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Nous indiquerons d'abord la disposition des appareib , et les effets obtenus par Temploi de Tair chaud , et nous rechercherons ensuite à quelles causes peuvent être dues les différences obtenues dans ce procédé.
L'air destiné au soufflage des haut-fourneaux est chauffé en traversant une série de tuyaux placés, soit horizontalement, soit verticalement, dans un fourneau; jusqu'ici il est impossible de décider d'une manière absolue laquelle de ces deux di^x)8itions est préférable ; cependant les tuyaux verticaux paraissent offrir plus d'avantages par leur prix moins élevé et leur plus facile conservation.
L'appareil se compose de deux gros tuyaux horizontaux , de 10 pieds anglais ( 3"*,5 ) de long , de 9 pouces (0«,228) de diamètre^ et 1 pouce d'épaisseur (0°*,027), sur lesquels sont placés neuf tuyaux de 6 pouces de diamètre extérieur et 3 dé diamètre intérieur (0",1 52 sur 0",076), recourbés en sijAons. Les assemblages des gros tuyaux sont placés au dehors dn fourneau , ceux des petits tuyaux sont préservés par un massif en briques réfractaires ; tout l'appareil est placé dans un fourneau de 10 pieds de longueur sur 3 de largeur, et 12 à 15 de hauteur ( 3»,05 sur 0",9H et S'-jôS à 4",67 ) ; la flamme du combustible enveloppe tout le système , et parvient à la cheminée par des carneaux supérieurs.
Lorsqu'on fait usage de tuyaux horizontaux , ceux-ci , placés dans des fours, ont 9 pouces de diamètre intérieur sur au moins 75 pieds (0",228 sur 22"»,558) de développement. Des assemblages , faits au moyen de brides , sont placés au dehors des fourneaux; des compensateurs en assez grand nombre sont disposés de manière à éviter les accidents qui proviendraient des .différences de longueur.
Pour conserver les tuyaux , on les recouvre extérieurement d'une couche de terre réfractaire , dont on peut augmenter de beaucoup la solidité en faisant venir, de fonte, des aspérités à leur surface.
La température de'l'air peut être déterminée, quand elle n'excède pas 350°, au moyen d'un thermomètre à mercure placé dans .un^ ouverture pratiquée sur le porte-vent, près de la tuyère, ou en se servant d'unfll'd'étain , de plomb, ou d'un alliage de
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ces deux métaux, de 3 lignes (6°^,ô) de diamètre ^ que Ton in- ' troduit par une ouverture semblable à la première , ou que roa présente seulement au-dessus ; cette ouverture est fermée par un bouchon de métal.
La température de l'air varie entre 160^ et 400^, il semblerait que la plus élevée dût être préférée ; mais des expériences exactes ont prouvé qu'entre 220 et 160* il ne s'est présenté aucune différence appréciable dans la marche d'un haut-fourneau. Si ce résultat était bien confirmé , il s'ensuivrait qu'il n'est pas nécessaire de forcer la température; il occasionnerait une diminution considérable dans le , combustible consommé , et une grande différence dans la durée des appareils.
Les tuyaux destinés au passage de l'air peuvent éprouver des altérations qui déterminent des fuites, de l'existence desquelles il est difficile de s'assurer ; si d'ailleurs un courant d'air ne les traversait d'une manière continue , ils seraient encore plus promptement altérés ; il est donc important que l'on cesse de les chauffer si on arrête les machines soufflantes.
En passant , de la température ordinaire à celle de 230® , l'air a doublé au moins de volume ; les machines doivent donc en renfermer une quantité beaucoup plus grande si la même proportion reste nécessaire , et d'autant plus que la quantité de de minerai passée au fourneau est plus considérable dans im même temps; mais la pression du vent a pu être diminuée de 0°',082 à 0°',060 de mercure , en donnant une dimension plus considérable aux ouvertures des buses , de sorte que, dans beaucoup de cas, on a pu diminuer de 1/5 la force employée au soufflage.
S'il est bon d'employer des tuyères à eau pour le vent froid, leur usage est absolument indispensable quand on fait usage d'air chaud. Si le fourneau pouvait toujours marcher sans qu'il se formât d'engorgement de la tuyère, on devrait, comme on le fait dans beaucoup de cas, luter les buses dans les tuyère», parce que l'air se refroidit dans celles-ci, et qu'une partie est refoulée ; mais si on doit y travailler fréquemment , la destruction en devient trop prompte.
L'air introduit froid dans un haut-fourneau s'échauffe nécessairement en traversant la partie inférieure où règne la plus haute température ; mais la dilatation et réchauffement qu'il
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éprouve y déterminent un abaissement de température ; cependant y l'examen d'un ^aut-fourneau marchant à Tair chaud prouve que la température s'y développe à une partie moins élevée, et qu'il s'y dégage beaucoup moins de chaleur au guealard ; on ne peut donc expliquer l'action de Tair échauffé aa« trement qu'il suit : l'air froid porte son action sur une plus grande colonne de combustible, et seulement après s'être échaufie à un certain degré; une partie assez considérable s'échappe sans avoir servi à la combustion , et détermine par son échauffement une perte d'action d'autant plus grande, qu'il traverse inutilement une plus grande masse de comhustible ; tandis que l'air chaud pouvant immédiatement sorrir à la combustion , détermine plus vivement celles des premières parties du combustible avec lesquelles il se trouve en contact, abaisse conséquemment le point où règne la plus haute température, et se trouve, presque en entier, utilement employé, déserte que la quantité d'azote qu'il abandonne, étant de beaucoup moindre que le volume d'air brûlé, dégagé avec l'air froid, doit ^refroidir beaucoup moins la masse qu'il traverse. On observe en «fl'et qu'avec l'air chaud les charges descendent plus lentement, quoique l'on consomme une moins grande quantité de combustible , que la température est plus élevée , la quantité de vent moindre, et la proportion de fonte augmentée.
