 42 creusets, mais successivement elle a été agrandie jusqu'au point d'en contenir 60 et 80. La fig. 431 représente un four de 58 creusets, d après l'ancien modèle déjà agrandi.

Les creusets CC sont placés en travers de l'axe du foyer, rei)0sant par un bout sur des assises ou consoles formant partie de la chemise intérieure; et du côté de la devanture sur des taques en fonte ou en terre, soutenues d'étage en étage par des piliers en terre réfractaire.

Toute la façade d'un four est armée de la manière suivante : A représente des pièces en fonte coulées d'un seul jet et portant autant de consoles qu'il y a d'étages. Elles sont distancées de manière à supporter dans l'entre-deux une série de trois creusets.

Chaque console porte de chaque côté une petite saillie destmée comme support à recevoir les taques de fonte que Von glisse dessus. Ces taques sont recouvertes, jusqu'à la cinquième ligne, par une taque supplémentaire en terre réfractaire, faisant saillie

MET

daDS l'intérieur du four, afia de protéger la fonte contre l'action du feu. La différence de niveau qui existe entre les taques extérieures et les assises de la paroi intérieure donne Tinclinaison, toujourt nécessaire, pour la charge et la décharge des creusets. Le foyer étant en activité, tous les gaz combustibles circulent

Fig. 431.— Four belge pour l'extraction du zinc.

entre les intervalles des creusets et s'échappent par un carneau placé au centre de la voûte, pour se rendre, par un rampant, dans la cheminée d'appel. Quatre fours adossés les uns aux autres constituent ce qu'on appelle un massif. Au milieu du massif s'élève la cheminée.

Mise à feu d'un /bur.-— Un four, avant d'être armé de creusets, est toujours recuit : à cet effet, on bouche hermétiquement toute sa façade à l'aide de briques postiches et d'un calage en terre

grasse. On entretientàrintérieurunfeu soutenu pendant soixantedouze à quatre-vingt-seize heures, et lorsque la temi)érature est arrivée au rouge sombre, on commence à placer les creusets par le haut, en démolissant, les unes après les autres, toute* les i)etites cloisons postiches pratiquées entre les rangées des taques.

Les creusets sont chauffés au rouge avant d'être placés dans les fours. On les introduit, en les faisant glisser sur la taque de devanture, jusque sur la console intérieure, en ayant soin, aussitôt que deux creusets sont placés, de caler avec de Targile les interstices qui existent entre les taques et les piliers. L'opération terminée du haut en bas, la façade d*un four ne présente plus qu'une série de bouches béantes qui, par leur coloration intérieure, indiquent la marche du feu. On active leur arrivée au rouge par l'introduction de quelques pelletées de menu charbon, et en bouchant provisoirement l'orifice avec des tampons de terre cuite non lûtes. Après douze heures d'un feu soutenu, les creusets sont ordinairement propres à recevoir la charge.

Charge des creusets,— La. calamine, réduite en poudre sous des meules, se mélange avec une certaine quantité de charbon menu qui sert de réductif. On a soin de choisir la houille la plus maigre, afin d'éviter son agglomération en coke, ce qui entraverait la marche de la distillation. La' proportion employée est de 2 de minerai pour environ 1 de houille. On brasse et on mélange à la pelle, en humectant le tout avec quelques seaux d'eau, de manière qu'une poignée, par exemple, ne fasse pas tout à fait boule par la compression de la main.Ce mélange, préparé à l'avance, est amené, au moment de s'en servir, dans un bac en tôle.

L'ouvrier, aî'mé d'une cuiller, n'introduit d'abord qu'une trèslégère cuillerée, et il a soin de s'effacer et de se garer la figure. Cette précaution est indispensable; car souvent, l'eau, réduite en vapeur, donne Heu à une projection violente au dehors. Cet effet ne se produit qu'au premier jet. La charge se continue ensuite, sans inconvénient, en bourrant le creuset jusqu'à la gueule.

