DONNÉES PRATIQUES

Nature des charbons. — On peut employer dans un gazogène toute espèce de charbon , sauf les fines maigres. Mais bien des raisons peuvent dans des circonstances particulières conduire à donner la préférence à telle ou telle variété de charbons. Les plus commodes à employer sont les maigres classés en morceaux de la grosseur d'un œuf, renfermant le moins de cendres et les cendres le moins fusibles possible. Les lignites et les houilles maigres à longue flamme donnent un gaz très riche, particulière-

ment convenable là ou la récupération n'est appliquée qu'au chauffage de l'air secondaire et pas au chauffage du gaz. Il y a intérêt alors à avoir un gaz riche en éléments combustibles. Les maigres à courte flamme donnent un gaz moins riche, mais un gaz très propre, ne renfermant pas de goudrons et n'encrassant pas les conduits de distribution.

Les houilles grasses n'ont pas besoin d'être classées, puisqu'elles se réagglomèrent au sommet du gazogène pendant leur distillation sous l'action de la chaleur. On peut brûler des fines grasses dans un gazogène. Mais les houilles grasses ont l'inconvénient de donner un gâteau de coke très dur à briser, qui exige de la part de l'ouvrier un travail de piquage très pénible. Pour ce motif elles doivent autant que possible être mêlées avec des houilles maigres de façon à diminuer la dureté de la masse de coke.

La nature et la proportion des cendres doivent être prises très sérieusement en considération dans le choix d'un charbon pour gazogène. Avec des cendres fondant au-dessous de 1.300° et en proportion supérieure à 10 0/0, la conduite des gazogènes ordinaires devient difficile et pénible pour les ouvriers. On arrive cependant à faire fonctionner de grands gazogènes de 3 m. de diamètre, brûlant 50 kg. à l'heure par mètre carré, avec des charbons à 20 0/0 de cendres. Cest là une limite maxima qui n'a guère été dépassée dans les types courants de gazogènes. Par contre, avec des teneurs en cendres inférieures à 10 0/0 on arrive à dépasser 100 kg. à l'heure par i m*.

On est arrivé à brûler des schistes houillers, déchets de l'exploitation de la houille, tenant jusqu'à 49 0/0 de cendres, mais dans des gazogènes spéciaux à allure très lente et les frais d'installation de ces appareils très volumineux pour une très faible production compensent jusqu'ici et au delà l'avantage résultant de l'emploi de ces combustibles de qualité inférieure.

Soufflage. — La quantité d'air à faire passer à travers la masse de combustible est proportionnelle à la quantité de charbon à brûler. Pour une marche moyenne de 50 kg. de charbon à l'heure et

par m*, il faat à raison de 4,3 m' d'air par kilog.de charbon 200 m' à rheare, ce qui donne, comme nous Tavons indiqué plus haut, une vitesse moyenne de 0,05 m- par seconde dans toute la section supposée vide et pour le gaz supposé froid. En réalité la vitesse réelle de l'air et des gaz brûlés est au moins dix fois plus forte du fait de la section moindre des vides libres et de l'élévation de la température des gaz qui en augmente le volume. Pour communiquer à un gaz une vitesse de cet ordre il sufSrait cependant de différences de pression de quelques centièmes de millimètre d'eau. Mais les remous entre les morceaux de charbon, résultant des changements incessants de section des espaces vides, éteignent à chaque instant cette vitesse qui doit de nouveau être restituée au gaz, et il faut au total des pressions motrices bien plus considérables. Avec les combustions très lentes et les faibles épaisseurs de combustibles, comme dans les anciens gazogène Siemens, il suffit d'une pression de 5 mm., mais dans les gazogènes à allure plus rapide avec une couche épaisse de combustible la pression nécessaire pour faire circuler Tair à travers la masse de combustible peut décupler, atteindre 50 mm. et même davantage. La pression motrice croît comme le carré de la vitesse ; pour passer d'une combustion de 25 kg. à une combustion de 100 kg., chiffires extrêmes rencontrés habituellement dans la pratique, il faut faire varier les pressions dans le rapport de i à 16. Il faut encore ajouter à la pression nécessaire pour forcer l'air à traverser la masse de combustible, celle qui est nécessaire pour amener le gaz aux fours, où il pénètre par des orifices parfois très étranglés. Cette pression supplémentaire s'élève dans certains cas à 10 ou 20 mm. d'eau. Il (aux donc parfois compter sur une pression motrice de 100 mm. d'eau pour être assuré de pouvoir faire marcher un gazogène sans difficultés. Mais cette pression totale peut se réduire au dixième de cette valeur dans le cas de gazogènes à allure lente, chauffant des fours à très larges conduits de gaz, comme les fours de glacerie ou les fours Siemens-Martin pour la fabrication de Tacier.

Tirage naturel. — On arrive difficilement par le tirage naturel à dépasser une dépression motrice de lo mm. Il y a deux cas à distinguer, celui où les fours sont complètement fermés en marche normale, conmie les fours à distiller la houille dans la fabrication du gaz d'éclairage. U est possible alors d'utiliser le tirage de la cheminée destinée à Tévacuaiion des fumées; la dépression se transmet au gazogène par l'intermédiaire du four, dont Tintérieur se trouve en dépression par rapport à l'atmosphère intérieure. Cela est sans inconvénient, du moment où le four ne présente pas d'ouvertures libres; plus exactement l'inconvénient est moins grave, car les maçonneries des fours sont toujours plus ou moins fendillées et il se fait par là des rentrées d'air froid qui abaissent la température dans le four et diminuent pour le même motif le tirage de la cheminée.

Dans les fours nécessairement ouvens pour le travail^ comme les fours à iondre Facier, la pression intérieure esr égale à la pression atmosphérique extérieure. La pression motrice doit être créée et dépensée tout entière avant le four. La diâférence de niveau entre la grille des gazogènes et la sole du four donne déjà une certaine pression motrice que Ton peut évaluer en moyenne, dans le cas où le gaz passe par un récupérateur à température élevée, à i mm. d'eau par mètre de différence de niveau. La température du gaz à la sortie du gazogène peut être de 600^ et elle s'élève à 1200^ à la sortie des récupérateurs. U faudrait donc une dizaine de mètres de dénivellation pour une pression de 10 mm. d'eau. Il n'est pas toujours facile de créer dans une usine des dénivellations semblables, cela est même absolument impossible dans les terrains avec niveau aquifère peu profond.

Sir William Siemens a tourné cette difficulté par un artifice connu sous le nom de siphon de Siemens. Le conduit de gaz allant du gazogène aux récupérateurs présente la forme d'un siphon renversé. Le gaz s'élève du massif des gazogènes par une cheminée verticale en maçonnerie où il conserve sa température. A une dizaine de mètres de hauteur la canalisation est prolongée par un conduit de tôle horizontal et de longueur très variable,

suivant les dispositions des usines. Il sert de refroidisseur ; le gaz redescend ensuite par un autre conduit vertical en tôle jusqu'à la base des récupérateurs. La différence de température entre la colonne montante et la colonne descendante de gaz, produit une dépression de 0,5 mm. par mètre de hauteur environ, qui vient ajouter son effet à la différence de niveau existant entre les gazogènes et les fonrs.

