DIMENSIONS ET PRODUCTION DES FOURS A SOUDE

Les figures 254 et 255 représentent un four à soude du type de Payen.

Le dernier four construit par Clément représentait cpiatre fois la sui i'ace d'un four Payen. Sa largeur était égale à la longueur du four Payen, et la longueur quadruple de la largeur. Le service était fait par quatre portes latérales.

Les figures 256 à 258 représentent un four analogue au four Clément : on iicut le considérer comme le type des grands fours actuels à une seule sole.

La sole a 6"', 50 de long sur 2 mètres de large. Elle forme une cuvette creuse d’environ 0“,12. Le foyer desservi par deux portes a 1“,50 sur 0”, 60. On introduit la charge par deux ouvertures dans la voûte garnies de manchons de fonte. Le brassage se fait par cinq portes de travail. La fumée est conduite par deux carneaux latéraux dans une cheminée traînante servant à chauffer les chaudières à évaporer les lessives.

On fait dans ce four 6 cuites en 24 heures. Chaque charge est en moyenne de 955 kilogrammes de sulfate de soude, 986 de carbonate de chaux, 480 de houille pulvérisée et 145 des dernières eaux mères provenant du raffinage. On brûle en 24 heures 2800 kil. de houille pour le chauffage. Le service est fait par 6 chauffeurs et 6 servants formant 5 brigades. Ou compte 50 minutes pour introduire et étaler le mélange, oO, 35 et 20 minutes pour les premier, deuxième et troisième brassages, 20 minutes pour le dernier brassage et le défourncmenl. Le travail d’une cuite est donc de 155 minutes ; le repos est de 105 minutes : la durée totale d’une cuite est donc de 4 heures.

On obtient en total 9050 kilogrammes de soude brute à 58*.

Avec des fours d’aussi grandes dimensions il est presque impossible d’obtenir ineme avec un brassage énergique une cuite régulière : les parties voisines du foyer sont souvent brûlées tandis qu’à l’autre extrémité la réaction peut être incomplète.

Les figures 259 et 260 représentent un type mixte do Darcet où la chaleur perdue du four à soude est utilisée dans le dernier compai-timent pour la fabrication du sulfate de soude. Dans ce système il n’y a pas de distinction en calcine et cuvette. Sur ce compartiment est une chaudière pour la concentration des lessives. Le compartiment intermédiaire reçoit le mélange pour soude qui s’y dessèche et s’y échauffe, et le vrai four à soude est constitué par le compartiment le plus voisin du foyer. Inutile de dire qu’avec un pareil four la coudeiisalion de l’acide chlor-

hydrique est presque impossible et qu’il doit être très difficile de bien diriger à la fois deux opérations aussi dissemblables que la production du sulfate et celle de la soude.

En Angleterre on emploie de préiercnee des fours à deux soles G et I) rectangulaires et à angles arrondis sur la face antérieure (lig. 261) {balling furnaces). ha sole G {working furnacé) est destinée à la calcination proprement dite, tandis que l’autre surélevée de 10 à 12 ceiiliinèti es sert à échauffer préalablement le mélange qui doit servir à l’opération suivante. La surface de chaque sole atteint ordinairement 10 mètres carrés.

La matière ne reste qu’envirou une demi-heure sur la sole inférieure.

Suivant la nature du combustible et la proportion du charbon introduit dans le mélange la surlace et la disposition de la grille varient d’une usine à l’autre, ün lui donne généralement le tiers de la sinface de la sole de travail. Pour les houilles collantes qui sont avantageuses parce qu’elles donnent une longue flamme, on préfère des grilles plates à barreaux mobiles. En Allemagne, où l’on emploie beaucoup de lignites, on adopte le type des grilles à gradins.

Généralement on utilise la chaleur perdue des fours à soude à diverses opérations accessoii-es telles ijue la concentration des lessives.