Mais si cette explication satisfait d'une manière générale, elle est cependant insuffisante pour rendre compte d'une circonstance très importante que nous avons signalée ; c'est que l'élévation de température au-delà d'une certaine limite ne produit plus d'effet utile ; aussi a-t-on pu la diminuer dans certains établissements, ce qui otfre l'avantage d'une moindre consommation de combustible pour la produire, et surtout d'une beaucoup moindre détérioration des appareils.
Du reste, l'expérience a prouvé que la température, de Fair devaitêtre plus élevée pour les hauts-fourneaux au coke que que pour ceux au charbon de bois ; ce que l'on s'explique facilement par la plus grande densité et la plus difficile combustibilité du coke.
Les a van ta -jies de l'air chaud ne se bornent pas à une plus grande production et à une diminution dans la quantité de combustible , la marche du haut- fourneau est plus régulière;
les tuyères sont plus brillantes^ les engorgements moins fréquents et plus faciles h détruire , la proportion de fondant se trouve de beaucoup diminuée , les laitiers sont plus fluides , des minerais difficiles à fondre , sont traités avec facilité; enfin, on obtient des fontes grises ^ tandis que, en toutes autres circonstances égales d'ailleurs, on n'aurait obtenu que des fontes blanches ou truitées.
Il est vrai que la plus haute température de l'ouvrage etdcc creuset détermine une plus prompte altération des parties ; mais ces incoiivénients sont bien plus que compensés parles avantages que nous avons signalés.
Quand il s'agit de moulage , les qualités de la fonte que
nous venons d'indiquer, présentent un grand avantages mais, on n'est pas encore suffisamment éclairé sur la question de savoir si la fQntc de Jorge obtenue par l'air chaud n'offire pas des inconvénients par la difficulté que l'on trouve à l'affiner, et ce fait paraîtrait surtout avoir de rUnportance quand on traite des minerais siliceux , car i|U^ffi||Mie que le fer qui en proviendrait serait plus difficile à afluifr^^on-* nerait plus de déchet au pudelage et manquerait de ténadtë.
L'application de l'air chaud n'a pas été bornée aux hauts- Iburneaux : des essais tentés en Wurtemberg smr les fincries ont donné une diminution d'un quart sur la quantité de combustible et augmenté la quantité de prodvait , en opérant sur de bonnes fontes à l'air froid ; )es résultats ne se sont pas soutenus quand on a opéré avec des fonte?, à l'air chaud.
GAZ CAABONI^S.
A l'emploi de l'air échauffé par la circulation dans des tuyaux enveloppés de combustible, M. Cabrol a substitué celui de Tair mêlé aux produite de la combustion de la houille , et chauffé à une très haute température. Il paraît peu probable que les gaz ou produits combustibles obtenus dans Cette circonstance puissent agir comme réductifs, ainsi que 1« pense l'auteur, il l'est beaucoup plus que cet effet est dû à la Vapeur d'eau qu'ils contiennent; mais malgré des opinions assez défavorables émises au sujet de ce procédé , des essais suivis Ivec soin paraissent avoir prouvé qu'il offre des avantages.
L'appareil consiste en un foyer placé dans une caisse en
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Ibnte communiquant par le bas avec le régulateur de la soufflerie, et par le haut au porte-vent j l'air provenant de la machine flouf&ante traverse ce foyer et s'y rëchauffe à un degré déterminé par sa vitesse et la quantité de combustible. Le foyer et le porte-vent sont garnis en briques réfractaires , séparés de k caisse en fonte par une couche de charbon en poudre pour éviter les pertes de chaleur. Le foyer et la caisse sont renfermés dans une caisse plus grande , en fonte , dans laquelle l'ouvrier peat pétiétrer pour garnir la grille ou faire tomber les cendres.
Pour les fourneaux au charbon de bois , l'appareil est beaucoup moins volumineux que pour ceux au coke.
La proportion de fonte produite pour une même quantité de combustible a été de beaucoup augmentée. Dans les essaii faits à Alais , la proportion de castine a diminué d'un quart , Us laitiers étaient bien vitrifiés , et copiaient très facilement^ les tuyères étaient très brillantes, la fonte de bonne qualité, les iM|]CdéfS8 bien régulières; au gueulard et à la tympe il y avait
Xè juw avantage qui résulterait de l'emploi de ce pro-
cédé serait la bonne qualité de la fonte, qui serait de beaucoup préférable à celle que l'on obtient à l'air chaud, s'affinerait mieux, avec moins de déchet et de combustible, et fournirait un fer d'une qualité bien supérieure.
C'est à Texpérience seule à prononcer sur la réalité et la continuité de semblables avantages , qui offriraient une très importante modification dajas l'industrie du fer, et surpasseraient de beaucoup ce que la djésT^ouverte de l'action de l'air chaud avait pu faire prévoir. \