Emploi des ventilateurs. — Le tirage naturel reste toujours très précaire, car il donne seulement une pression motrice faible, à peine suffisante dans bien des cas et donnant toujours lieu, même quand son emploi estpossible, à Tinconvènient très grave suivant. Un des principaux avantages théoriques de l'emploi des combustibles gazeux est la possibilité^ au moins théorique, de les brûler avec la quantité strictement nécessaire d'air, et d'obtenir par conséquent le maximum du rendement calorifique. Ceci suppose essentiellement que les pressions motrices d'une part, et d'autre pan, les sections des passages traversés par l'air et le gaz, restent à chaque instant invariables. Ce résultat est facilement atteint pour l'air qui traverse seulement des sections étranglées^ constituées par des cameaux, des conduits de fumées ou des registres dont la section ne peut pas changer d'elle-même. Pour le gaz combustible, au contraire, la principale résistance est ofiene, à moins de dispositions particulières, par la masse de combustible où la section des espaces libres varie à chaque instant avec l'avancement de la combustion, la formation des mâchefers et celle de la croûte de coke. Malgré un tirage constant, le débit du gaz doit donc être extrêmement irrégulier. On atténue dans une très large mesure cet inconvénient, en disposant, soit sur le passage d'arrivée d'air aux gazogènes, soit sur la sortie des gaz chauds, un étranglement dont la résistance soit très grande par rapport à celle de la masse de combustible; les variations de résistance de cette dernière deviennent alors négligeables. Supposons qu'il faille pour le passage de Tair à travers la masse de combustible, une différence de pression de 10 mm., chiffre atteint dans les com-

bastions un peu rapides, on devra disposer un orifice sur le trajet des gaz, nécessitant pour le passage du même volume de gaz une diâférence de pression 10 fois plus grande, 100 mm.^ par exemple. On aura alors un débit très régulier, quels que soient les changements survenus dans la masse de combustible. Mais le tirage naturel ne suffit pas dans ce cas, l'emploi de procédés mécaniques de soufflage devient indispensable; les ventilateurs permettent précisément d'obtenir les fortes pressions nécessaires.

Si Ton ne veut pas recourir aux procédés mécaniques de soufflage et se contenter du tirage naturel^ comme dans les anciennes installations de Siemens, il faut grouper ensemble un nombre suffisant de gazogènes, pour que leurs irrégularités de marche se compensent. Le piquage, le décrassage et le chargement se faisant alors successivement^ on arrive à obtenir une marche moyenne encore assez régulière.

On peut employer deux types différents de ventilateurs pour le soufflage des gazogènes ; les appareils voluménogims, comme le ventilateur de Root, et les ventilateurs à force centrifuge ; chacun de ces appareils a ses avantages et ses inconvénients, qui doivent faire préférer Tun ou l'autre suivant les applications. Les ventilateurs voluménogènes, construits pour donner un volume constant d'air, répondent évidemment le mieux à la condition de régularité de production du gaz. Si la résistance offerte au passage du gaz vient à croître, le volume débité ne change pas, quand la vitesse de rotation du ventilateur est maintenue constante, la pression seule varie. Mais, il est impossible, par contre, de faire varier facilement le débit, si par exemple on veut d'un moment à l'autre d'une même journée, pousser plus ou moins la marche du gazogène. Ne pouvant changer les transmissions de commande du ventilateur pour faire varier la vitesse, on doit perdre une partie de Tair soufflé, en ouvrant un registre ménagé sur le conduit de distribution d'air. Les ventilateurs à force centrifuge tendent au contraire à donner une pression fixe, et la constance de résistance des passages offerts au gaz doit être assurée autant que possible. Mais on peut dans ce cas plus facilement faire varier le débit de

Tappareil, il suffit d ouvrir ou de fermer plus ou moins le registre de communication avec le conduit d'air.

Autrefois, Tinsullation des ventilateurs présentait quelques complications à cause de la nécessité de rapprocher la machine motrice du ventilateur, ou au moins de l'y rattacher par des arbres de transmission plus ou moins longs. Aujourd'hui l'emploi des moteurs électriques pour la transmission de la force, simplifie bien le problème de Tinstalladon des ventilateurs, et leur usage se répandra certainement de plus en plus.

Sonffleiirt à vapeur. — Un procédé mécanique de soufflage de l'air, très employé dans le cas de gazogènes, est celui dts éjecteurs à vapeur, qui ont le grand avantage d'être une installation très simple et économique^ de ne rien coûter comme fonctionnement, parce que l'on emploie pour les actionner la vapeur même que Ton doit envoyer de toute Ëiçon dans le gazogène.

Ces appareils cependant donnent souvent dans les usines de nombreux mécomptes, faute de savoir les employer convenablement. On oublie trop souvent un tait capital mis en évidence par M. Râteau : le rendement de ces appareils varie avec une extrême rapidité quand on change les conditions de jeur emploi. Il y a pour un appareil de dimensions déterminées, fonctionnant avec une pression de vapeur donnée, un certain volume d*air entraîné et une certaine pression produite, pour lesquels le rendement, c'està-dire, le rapport du travail emmagasiné dans l'air soufflé à celui dépensé par la vapeur est maximum. Si on demande au même appareil de donner plus de pression en entraînant moins d'air ou d'entraîner plus d'air en donnant moins de pression, on produit une chute énorme dans le rendement. Aussi, arrive-t-il très souvent que les souffleurs vendus par les constructeurs avec les gazogènes font un service déplorable parce qu'ils ne sont pas employés dans les conditions pour lesquelles ils ont été calculés. Il est préférable de faire soi-même dans chaque cas particulier le calcul et l'établissement de son appareil.

La théorie complète des souffleurs à vapeur a été donnée par M. Râteau, dans la Revtu de Mécanique en 1896. Un jet de vapeur lancé dans Tair communique à cet air une vitesse facile à calculer par le principe de la conservation des quantités de mouvement ; mais^ par suite de la différence initiale de vitesse entre la vapeur et Tair, il se produit des remous et une partie de la vitesse restante n'est pas orientée parallèlement à Taxe du souffleur. On peut admettre, dans le cas d'un jet de vapeur^ que la vitesse moyenne de la masse gazeuse, parallèlement à Taxe de l'appareil, n'est que les 0,80 de la vitesse calculée par le principe de la conservation des quantités de mouvements.

Ce mélange d air et de vapeur est lancé dans un cône divergent où la vitesse se ralentit en restituant à la masse gazeuse une certaine pression, obtenue aux dépens de la force vive disparue. Mais le rendement de ces appareils est assez défectueux en raison des remous et aussi de l'adhérence incomplète de la veine gazeuse aux parois du cône. Pour obtenir cette adhérence, la divergence du cône ne doit pas dépasser 10 o/o, c'est-à-dire que la différence de diamètre de deux sections doit être au plus égale au i/io de cette distance. Quand cette condition n'est pas remplie, le rendement tombe rapidement à o. Si au contraire cette condition est remplie, le rendement, c'est-à-dire le rapport de la pression obtenue à la pression calculée par le principe de conservation des forces vives, varie suivant les cas de 40 à 70 0/0. Il est d'autant plus grand que la vitesse du fluide entraînant est moindre ; avec la vapeur sous pression, il ne dépasse guère 40 0/0.