La charge n'est jamais complète le premier jour. On la gradue de manière à arriver à son maximum vers le quatrième jour, parce que c'est seulement alors que le four est dans toute son allure.

Le creuset chargé, son orifice se ferme avec un tube en terre (fig. 432), espèce de cône tronqué dont la partie ventrue s'engage seulement de quelques centimètres, et que l'on soutient dans une position horizontale au moyen d'un morceau de brique placé sur la taque.

Toute la surface annulaire entre le bord du creuset et le tube est lutée avec de largile, de manière qu'il ne reste plus que le petit orifice du tube mesurant 0",05 à O'^fi^ de diamètre pour donner issue aux gaz qui se dégagent de Tintérieur.

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Fig. 433.— Disposition des creusets, tubes et allonges dans le système

belge.

Tous ces détails, y compris le nettoyage des creusets qui a précédé la charge, durent environ deux heures et demie. Commencée à six heures du matin, l'opération doit être terminée à huit heures et demie. On active alors le feu graduellement, et la distillation commence.

Distillation. — La réaction chimique qui s'opère dans Pintérieur du creuset s'explique ainsi :

Dans le premier moment de l'introduction de la charge, la température intérieure s'est notablement abaissée ; Tévaporation de l'humidité se fait d'abord, puis le charbon commence à distiller ses gaz, qui s'enflamment au conctact de Tair en longs jets rougeâtres. Insensiblement, cette flamme se colore en bleu, [puis passe au bleu verdâtre en devenant fuligineuse. De petites gouttellettes microscopiques de métal sont entraînées par les gaz; elles viennent se brûler à l'orifice du tube et se dissipent dans l'atmosphère sous forme de fumées blanches. Pour empêcher cette déperdition du métal, on coifi'e alors le tube en terre d'une allonge en tôle (fig. 432). Cette allonge est un condensateur : les vapeurs métalliques tourbillonnent dans la partie ventrue et se déposent en poussière fine à l'intérieur. Un trou de quelques millimètres, percé vers l'extrémité du cylindre, donne aux gaz une issue sufl&sante. Il importe de ne pas le laisser trop s'agrandir, et de remplacer même l'allonge aussitôt qu'il s'y manifeste quel-

que déchirure, autrement le courant d'air qui s'établit du dehors à rintérieur brûlerait les poussières métalliques et les convertirait en oxyde blanc.

Dans les jours de vent, on entend souvent des détonations, qui sont assez fortes pour renverser l'allonge ; c'est l'air qui, s'introduisant à l'intérieur, forme un mélange de gaz détonants.

La distillation continuant, la charge intérieure qui remplissait la capacité du creuset ne tarde pas à s'affaisser. Il se fornae un vide qui convertit la partie supérieure çlu creuset en une véritable voûte de four à réverbère, sous laquelle viennent s'accumuler les vapeurs métalhques. La chaleur est alors très-intense, l'oxygène se combine avec le carbone pour former de l'acide carbonique, qui lui-même, en présence du carbone, passe à l'état d'oxyde de carbone et active la réduction de l'oxyde de zinc en zinc métal- Hque. Cette émission continuelle de gaz augmente la température à un point extrême, et remplit toute la capacité jusqu'au point de jonction du tube.

En cet endroit, le tube est refroidi par l'air ambiant, et la condensation du métal s'opère dans la petite cuvette formée par la réunion du tube avec le creuset. La surface de ce bain métallique est elle-même préservée de l'entraînement au dehors par une légère couche de crasses et d'oxydes qui la recouvre.

C'est là le réservoir où l'on puise le métal à des heures déterminées; autrement il coulerait dehors et tomberait dans l'allonge.