Travail avec les fours à réverbères. — Prenons comme exemple le four à deux étages représenté figure 261. On traite à chaque opération 250 kilogrammes de sulfate de soude. Le mélange de sulfate, de calcaire et de charbon est d’abord étalé sur la sole supérieure, oîi il s’échauffe, mais sans que la réaction commence. 11 y séjourne trois quarts d’heure; pendant ce temps on le brasse trois ou (piatre fois avec un râteau à dents écartées. Une fois

FABlilCATlON DE LA SOUDE BRUTE.

la sole inférieure vide, on laisse le four se réchauffer quelques minutes, puis on fait tomber le mélange sur la sole inférieure, et on l’y étale en le sillonnant en tous sens, et on enfourne une nouvelle charge sur la sole supérieure.

Au bout d’un quart d’heure le mélange commence à fondre, il faut dès lors pi ésenter constamment de nouvelles surfaces à l’action de la flamme et par suite apporter un grand soin au brassage. Cette opération se fait au moyen de râteau-v pleins ou de spatules en fer dont les manches reposent sur un rouleau en fonte solidement fixé devant chaque porte. L’ouvrier brasse pendant trois ou quatre minutes et se repose sept ou huit. 11 ne s’arrête qu’ après avoir présenté toutes les parties du mélange à la llamme et amené le tout à l’état de fusion. La matière est alors semi- Huide. On ferme alors les portes, puis après un temps de repos, utilisé à activer le feu, ou reprend de nouveau le brassage. Au bout de trois quarts d’heure la matière est devenue très Iluids. 11 faut dès lors brasser sans interruption : l’ouvrier soudier doit saisir le moment où la cuite est terminée et faire tomber rapidement (abattre) la matière fondue dans un chariot eu tôle où un servant continue à la brasser avec un petit ringard. La réaction continue dans le chariot pendant quelque temps. A Aussig on a l’habitude d’ajouter une ou deux pelletées de cliarbuu dans le chai-iol.

L’importance d’un bon brassage de la matière est mise en lumière par des expériences comparatives de M. Kolb sur un mélange composé de lUU parties de sul-fate, 101 de craie et 55 de charbon.

Rciulemeiit.

Carbonate de soude . .

Soude caustique. . . .

Sulfure de sodium. . .

Sulfate non décomposé.

(54,20 ) = 72,23 4,72 1 NaU.CO^’ 1,12 2,06

51,20 j 65,4 7,15 ) AaO,CO* 4,58 7,-48

Le brassage n’est pas sans entraîner des inconvénients. Ce travail oblige naturellement à maintenir les portes ouvertes, ce qui refroidit beaucoup le four et détermine des rentrées d’air nuisibles à la qualité des produits. Dans quelipies usines on a cherché à y remédier en disposant, sur les carneaux à fumée, des registres reliés aux portes de travail montées à glissières, de telle sorte que le registre se fermait partiellement quand on ouvrait les porte; mais cette disposition gêne beaucoup les ouvriers à cause du rayonnement intense du four et de la masse incandescente non refroidis par la rentrée d’air.

D’un autre côté l’ouvrier, en manœuvrant son ringard endommage forcément la sole qui ne tarde pas à se creuser de quelque centimètre*.

Dès que la masse est entrée en fusion, on voit la réaction s’accuser par des jets gazeux, formés principalement d’oxyde de carbone qui brûlent avec une llamme jaune orangé. Ces jets diminuent vers la fin de l’opération, en même temps que la matière commence à perdre de sa fluidité, mais on ne doit pas attendi-e que les

1. La sole ne dure que quatre ou cinq mois. Dans les usines de la TynCi on la reconstruit des qu'elle présente des creux et des bosses qui rendent le travail dil'Iicile, ou compromettent son étanchéité. Dans le Lancashire on remplit les creux avec des briques pilées reliées pal- du sulfate de soude fondu, Ce qui prolonge la campagne de un ou deux mois.

jets de flamme aient disparu, ils doivent encore se produire pendant quelques minutes dans le chariot, sinon la cuite est restée trop longtemps dans le four et risque d’ètre brûlée. Si elle est retiré trop tôt (verte) lorsqu elle est encore très flnide, on a un rendement élevé, mais il reste beaucoup de sulfate indecomposé.