Enfin, une dernière condition de bon fonctionnement de ces appareils, est que l'orifice d'écoulement du jet de vapeur ne soit pas percé en mince paroi, mais évasé de lui-même en forme de cône, de même angle que le diffuseur, dont les parois soient précisément dans le prolongement de celles du diffuseur. Sans cette précaution, les filets de vapeur, au lieu de sortir sensiblement parallèlement à l'axe de Tappareil, divergeraient dans tous les sens, par suite de la détente de la vapeur qui n'aurait pas encore perdu toute sa pression au moment de la sortie de Torifice.

n est bon enfin, pour guider le courant d'air dans le cône divergent et l'orienter parallèlement au jet de vapeur, avant l'arrivée en contact des deux courants gazeux, de mettre en avant de la partie étranglée du difiuseur, un ou plusieurs pavillons évasés, dont l'orifice étroit se trouve sur le prolongement du cône divergent, comme le montre la figure 53.

Nous donnerons l'exemple d'un calcul semblable : on se propose de brûler dans un gazogène 120 kg. de charbon à l'heure, en envoyant avec Tair un poids de vapeur égal à celui du charbon; la pression de la vapeur à la chaudière est de 3 kg. absolus. Quelle est la pression dont on pourra disposer en effectuant ce

Fig. 53.

soufiBage avec la quantité de vapeur indiquée ? On trouve, tous calculs faits^ que le poids d'air nécessaire est environ 4 fois celui de charbon brûlé. Les tables de Zeuner donnent pour la vitesse d'écoulement de la vapeur sous la pression de 3 kg. 606 m. par seconde.

L'équation des quantités de mouvement avec le coeificient de rendement de 0,80, donne pour la vitesse x du mélange gazeux, dans la panie étranglée de l'éjecteur :

(M 4- m) x=o,8o mV d'où 5 5C z= I . 606 . 0,80

Le principe de la conservation des forces vives avec l'application d'un rendement de 0,40, donne à la sortie du divergent^ une pression motrice disponible de 190 mm. d'eau.

Dans le calcul on suppose la longueur du divergent indéfinie et la vitesse de sortie nulle; mais en pratique, on se contente d'une longueur qui donne à l'orifice de sortie une section triple de celle

d'entrée. Cela suffit pour utiliser 90 0/0 de la force vive disponible dans le mélange gazeux. En allongeant plus le cône, le frottement contre les parois compenserait et au delà le bénéfice résultant de Tutilisation théorique plus complète de la force vive.

Une fois ces données établies, il ne reste plus qu'à calculer les sections des difiérentes parties de l'appareil.

La section S' est calculée de façon à pouvoir débiter sous la

vitesse de 96 mètres, le poids d'air et de vapeur soufflés qui sont

ensemble égaux à 5 fois le poids du charbon brûlé. On trouve

ainsi :

S'= 13 cm\

La section évasée du divergent, S^, est prise égale au triple de

la section S' :

S* = 3 S* z= 39 cm*.

La section étranglée du jet de vapeur, S°, calculée d'après la vitesse d'écoulement de 600 m. par seconde, et le poids de vapeur débitée, de 3 3 g. par seconde^ est égale à :

S* 1=0,56 cm*.

Le diiFuseur S% en supposant que Ion n'en mette qu'un, sera pris égal à la moyenne proportionnelle entre S® et S* :

(S*)* = So . S' d'où :

S* =2,93 cm*.

Enfin, la section S* de l'orifice évasé du jet de vapeur est calculée d'après le tableau suivant qui a été dressé par M. Râteau à la suite d'expériences faites pour étudier le rendement des souffleurs

à vapeur :

Press, abs. par kg. Vitesse en m. par " Rapport -^

GAZ PAUVRE DE GAZOcàNE 3$^

Dans le cas actuel, pour la pression de 3 kg., il faut prendre le rapport 1,17. On a donc.

8 = 1,17 S®zi:o,66 cm«.

On a ainsi tous les éléments nécessaires pour la construction d'un souffleur répondant aux conditions données.

La longueur du divergent peut être construite graphiquement puisque Ton connaît Tinclinaison des deux génératrices ; on peut aussi la calculer, elle est égale à la hauteur d'un cône dont la base aurait une surface double de S', soit 26 cm*, et dans lequel la hauteur serait égale à 10 fois le diamètre de base, soit 180 mm«

Il est facile, au moyen du même raisonnement, de se rendre compte pourquoi Ton ne peut pas pratiquement faire varier le débit d'un souffleur. Supposons que sans changer la disposition de Tappareil^ nous voulions doubler son débit en air. Il faut pour cela doubler la vitesse en S*. Nous pouvons, pour y arriver, essayer d'augmenter la pression de la vapeur; mais en doublant par exemple cette pression, la vitesse d'écoulement est bien loin de doubler, elle augmente de 1/4 seulement. Il y a donc impossibilité absolue de doubler le débit par un changement de pression. On peut par contre changer le diamètre de la tuyère, et augmenter le débit de vapeur. Le résultat cherché sera atteint en quadruplant approximativement le débit de vapeur, mais alors le gazogène sera noyé par l'excès de vapeur d'eau mêlée à l'air et il s'éteindra. Aucune de ces deux solutions n'est donc admissible. Au contraire, en construisant un autre souffleur, nous pourrons avoir exactement le même rendement, à condition de doubler toutes les sections. Nous pourrions même doubler la proportion d'air sans augmenter celle de vapeur, c'est-à-dire employer un mélange comburant moitié moins humide à condition de se contenter d'une pression motrice 4 fois plus faible, soit de 50 mm., ce qui serait encore suffisant dans bien des cas. Il faut donc pour chaque consommation un souffleur diflérent. Le prix de construc. tion de ces appareils est insignifiant, quelques rognures de tôles ou des feuilles de zinc suffisent.

554 mtRODUCTiON a l^étude de la métallurgie

Addition d*eaii et d'acide earboniqae. — Pour abaisser la température dans le gazogène, on ajoute à Tair comburant, comme cela a été indiqué précédemment, une certaine quantité d'eau, soit à Tétat de vapeur, soit à Tétat liquide, parfois mème^ de Tacide carbonique, introduit sous forme de fumées prélevées à la sortie du four. La décomposition de cette eau ou de cet acide carbonique absorbe de la chaleur et s'oppose à la fusion trop complète de mâchefer.

Ces additions ont par contre, il est vrai, Tinconvénient d'augmenter la masse de fumée passant dans le four pour un même poids de charbon brûlé, et par suite d'abaisser la température de combustion. Il faut toujours, pour brûler une même quantité de charbon, employer un même volume d'air, qui donne par suite une masse constante de fumées, auxquelles s'ajoute l'eau ou l'acide carbonique, ou tout autre gaz inerte introduit avec l'air.

Ces additions ont enfin, dans certains cas, l'avantage de modifier utilement les proportions relatives de Tair envoyé aux gazogènes, ou air primaire^ et de Tair envoyé aux fours pour brûler le gaz combustible, ou air secondaire. Plus on &it passer de vapeur d'eau dans le gazogène, plus on augmente la proportion d'air secondaire envoyé directement aux fours. Or souvent, pour simplifier les installations, on fait porter la récupération de la chaleur empruntée aux fumées seulement sur l'air secondaire. Plus la proportion de ce dernier sera grande, plus l'effet de la récupération sera important.