Tirage du zinc. — Ordinairement le premier tirage a lieu à midi ; on y procède de la manière suivante : on commence d'abord par enlever l'allonge ventrue qui coiffe le tube. On secoue en frappant pour faire tomber dans un bac en tôle les poussières métalliques qu elle contient. Mais comme les gaz intérieurs sont encore trèschauds, il faut avoir soin de boucher l'orifice de l'allonge avec un linge humide pour les étouffer et les refroidir, autrement les poussières s'enflammeraient. On a grand intérêt à ne pas dénaturer ces poussières, parce qu'à l'état où elles sont, elles renferment 94 pour 100 de métal environ, et que sans beaucoup de frais on en obtient, dans des fours spéciaux, 92 à 93 pour 100, tandis que trop brûlées on en obtient à peine 50 pour 100. La quantité de poussières que donne un four équivaut à un dixième du métal obtenu par le tirage. C'est donc une production importante, à laquelle il faut avoir égard.

L'allonge étant enlevée, l'ouvrier introduit dans l'orifice du tube une curette ou grattoir, jusqu'à l'endroit de la petite cuvette.

Il ramène ainsi le métal qu'il fait tomber dans im pbêlon en fonte ou en fer battu placé au-dessous du tube.

Il faut un certain tour de main dans cette manœuvre. L'ouvrier doit éviter de refouler le zinc dans Imtérieur; par conséquent, il imprime im mouvement de balancement à son outil de manière à puiser tout en attirant à lui.

Deux ouvriers sont ordinairement occupés au tirage sur toute la façade du four; arrivés aux lignes supérieures, ils montent sur une table pour plus de facilité. Le poêlon rempli, on l'apporte sur une taque en fonte, à proximité de la lingotière ; on écume la surface à l'aide d'une spatule.

Cette écume est formée de crasses spongieuses très-riches, que Ton met à part pom* être retraitées dans la charge suivante, et principalement dans les rangées supérieures de creusets où la chaleur est la moins intense. Le métal est coulé dans des lingotières.

Pendant toute la durée du tirage et du coulage, une certaine quantité de vapeurs de zinc s'échappe hors des tubes et se répand en fumées blanches dans l'intérieur des halles. Dans cet état, elles sont presque insaisissables, et tous les moyens inventés jusqu'à ce jour pour les condenser sont restés sans succès. Pour éviter autant que possible cette perte par volatilisation, qu'on évalue à 1 l/2pour 100, on s'empresse de remettre les allonges.

Les allonges remises, la distillation suit son cours et le godet intérieur ne tarde pas à se remphr de nouveau. Deux heures et demie après le premier tirage, on procède au second, en observant les précautions ci-dessus indiquées.

Le troisième tirage a lieu vers cinq heures et demie de l'aprèsmidi. Déjà avant cette époque, on peut enlever les allonges et examiner l'intérieur des creusets par l'orifice ouvert des tubes. Il ne s'échappe presque plus de fumées zincifères, surtout des rangées inférieures de creusets. Une dernière flamme violacée, qui ressemble à un feu follet, finit par s'éteindre. On ne voit plus alors que la matière incandescente à l'intérieur. La distillation est terminée. On procède au troisième tirage, et immédiatement après on se prépare au nettoyage général*.

Nettoyage des creusets. --Ici conunence le travail le plus pénible

* On a simplifié ce trayail du tirage, en augmentant la capacité des tubes, de manière à y permettre l'accumulation du métal, et à ne plus faire qu'un seul tirage journalier, comme dans le four silésien*

qu'on puisse imaginer; le mouvement et l'activité régnent partout, et l'aspect général d'une halle, illuminée par les pluies de feu qui tombent des creusets, par des flammes verdâtres provenant de quelques particules métalliques qui brûlent encore au bord des tubes, et par des fumées blanches qui se dégagent, a quelque chose de féerique et de théâtral.

Voici ce qui se pratique à ce moment : on fait tomber les briques qui soutiennent les tubes; on dégarnit le calage, on enlève le tube avec une pince. On passe dans l'intérieur du creuset un outil dit herpais, à bords tranchants, pour faire tomber les résidus dans les caves.

Si la calamine n'a pas fourni de laitiers, le nettoyage se fait bien ; dans le ca? contraire , il faut profiter de la chaleur des fours pour bien les détacher, autrement leur enlèvement est des plus pénibles.