11 faut donc une certaine expérience pour saisir la fin de 1 opération; et la bonne réusite d’une cuite dépend en grande partie de 1 habileté et du soin de l’ouvrier,

La masse fluide s’épaissit lorsque la température s écarte notablement de celle qui est la plus convenable, soit en plus soit en moins, cc qiu peut i^cdoiucnt .•servir d’indice. Toutefois suivant le calcaire il faut chauffer plus ou moins, ainsi la craie demande plus de chaleur que le calcaire ordinaire.

Température. — D’après ce qui précède, on conçoit que la température a une grande influence sur la bonne marche du four. Aussi doit-on toujours disposer d’un tirage très puissant que l’on peut modérer par des registres. L’expérience a montré que la température la plus convenable est comprise entre le point de fusion de l’argent et celui du bronze (900" à 1000") (Ünger-Kolb). Lorsqu’on s’en écarte notablement en plus ou on moins, le rendement diminue beaucoup. Ainsi, avec un mélange de 106 parties de sulfate, 100 de calcaire, et 55 de charbon soumis .pendant une heure à des températures croissantes de 900 à 1170 environ, M. Kolb a constaté les résultats suivants, au moyen de prises d’essai successives.

OOO»

5“ prise.

Point lie fusion de

l’argent.

delà Insion do

Carbonate de soude .

Soude caustique .

o,ri

Sulfure de sodium .

Sulfate de soude .

aOjG

Carbonate de soude correspondant à

l alcalliiité totale .

■M. Fischer a déterminé au moyen d’un pyroniètre éhictrique de Siemens la température d’un four où l’on faisait une cuite de 150 kil. de sulfaté en une heure et demie.

11 a trouvé :

Dix minutes après la charge .

Une demi-heure plus tard .

Un quart d’heure plus tard .

Un quart d’heure plus tard, au moment de tirej' la cuite.

Le produit calciné présente une forte odeur ammoniacale qui persiste jusqu’à ce (pi’il soit complètement refroidi. A ce moment on le retire des chariots qui sont ilisposés de façon à basculer très aisément, la masse se sépare d’elle-môme sous

FAIiniCATION DE LA SDUDE BRUTE.

forme d’un gâteau peu épais. Si on brise le. gfiteau, on obtient une cassure brillante, poreu.se, pleine de soudures, et sillonnée de veines où se trouvent emprisonnées des fragments de calcaire et de coke. La cassure est généralement grise un peu rosée, plus ou moins marbrée.

Les gâteaux provenant d’une très bonne cuite présentent au centre un noyau brillant, nettement distinct des bords beaucoup plus sombres. Si la cuite a été faite à une tenipérature trop basse et le traitement trop court, la cassure est blanche. Lorsque le feu a été trop fort, et l’opération trop prolongée, les gâteaux de soude brûlée ont une cassure rouge brun.

Abstraction faite des conditions qui peuvent exercer une influence sur la nature du produit, l’attention des fabricants doit se poi-ter principalement sur l’économie de combustible et sur le perfectionnement du brassage dont nous avons signalé l’importance.

Au point de vue du combustible il est évident qu’on arrive à une économie par l’emploi de grandes charges. Mais par contre, dans les grands fours le travail du brassage est toujours moins uniforme, il est plus difficile de répartir convenablement la chaleur en tous les points de la masse, le travail de l’ouvrier devient plus pénible, et le choc des outils très lourds qu’il est obliger de manœuvrer ruine rapidement la sole.

Dans les pays, comme la France et l’Allemagne, où le combustible coûte cher, on emploie de grands fours, où l’on traite jusqu’à 900 et même 1200 kilogr. à la fois et l’on attaclie deux ouvriers à un four : jiar contre, en Angleterre, où la maind’œuvre est relativement plus chère que le comhustiblc, on préfère ne travailler qu’avec de petits fours traitant 250 à 400 kilogr. à la fois. C’est, on le voit, la contre partie de ce que nous avons signalé à propos du sulfate de soude. Mais, comme, avec les petits fours, on fait plus de charges par 24 heures, on arrive sensiblement à la même production dans les deux systèmes.