Nous envisagerons successivement trois cas différents : l'addition de vapeur d'eauy d'eau liquide ou d'acide carbonique, ce dernier pris sous forme de famées chaudes contenant en même temps de la vapeur d'eau et de Tazote.

L'addition de vapeur d*eau est de beaucoup la plus fréquente ; elle est très simple à réaliser; il suffit, dans le cas où Tair est soufflé par un ventilateur, d'un jet de vapeur débouchant dans le conduit de vent. Souvent^ d'ailleurs, on utilise ce jet de vapeur comme force motrice pour le soufflage de l'air, de telle sorte que le charbon brûlé pour produire de la vapeur, fournit en même

GA^ PAUVRE DE GAÏOGkïlE 35$

temps le travail nécessaire au soufflage. Cette liaison entre l'addition de vapeur à Tair et le soufflage, certainement économique au point de vue de la dépense du combustible, a Tinconvénient d'enlever toute élasticité au fonctionnement du gazogène. On ne peut pas faire varier sa production suivant les besoins, changer le taux d'humidité d'après la nature du charbon et la fiisibilité de ses cendres. Le soufflage par ventilateur indépendant, grandement facilité aujourd'hui par les distributions de force électrique qui existent dans toutes les usines, est certainement préférable.

Pour retirer tout l'avantage de cette indépendance du soufflage et de l'introduction de la vapeur, il est nécessaire d'avoir à sa disposition des procédés relativement simples pour contrôler et régler la quantité de vapeur envoyée* Un procédé très simple consiste à faire dégager la vapeur par une tuyère d'une ouverture donnée, sous une pression également déterminée ; pour maintenir fixe la pression, il suffit de maintenir celle de la chaudière constante, en évitant tous les étranglements dans les conduits où circule la vapeur, en particulier toute espèce de registres ou de robinets destinés au réglage. La pression sur l'orifice de la tuyère doit être sensiblement égale à celle de la chaudière même ; on peut alors faire varier le débit dans des limites assez étroites il est vrai, en faisant varier la pression à la chaudière, ou dans des limites plus étendues, en changeant les orifices des tuyères qui doivent être disposés de façon à être faciles à enlever. Le débit de vapeur se calcule d'après la section de l'orifice et d'après la vitesee d'écoulement de la vapeur, qui est donnée par les tables en fonction de la pression. On peut encore mesurer expérimentalement ce débit de vapeur en faisant plonger la tuyère dans un seau rempli d'eau froide et mesurant l'augmentation de poids du seau au bout d'un temps déterminé.

Un autre procédé tout différent permet d'apprécier^ sinon le débit absolu de vapeur, du moins sa proportion dans l'air soufflé, ce qui est en réalité la seule donnée directement intéressante. La vapeur aussitôt détendue à la pression atmosphérique, retombe à la température de loo"; en la mêlant alors avec de l'air à la tem«

3S6 INTRODUCTION A L'ÈtUDE DE LA MÉTALLURGIE

pérature ambiante, le mélange gazeux prendra une température intermédiaire entre loo^'et la température initiale de Tair, variable avec la proportion de vapeur envoyée dans cet air. Il suffit donc d'avoir deux thermomètres voisins, sur la conduite de vent, Tun avant l'arrivée de vapeur et l'autre après, pour pouvoir déterminer létaux d'humidité de Tair.Onpeut alors régler le débit de vapeur au moyen d'un robinet, sans avoir à se préoccuper de maintenir jusqu'à lorificed^écoulement une pression constante dans la canalisation.

D'après ùes expériences faites par M. Bied, aux usines du Teil, de Tair pris initialement à la température de 25^ et additionné d'une quantité de vapeur suflisante pour élever sa temperature a 65^ donnait un mélange humide renfermant i vol. de vapeur pour 3 vol. d'air, et en outre une certaine quantité d*eau vésiculaire en suspension.

Le poids de vapeur d'eau varie en général de 0,5 à i kg. par kilogramme de charbon brûlé. On va même jusqu'à 2 kg. dans les gazogènes du système Mond à récupération des sous-produits, pour accroître le rendement en sels ammoniacaux; mais il faut alors refroidir complètement les gaz avant de les employer, de façon à les débarrasser de l'excès de vapeur d'eau contenue.

L'emploi exclusif d'eau liquide est peu répandu; on fait souvent arriver un peu d'eau sous la grille pour refroidir les mâchefers; d'autres fois, un joint hydraulique permet d'extraire sous l'eau CCS mâchefers, de façon à ne pas être obligé d'arrêter le soufSage et par suite la production du gaz pendant le décrassage. Mais, le plus souvent^ dans ces cas, on ajoute encore de la vapeur d'eau à l'air, Tévaporation de l'eau liquide au contact des mâchefers chauds ne constituant qu'un léger appoint sur la quantité d'eau totale introduite. L'emploi de l'eau liquide présente en effet une difficulté assez sérieuse, son évaporation est essentiellement variable avec la distance entre la zone de combustion et la surface supérieure du liquide. Après le décrassage, quand le charbon incandescent est descendu, l'évaporation est beaucoup plus active; le feu peut même être noyé si on l'a fait descendre trop bas; plus

tard aa contraire, avant la période suivante de décrassage, Tévaporation diminue considérablement. De toute façon la marche est très irrégulière. Il existe cependant quelques types de gazogènes où Ton emploie exclusivement l'eau liquide.

Dans les anciens gazogènes de Siemens, à allure très réduite^ non soufflés et ne brûlant guère que 25 kg. par mètre carré par heure, on se contentait de faire arriver un filet continu d'eau au pied de la grille à gradins. La lenteur de la combustion permettait d'ailleurs de marcher sans eau, et il n'y avait pas d'autre part, avec la disposition des grilles à gradins de ces appareils, à craindre de noyer le feu.

On alimente également, exclusivement à Veau liquide, les gazogènes d'usines à gaz de l'ancien type, dit du four de Munich. L'air primaire^ destiné à Talimenution du gazogène, traverse» comme l'air secondaire, les récupérateurs du four, et en sort à une température voisine de 700^*. Cet air passe sur une nappe d'eau, maintenue à niveau constant et en évapore une quantité proportionnée à la surfice libre de l'eau et au volume du gaz. La température du mélange gazeux tombe au-dessous de 400*^ et ce mélange peut alors traverser les grilles du gazogène sans les brûler. Cet artifice assure la proportionnalité entre la quantité d*air soufflé et la quantité d'eau évaporée.

La même proportionnalité existe dans les gazogènes tout à fait modernes de Keperly ; au niveau de la zone de combustion, la cuve est constituée par une enveloppe en tôle à double parois, sans aucun revêtement réfractaire; l'air soufflé traverse cette enveloppe, s'y échaufie et va de là lécher la surface de l'eau, qui remplit une cuve en fonte constituant une sole tournante sous le gazogène, dans laquelle l'eau sert de joint hydraulique.