Toutes ces opérations doivent être conduites vivement, parce qu'il y a une grande déperdition de chaleur par toutes les ouvertures.

Après le nettoyage, on aperçoit bien les défauts des creusets. S'ils ont une gerçure ou un trou, on y remédie par un plaquage d'argile préparée à l'avance et composé de bonne terre réfractaire. On prolonge ainsi leur durée de un ou deux jours. S'ils sont courbés ou crevassés sans remède, on les arrache. Après le remplacement des creusets, le four est ramené à son point de départ et Ton procède à la charge suivante. Ainsi la distillation est continue et elle dure tant que le four n'a pas besoin de réparations importantes.

La durée d'un four dépend de la qualité des matériaux réfrac* taires employés à sa construction. Dans les meilleures conditions, on peut estimer cette durée à deux ans. Toutefois, pendant cette période , le four, ainsi que les assises inférieures, est remis à neuf chaque semestre ; mais cette opération n'exige que quelques heures d'arrêt.

Écart de réduction. — On ne retire jamais d'un minerai tout le métal que l'analyse y a constaté. Entre l'essai du laboratoire et le rendement pratique, il y a toujours un certain écart qiii résulte :

1*» De pertes par volatilisation pendant le travail ;

2'» De pertes par imbibition dans la pâte des creusets et des tubes ;

3o D'une fraction de la charge non réduite dans les résidus.

Malgré toutes les améliorations apportées dans les appareils,

ces pertes sont encore assez considérables , et Ton peut dire que le traitement du zinc est celui de tous les métaux qui en donne le plus.

Toutefois, les recherches que Ton a faites dans le but de les amoindrir ont donné lieu à quelques remarques qui méritent d'être consignées.

On a reconnu que suivant l'état d'agrégation moléculaire et de composition chimique, certains minerais se réduisent avec plus de facilité que d'autres ;

Que les carbonates placés dans les meilleures conditions de chauffe, ne laissent qu'un écart de 8 à 9 unités entre l'analyse et le rendement pratique (à l'état calciné);

Que les carbonates mélangés de silicates laissent im écart de 11 à 12;

Que les silicates anhydres, qu'on croyait complètement irréductibles, sont néanmoins susceptibles de rendre 40 pour 100 de leur teneur, quand ils sont mélangés à l'état de poussière fine avec le charbon ;

Que les blendes, à cause de leur désuif urati on toujours incomplète, laissent im écart de 13 à 14 unités, surtout lorsqu'elles ont une gangue calcaire.

Ces faits une fois établis, on a dû chercher à répartir la charge dans les différents étages d'un four, suivant l'intensité de chaleur qui y règne.

Les lignes de creusets éloignées du foyer, donnant toujours un rendement moindre, on y augmente le poids de la charge en doublant la durée de la distillation; on compose surtout celle-ci de carbonates riches ou de crasses riches provenant du travail. Par la raison inverse, les minerais réfractaires sont réservés pour les lignes inférieures.

On compose avec tous ces mélanges une moyenne de richesse dont la teneur analytique se rapproche assez de 50 pour 100, mais il n'est pas toujours permis d'arriver à une telle moyenne. La richesse minérale est variable par contrée; ainsi, lorsqu'on Silésie la moyenne du minerai calciné n'est que de 28 à 30 pour 100, elle atteint 58 et 60 pour 100 dans les provinces du nord de l'Espagne. Il s'ensuit, dans l'emploi de ces diverses espèces, des modifications dans le poids et la répartition des charges.

Lorsque la moyenne est de 50 pour 100, comme dans la contrée de Liège, on fixe la charge à 10 kilogr. par creuset; soit pour un

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four de 54 creusets actifs un poids de 540 kil. pour douze heures de réduction ou l ,080 i)Our vingt-quatre heures. Cette charge, répartie inégalement par étage, comme il a été dit, lotisse habituellement un écart de 11 unités entre l'analyse et le rendement pratique.