L'addition diacide carbonique est une caractéristique du gazogène Bidermann et Harvey, appareil lancé il y a une quinzaine d'années par la maison Siemens de Londres. Il y a dans cet appareil une addition simultanée de Aimées et de vapeur d'eau, caries fumées sont aspirées dans la cheminée et soufflées avec l'air frais vers le gazogène par un éjecteur à vapeur; cependant, la

disposition de ce souffleur, dissimulée au centre de la maçonnerie, est telle, qu'il n y a pas moyen de s'assurer si l'entraînement des fumées est bien réel, aussi at-on parfois contesté Texistence d'une addition réelle d'acide carbonique à Tair primaire. Quelques ingénieurs, par contre^ sont tombés dans une erreur contraire, ils se sont enthousiasmés outre mesure pour le four Biderman et Harvey, et ont admis qu'en faisant traverser à plusieurs reprises le four par une même quantité de carbone^ on pouvait retirer plus de chaleur d^un poids donné de combustible, ce qui est évidemment absurde. Cet appareil présente néanmoins des dispositions de détails très bien étudiées, qui suffisent à en expliquer le succès.

DécrassBge. — L'enlèvement des mâchefers est une des parties les plus délicates de la conduite des gazogènes^ celle dont dépend avant tout le succès de son fonctionnement. Cette opération nécessite des tours de main que les ouvriers acquièrent à la longue, mais il est très difficile de faire fonctionner pour la première fois un gazogène quelconque introduit dans une usine, où il n'y en avait pas auparavant. De nombreux dispositifs ont été imaginés pour faciliter le décrassage, aucun n'est entièrement satisfaisant.

Le travail du mâchefer comprend deux parties bien distinaes : un travail préparatoire constitue un des objets de l'opération du piquage^ et a pour but essentiel de désagréger les boules de mâchefer, de les décoller de la paroi avant qu'elles n'aient durci par refroidissement ; il faut, pour faire en temps utile ce travail et ne pas en exagérer l'importance, une réelle expérience pratique. Par des trous ménagés à la partie supérieure, l'ouvrier introduit un ringard à travers la masse de charbon et se rend ainsi compte de la position et de la dureté des agglomérations de mâchefer ; il doit s'empresser de les désagréger et de les décoller de la paroi, avant qu'elles aient eu le temps de devenir trop dures par refi'oidissement ; il faut, autant que possible, pour faciliter l'enlèvement final de ces mâchefers, les empêcher de se mettre en boules d'une grosseur supérieure à celle du poing.

Les procédés d enlevage sont extrêmement nombreux, nous passerons rapidement en revue les plus employés d'entre eux. Dans les anciens gazogènes de Siemens la grille est disposée en gradins et interrompue à une certaine distance au-dessus du niveau de la sole du cendrier. Les cendres meubles, non agglomérées sont enlevées avec un crochet entre les barreaux plats de la grille. Les boules de mâchefer descendent jusqu'à la partie inférieure et sont enlevées en-dessous de la grille.

Un dispositif très fréquent consiste à employer ce que Ton appelle une fausse grille, on laisse le gazogène brûler pendant 12 ou 24 heures sans le décrasser et il se forme au-dessus de la grille un gâteau de scories, plus ou moins épais, qu'il a cependant fallu briser de temps en temps pour assurer le passage de Tair. Au moment du décrassage, on introduit à 25 cm. au-dessus de la grille, des barres de fer, par des orifices convenablement aménagés dans la paroi ; ces barreaux rapprochés Tun de l'autre constituent ce que l'on appelle la fausse grille. Une fois celle-ci mise en place, on enlève la grille proprement dite, de façon à laisser tomber toute la masse de mâchefer avec une petite quantité de coke. On nettoie les parois du foyer qui sont alors devenues visibles, on remet la grille en place et on supprime la fausse grille ; le combustible retombe sur la grille proprement dite, et le gazogène est prêt à brûler pour une nouvelle période de 24 heures. Cela est sans doute le procédé de décrassage le plus sûr, lorsque Ton a des difficultés résultant, soit de la mauvaise quaUté du charbon, soit de Imexpérience des ouvriers.

Un certain nombre de gazogènes, la plupart d'origine améri-^ caine, présentent une sole tournante qui expulse automatiquement le mâchefer au dehors. Ces soles peuvent tourner d'une façon continue, comme dans le gazogène Keperly, ou discontinue, comme dans le gazogène Taylor ; là où leur fonctionnement est possible, elles amènent une économie importante.de maind'œuvre ; mais le plus souvent, elles ne font un service convenable qu'avec des charbons de qualité supérieure, c'est-à-dire, avec des charbons maigres classés en fragments d'égale grosseur.

et des charbons peu cendreux, à moins de 10 0/0 de cendres, et à cendres peu fusibles fondant au-dessus de 1300^; ces conditions, faciles à réaliser avec les anthracites des États-Unis, sont plus difficiles à obtenir en France.

Un procédé très original, employé dans le gazogène Wilson, consiste à employer les mâchefers eux-mêmes comme grille pour supporter le combustible. On laisse continuer la combustion pendant plusieurs jours sans faire aucun décrassage, jusqu'à ce que Tépaisseur des mâchefers atteigne i à 2 m. Il faut, bien entendu, que leur fusion reste partielle, de façon à constituer une masse facilement perméable à Tair. Pour le décrassage, on donne un coup de feu, en diminuant la vapeur d'eau admise avec Tair; il se forme alors, sous la masse de combustible et au sommet de celle de mâchefer une voûte, qui a fondu pendant le soufOage, et s'est solidifiée aussitôt son arrêt. Elle est alors prête à supporter le combustible incandescent. On ouvre une grande porte dans la paroi latérale du gazogène, et les ouvriers arrachent avec des ringards, toute la masse inférieure du mâchefer sans toucher à la voûte; le gazogène est ainsi complètement vidé dans le bas, on referme la porte et avec quelques coups de ringard, on crève la voûte de mâchefer, et l'on fait ainsi retomber lecombustible.il faut, pour cette conduite, des ouvriers très expérimentés et des combustibles à cendres convenables. Un mélange de deux combustibles à cendres, inégalement fusibles, parait donner les meilleurs résultats; ce décrassage se fait tous les trois ou quatre jours, par exemple. Jusqu'ici ces gazogènes n'ont guère donné de résultats satisfaisants, qu'en Belgique.

Enfin, un dernier procédé, peu répandu encore, mais qui le deviendra sans doute plus dans l'avenir, est celui de la fusion des cendres. Malgré de très nombreuses tentatives, il y a jusqu'ici une seule installation, fonctionnant d'une façon satisfaisante, celle qui a été étudiée par M. Sepulchre, aux verreries de Gironcourt, dans les Vosges ; ces gazogènes brûlent un lignite du pays, très impur, renfermant 20 à 25 0/0 de cendres, 20 0/0 d'eau de carrière et pas mal de soufre. La fusion est obtenue au moyen d'addition de

castine, de façon à obtenir un laitier fusible, et Ton ajoute même une certaine quantité de laitier déjà formé pour faciliter la réaction des schistes sur la chaux.

On retire à la partie inférieure, outre le laitier, de la fonte blanche et du sulfure de fer fondu, l'extraction du laitier est une opération pénible, car la pression du vent lance constamment par le trou de coulée, un jet de flammes qui projette sur les ouvriers des fragments de coke et de laitier incandescents. Le fonctionnement de ces gazogènes n'a été possible à Gironcourt que parce que le directeur était un ancien ingénieur de hauts-fourneaux, et avait amené avec lui des ouvriers, également familiarisés avec le travail des laitiers. Ces gazogènes ne peuvent fonctionner qu'avec une très forte production pour éviter les refroidissements dans le creuset. Les gazogènes de Gironcourt brûlent, dans un creuset de 0,66 m* de section, i tonne à l'heure; c'est donc environ 30 fois la quantité de charbon que Ton pourrait brûler dans un gazogène ordinaire de même section. Malgré cette allure très rapide, il arrive de temps en temps que tout le creuset se remplit de matières figées, il faut le démolir pour enlever le bloc solide. Dans le but de faciliter cette manœuvre, toute la cuve du gazogène est portée sur des colonnes, de façon à rendre le creuset complètement indépendant.

Piquage et chargement. — Un élément de dépense important dans la conduite des gazogènes est la main-d'œuvre de piquage ; cette opération se fait par des trous ménagés à la partie supérieure du gazogène à travers lesquels l'ouvrier introduit de grands ringards en fer qu'il promène dans la masse de combustible. Cette opération est motivée par trois raisons d'ordre tout à fait diflférent; en premier lieu, la nécessité de briser les mâchefers, comme cela a été indiqué précédemment; en second lieu, dans le cas d'emploi des charbons gras, la nécessité de briser la croûte de coke, qui tend à se produire au sommet du gazogène, cette croûte imperméable au gaz, finirait par obstruer le gazogène, et en outre sa formation s'oppose à la descente du charbon au tur et

à mesure de la combustion ; enfin la nécessité de détruire les cheminées qui se forment en certains points de la masse et bisseraient l'air arriver directement dans le gaz combustible.

Le piquage est une opération pénible et malsaine, car les gaz du gazogène, très riches en oxyde de carbone, s'échappent par les trous de piquage et arrivent direaement sur l'ouvrier. De plus ils s'enflamment parfois quand ils sont assez chauds, et peuvent le brûler.

L'importance du piquage est extraordinairement variable d'une installation de gazogènes à une autre ; elle dépend de la nature des charbons brûlés, et de certains détails d'installation. Cest un des éléments les plus importants à prendre en considération dans les frais de transformation du combustible solide en combustible gazeux.

Le piquage se fait par des ouvertures de 10 cm. de diamètre environ, ménagées à la partie supérieure du gazogène. Elles sont fermées en temps ordinaire par un bouchon conique ou par un boulet sphérique, la condensation des goudrons assurant l'étanchéité du joint, toujours imparfait entre surfaces métalliques. Pour le travail, l'ouvrier enlève le bouchon et descend par l'ouverture une longue tige en fer, appelée ringard ; il la fait pénétrer à travers le combustible en tâtant les parties résistantes, dues vers la surface, à la formation du coke, et vers le bas, à celle du mâchefer. Après avoir ainsi reconnu les points défectueux de la masse, il les attaque énergiquement avec le ringard pour les briser et rétablir l'homogénéité générale de la masse de combustible, au point de vue de la circulation des gaz. Il ringarde également les points plus chauds à la surface du charbon, dont la présence correspond au sommet des cheminées donnant un trop facile accès à l'air. Il les bouscule avec son ringard, et ramène en ces points une surépaisseur de charbon.

Pendant tout ce travail, l'ouvrier est exposé aux jets de gaz toxiques et chauds qui se dégagent en raison de la pression intérieure. Dès que la pression dépasse une dizaine de millimètres d'eau, la violence du jet est telle qu'elle rend le travail presque

impossible. De nombreux dispositifs ont été imaginés pour remédier à cette difficulté, mais aucun n'est entièrement satisfaisant. On emploie parfois des boulets ou des disques percés d'un trou juste suffisant pour le passage du rengard; l'ouvrier est alors complètement protégé, mais il ne voit pas ce qu'il fait et doit remuer au hasard la masse de charbon ; cela exige de sa part un travail plus considérable pour arriver à régulariser convenablement la masse de combustible.

Un autre dispositif essayé à bien des reprises, consiste à placer autour de l'orifice, soit un peu en dehors, soit un peu en dedans^ un tube annulaire d'arrivée de vapeur, percé de trous soufflant vers Tintérieur du gazogène ; en réglant convenablement avec un robinet, ce soufflage, on arrive à empêcher, par la contrepression produite, la sortie des gaz, mais on s'expose par un soufflage trop énergique à envoyer de Tair dans le gazogène. Les trous très fins se bouchent d'ailleurs assez vite et les avis sont panagés sur l'efficacité de ce système.

Un procédé^ très efficace, mais un peu coûteux comme fonctionnement, consiste à avoir sur le gazogène une canalisation reliée à un ventilateur aspirant et présentant des portes d'aspiration, fermées en temps ordinaire par des registres au voisinage de chaque trou de piquage. En ouvrant le registre en même temps que le trou de piquage, on aspire tous les gaz et l'on protège très convenablement l'ouvrier.

Un procédé, beaucoup plus radical et qui parait très satisfaisant en théorie, consiste à maintenir en permanence dans la masse de combustible, un agitateur commandé mécaniquement ; il faut dans cecas^ pour éviter son échauffement et sa fusion, le refroidir intérieurement par une circulation d'eau. Ce dispositif existe dans les gazogènes Talbot, employés en Amérique, mais ne semble pas s'être beaucoup répandu jusqu'ici sur le continent européen. Cette agitation continue est très efficace pour s'opposer à la formation de la croûte de coke, car il est beaucoup plus facile de l'empêcher de se former par une agitation constante que de la briser une fob formée. Au point de vue de la désagrégation des

mâchefers, 1 efficacité du système est moins évidente. Il est possible cependant, d'après la théorie de la répartition de la chaleur donnée plus haut, que cette agitation constante, en uniformisant la température dans la masse des charbons, diminue le maximum de température et par suite, la fusion des mâchefers; il semble cependant que ces agitateurs sont employés en Amérique avec des charbons à cendres peu fusibles.

Enfin, les soles tournantes, employées dans certains gazogènes pour Tenlèvement des mâchefers, produisent dans la masse de combustible de petits mouvements, certainement moins efficaces que l'agitation par un bras, mais contribuant cependant à diminuer l'importance du piquage.

L'introduction du charbon dans le gazogène se fait presque toujours par une trémie placée à la panie supérieure. Le plus souvent, le chargement est discontinu, mais il peut aussi, comme dans les gazogènes Morgan, être rendu continu au moyen d'un plateau distributeur tournant sous la trémie ; ce mode de chargement peut dans le cas des charbons gras, contribuer à réduire beaucoup le piquage nécessaire pour désagréger le coke. Si la température au sommet du gazogène est suffisamment élevée, chaque morceau de charbon se cokéfie isolément en tombant, avant d'avoir été recouvert par d'autres fragments de charbon qui viennent le presser; on évite alors presque complètement toute espèce d'agglomération, mais le résultat n'est qu'incomplètement atteint, si la température est trop basse.

Constmction des gazogènes. — Un gazogène comprend un certain nombre de parties remplissant chacune une fonction spéciale et se trouvant également dans tous les appareils; ce sont :

La cuve réfractaire ;

Les armatures ou enveloppes métalliques ;

La grille ou la sole;

La trémie de chargement et le couvercle supérieur.

La cuve est toujours faite en briques réfractaires argileuses

d'une épaisseur assez variable suivant les types d'appareil et suivant la présence ou l'absence d'une enveloppe de tôle continue.

Sa section intérieure peut être rectangulaire ou circulaire. Les anciens gazogènes Siemens étaient tous rectangulaires ; cette disposition facilite la construction et le groupement des appareils en batteries ; mais elle ne convient que dans le cas de faibles pressions intérieures ne nécessitant pas une enveloppe étanche en tôle. Aujourd'hui la plupart des gazogènes modernes sont construits avec une section circulaire; leur diamètre varie de 50 cm. pour les petits appareils alimentant des moteurs isolés à gaz pauvre, jusqu'à 3 m. pour les grands appareils de chauffage des (ours en métallurgie.

L'enveloppe continue en tôle est indispensable dès que la pression du gaz au sommet du gazogène doit dépasser 10 mm. d'eau. Elle est encore avantageuse pour les pressions inférieures parce que les maçonneries, même en bon eut, sont toujours perméables aux gaz, et qu'elles tendent en outre à se disjoindre sous Taction de la chaleur.

Théoriquement, dans les gazogènes circulaires à enveloppe de tôle continue^ on devrait laisser un vide entre la paroi réfractaire et la tôle pour permettre la dilatation de la maçonnerie sous Taction de la chaleur. L'expérience montre que cela est inutile et même nuisible, le tassement des joints entre les briques suffit pour permettre la dilatation du massif réfractaire; d'autre part un espace vide permettrait le passage direct de l'air, depuis le bas du gazogène, jusqu^à la chambre à gaz où il brûlerait ce dernier et pourrait même provoquer des explosions.

Les grilles pour l'évacuation des cendres et des mâchefers présentent des dispositions variant à Tinfini, que Ton peut seulement indiquer à propos de chaque type d^appareils, sans qu'il soit possible d'en faire une classification générale. Certains gazogènes n'ont pas de grille du tout, comme celui de Wilson ou certains types du Siemens. D'autres ont des grilles à barreaux exactement semblables à celles des foyers ordinaires pour brûler direaement le charbon, sous les chaudières, par exemple. Ailleurs

366 INtRODOCTION A L^ÉTUDE DE LA MÉTALLURGIE

on emploiera la grille à gradins, préconisée autrefois par Siemens, qui semble fournir de plus larges orifices à Tentrée d'air. Dans la plupart des gazogènes circulaires, on emploie une tuyère centrale pour l'arrivée d'air, combinée ou non avec une grille pour l'enlèvement des mâchefers.

Le couvercle du gazogène est simplement constitué par une voâte en briques suffisamment épaisse dans les gazogènes sans enveloppe métallique, comme ceux de Siemens. Dans les gazogènes circulaires, la voûte est généralement beaucoup plus mince et le sommet du gazogène chauffe beaucoup, ce qui brûle les pieds des ouvriers, et rend leur travail plus pénible, cela tend en outre à déjeter le couvercle métallique de Tenveloppe en tôle. On remédie à ce second inconvénient en évitant de river le couvercle sur le cylindre et assurant Tétanchéité par un joint au sable. On peut également adopter une disposition théoriquement plus satisfaisante, mais qui a Tinconvénient d'être d'une installation délicate ; faire un couvercle à double paroi métallique, dans lequel on fait circuler un fluide refroidissant, de l'eau ou de l'air, et Von utilise Tair ou l'eau ainsi chauffé pour l'alimentation inférieure du gazogène.

TYPES DE GAZOGÈNES

Le nombre de types de gazogènes aujourd'hui employés est en quelque sorte indéfini. On en décrira seulement ici une demidouzaine choisis parmi les plus répandus (i).

Siemens. — Les gazogènes Siemens ont été les premiers employés d'une façon pratique dans l'industrie ; le gazogène bien antérieur d'Ebelmen était resté un simple appareil d'expérience. Les gazogènes Siemens ont l'avantage d*ètre d'une construction

(i) Les figures reproduites sont emprontées les unes au Traité de Mitai' îurgie de M. Babu, les autres à une communication faite au congrès de Dosseldorf par M. Hofmann.

GA2 PAUVRE DE GAZOcènE 367

très simple et iconomique; ils ooi une torme rectangulaire qui permet d'en accoler na grand nosibre l'un k câté de l'aocre et d'adosser deux rangées semblables. On réalise ainsi avec le minimum d'encombrement, une grande stabilité dans leur construction et oa réduit les pertes de chaleur. Ils n'ont pas d'enveloppe

Fig. 54. — Gaiogine SiemcDS.

métallique, au plus quelques tirants en fer pour empêcher leur maçonnerie extérieure de se déjeter.

La fîgare 54 représente un des types les plus récents et les plus perfectionnés de ce système de gazogène ; il est caractérisé par les détails de coostmction suivants : Une poitrine antérieure indioée g sur laquelle s'étale le charbon introduit par la trémie a ; cette disposition s'oppose aux passages d'air contre la paroi en question sor laquelle le charbon est pressé par la pesanteur; de

^é8 INTRODUCTION A l'ÉTUDE DE LA MÉTALLURGIE

plus, la hauteur du talus de charbon oppose au mouvement des gaz dans cette direction une résistance bien plus grande qu'à travers la masse du combustible perpendiculairement à son épaisseur.

La grille à gradins dy formée de barres plates assez larges, permet remploi de combustible pulvérulent, tout en conservant entre les barreaux un intervalle assez grand, nécessaire pour lextraction des cendres.

Le cendrier est fermé par une porte derrière laquelle un tuyau amène Tair soufflé; enfin un tuyau d*eau vient déboucher à la partie inférieure du cendrier.

La voûte barrage i descend souvent assez bas dans ces gazogènes et isole le conduit de sortie des gaz ^ de la chambre de distillation b, de façon à ce que Teau dans les combustibles humides, ou les goudrons, dans le cas de houille grasse, soient obligés de traverser la masse de combustible incandescente et se décomposent en partie avant de s'échapper du gazogène.

Duflf. — Le gazogène DuflF, perfectionné par Schmidt et Desgraz et par d'autres constructeurs, présente extérieurement une fotme circulaire avec enveloppe méuUique en tôle continue ; mais sa section intérieure est encore rectangulaire; cette disposition extérieure est commune d ailleurs à la presque toulité des gazogènes modernes, elle permet de circuler tout autour de Tappareil et de (aire symétriquement le décrassage, ce qui facilite la r^ularité d'allure de Tappareil. La caractéristique de ce gazogène (fig 55) est de présenter à la partie inférieure un joint hydraulique constitué par une cuve c dans laquelle plonge la partie inférieure de Tenveloppe du gazogène. Les mâchefers tombent dans cette cuve et peuvent être relevés au moyen d'une pelle sans arrêter le soufflage ni par suite la marche de Tappareil, comme cela est nécessaire dans le cas des gazogènes Siemens soufflés, où le décrassage nécessite l'ouverture de la porte du cendrier.

L'air arrive à travers une grille centrale g sous laquelle il est soufflé par le tuyau d; cette disposition centrale de la grille a

GAÏ PAUVRE DE GAZOGENE 369

l'avKDtage d'éviter le passage de l'air contre les deux patois qui lut font vis-ii-vis, mais cet inconvénieat est moiiis bien évité aux

Csupi vuiictlt ftr P i

Coup* heriMiiUlt pir M.H

Fig. Si— Gtzogioe Dufi.

deax extrémités de la grille que l'on a souvent le tort de faire beaucoup trop longue.

370 INTRODUCTION A LÉTUDE DE L\ METALLURGIE

Le décrassage de cet appareil est un peu délicat et demande une certaine attention ; il faut toujours laisser le bas de l'appareil rempli de mâchefer jusqu'à un niveau un peu supérieur à celui de la grille, sans quoi il se formerait sur cette grille des mâchefers

Fig. 56, — Gaiogtne Tayior.

adhérents, que l'on ne pourrait enlever faute de moyens d'accès. D'autre part, si l'on poussait trop loin le décrassage, on arriverait 1 faire tomber le charbon incandescent dans l'eau et à perdre une grande quantité de combuitible, qui s'éteindrait et serait enlevé avec le m:khefer.

Tayior. — C'est un gazogène complètement cylindrique k en*

GM PAUVRE DE GAZOGÈNE 37 î

veloppe métallique, l'air arrive par une tuyère centrale recouverte d'un chapeau conique qui empêche le charbon d'y pénétrer (fig. 5^); sa caractéristique essentielle est la présence d'une sole tournante dont la rotation doit faire tomber les mâchefers par un espace annulaire vide réservé entre cette sole et la base d'un cône renversé en tôle qui prolonge le revêtement réfractaire et retient les mâchefers. Ce gazogène a été un des premiers où le décrassage ait été tenté au moyen d'une sole tournante. Il semble avoir été employé aux États-Unis sur une assez grande échelle pour la combustion des anthracites de Pennsylvanie, combustibles peu cendreux et à cendres peu fusibles. On a souvent essayé de les employer en France, mais dès que la proportion des cendres et la fusibilité de celles-ci deviennent trop considérables» la rotation de la sole ne suffit pas pour assurer un décrassage régulier ; bien souvent dans ce cas, on immobilise la sole et on fait le décrassage par piquage comme dans les gazogènes sans sole mobile.

Kerpely. — Le gazogène Kerpely (fig. 57), est un des plus récents parmi les gazogènes à sole mobile, il diffère du gazogène Taylor, essentiellement par les trois caractères suivants :

La sole mobile, au lieu d'être enfermée à Tintérieur de l'enveloppe en tôle et de nécessiter, par suite, l'arrêt du soufflage au moment où on veut enlever les mâchefers accumulés sous la sole, déborde sur l'enveloppe extérieure en tôle et est constituée par une cuvette remplie d'eau, dans laquelle vient plonger cette enveloppe de tôle, de façon à faire joint hydraulique. L'élimination des mâchefers se fait, comme dans le gazogène Duff, à travers la couche d'eau, mais elle se fait d'une façon automatique au moyen d'un plan incliné qui plonge dans la cuve et contre lequel le mouvement de rotation de celle-ci fait remonter les mâchefers de façon à les déverser dans un wagonnet ; la sole tourne d'une façon continue et la position du plan incliné est réglée de façon à enlever la quantité de mâchefer correspondant au charbon brûlé.

Un second détail de construction important est que la partie

inférieure du gazogène, celle où se fait la combustiOQ, ne présente pas de revêicment réfractaîre; elle est constituée par une double paroi en tôle, refroidie à l'intérieur par la circulation continue de l'air soufflé dans le gazogène. Cet air ainsi échauffé

P'g- ST'— GMogèoe Kerpely.

va lécher la cuve et s'y charger de vapeur d'eau, avant de pénétrer à travers une grille dans la masse de charbon incandescente. Enfin, cette pénétration de l'air se fait au moyen d'une grille à gradins en pyramide carrée, qui est fixée sur le fond de la cuve, mais & une certaine hauteur au-dessus du niveau de l'eau; l'air soufflé débouche sous cette grille. La forme de pyramide carrée donnée à la grille a pour résultat de brasser constamment la masse de charbon par le fait de la rotation de cette grille en-

traînée avec la cuve. Cette agitation brise les boules de mâchefer qui ont pu se former et bouscule les cheminées qui tendraient 1

Fig. s8. - Ga/ogÈoe WilsoD.

se produire dans la masse de combustible. Avec des combustibles purs, à cendres moyennement fusibles, mais peu abondantes, ce

374 INTRODUCTION A L'ÈTUDE DTÎ LA MÉTALLURGIE

gazogène fonctionne d'une façon remarquable, ne nécessitant pour sa conduite qu'une main-d'œuvre presque nulle.

Wilson. — Le gazogène Wilson (fig. jS) n'est guère employé

Fig. 59. — Gazogène Talbot,

qu'en Belgique; il nécessite pour son lonctionnement des combustibles dont la teneur en cendres et la fusibilité des cendres ne s'écartent pas de certaines conditions favorables k sa mar.:he; souvent même on emploie un mélange de deux combustibles i cendres inégalement fusibles. Le principe de cet appareil est de

fonctionner sans aucune grille, les mâchefers déjà formés supportant le combustible et en même temps donnant accès à Tair comme une véritable grille. Ceci exige que les mâchefers formés soient à demi agglomérés pour former une masse perméable; des cendres complètement fusibles donneraient un gâteau complètement imperméable, des cendres infusibles donneraient une masse pulvérulente également imperméable aux gaz.

L'air soufflé par deux éjecteurs à vapeur, K et L arrive à la base du gazogène par le conduit F et sort par les ouvertures H. Pour empêcher le charbon d'entrer dans ces ouvertures, on place devant elles et appuyés sur le conduit, quelques gros blocs de mâchefer formant une voûte, puis, par-dessus le charbon. On marche ensuite pendant plusieurs jours sans faire aucun décras. sage, jusqu'à ce que les mâchefers aient atteint une épaisseur de I m. à 1,50 m. On donne alors un coup de feu en réduisant la vapeur soufflée dans Tair de façon à bien, agglomérer la dernière couche de mâchefer, puis on ouvre en grand les portes I et J et on vide tout le mâchefer froid accumulé dans le bas de Tappareil. On replace de nouveau de gros morceaux de mâchefer devant les ouvertures H et Ton recommence l'opération comme la première fois.

Talbot. — Les gazogènes Talbot (fig. 59) sont essentiellement caractérisés par l'existence d'un bras métallique animé d'un mouvement de rotation constant au milieu de la masse de combustible ; cette agitation égalise les températures d'un point à l'autre, détruit les cheminées et empêche les agglomérations de mâchefer; ce dispositif a été essayé surtout aux États-Unis.

Sépalohre. — Le gazogène Sèpulchre (fig. 60) est un gazogène à fusion de cendres reposant par conséquent sur le principe dés anciens gazogènes d'Ebelmen ; c'est un haut fourneau à échelle réduite. Cet appareil a donné des résultats intéressants avec certains combustibles très impurs^ renfermant beaucoup de cendres et d*eau de carrière. Sa mise au point pour les com-

bustibles de nature variée est encore à l'étude; ce? appareils ne peuvent fonctionner qu'avec de très fortes productions, nécessaires pour réaliser la température indispensable à la fusion des cendres. Ils ont l'avanuge, sur les appareils précédemment

Fig, 60, — Gazogène Sépulchre.

décrits, de pouvoir s'appliquer en principe à des combustibles très chargés en cendre, peut-être même à des schistes.

Ce seront sans doute des appareils analc^ues qui donneront ta solution du problème depuis si longtemps cherché de l'utilisation des déchets de chaibon sur les houillères.