FOURS ÉLECTRIQUES

|coinhiistion des électrodes eL que les ed'ets d'élei'lroJ JBe pussent intervenir.

' Son premier four élccliiijue était Lonstitiié simplemend par deux Itriques bien dressées de chaux vive, applifl quées l'une sur l'autre. La brique inférieure était creusé d'une rainure longitudinale qui recevait les deux élei trodes (fig. 8), et au milieu se trouvait une pelile cavitéA servant de creuset. Cette cavité, plus ou moins profonde, contenait une couche de quelques centimètres de la substance sur laquelle devait porter l'action calorifique de l'arc.

On pouvait aussi y installer un petit creuset de chara bon renfermant la matière qui devait être calcinée. Lh brique supérieure était creusée également de deux^ rainures pour les électrodes et d'une petite cavité I ^centrale en forme de dôme. On pouvait ainsi concentrera ^bpte la chaleur engendrée sur les substances à traiter» ^H) chaux est si peu conductrice de la chaleur qu'on peufï poser la main sur le couvercle d'un four en pleine activité! sans sentir d'impression de chaleur, bien que la température intérieure soit de plus de 3 Soo" C et que l'épaia-J jUr des parois soit de quelques centimètres seulement,] I refroidissement est donc nid. )L Moissan attribue eafl rtie les résultats qu'il a obtenus à cette particularitéd B devanciers employaient, en ell'et, pour leurs fours IçJ nrbon et la magnésie, trop conductrice, en sorte qua •efroidissement empêchait d'atteindre la températun Ltiaxima. De plus, dans les fours Moissan, les charbons trouvant à plusieurs centimètres an-dessus de l8|r du creuset, l'action électrolytique et l'întroJ tion des matières étrangères se trouvaient enipéJ

M L'ECLAIRAGE A VACF.TrLÉyE

cliées. Les charbons étaient aussi purs que possible. On peut employer au lieu tie chaux qu'il est dîfricile d'obtenir en blocs sulïisamment grands, de la pierre de Courson, déjà employée par H. Sainto-Claire Deville et Debray pour la fusion du platine au chalumeau oxyhydrique, sa conductibilité calorifique étant comparable à celle de la chaux.

La chaux offre rinconvénicnt de fondre et de former des carbures lorsque la température est suftisamment élevée. La magnésie ne forme pas de carbures ; M. Moissan a donc été conduit à constituer le creuset de ses fours en charbon isolé de la chaux par une couche de uiagnésïe. La figure 9 représente un four de ce genre dans lequel l'enveloppe extérieure est toujours en chaux vive ou en pierre de Gourson et dont le creuset est garni de couches alternatives de magnésie et de charbon ; la première est en contact avec la chaux et l'intérieur du creuset est en charbon.

Enfin, dans un autremodèle, un tube traverse les parois du four dans un plan perpendiculaire à celui qui contient les électrodes (fig. 9); ce tubo sert au dégagement des gaz produits par les réactions, afin que ceux-ci ne puissent agir sur les produits obtenus- Ce modèle de four peut être facilement transformé en l'our continu. Il suffit pour cela d'incliner le tube il iîo°; on introduit les matières à traiter à la partie supérieure, et le produit en fusion s'écoule par l'extrémité inférieure.

Dans tous ces fours, les électrodes sont mobiles pour permettre le réglage électrique.

continu de Mui

FOVns ELECTRIQUES 5i

La température augmente avec l'intensité du courant employé; en effet, si, à l'air libre, on soumet à l'action du four électrique un mélange d'acide tîtanique et de carbone, il se forme d'abord du protoxyde de titane ; sî on augmente l'intensité du courant, on obtient de l'azoture de titane; enfin, en augmentant encore l'intensité, il se forme du carbure de titane.

Les dimensions des fours et des électrodes doivent, bien entendu, être d'autant plus grandes que l'intensité du courant et partant la temjiérature sont plus élevées. Dans ses premières expériences, M. Mnissan employait un courant de 3o ampères et 5S volts; il estime que la température atteinte était de i ajo" C environ ; plus tard, dans une station centrale d'éclairage électrique, il put disposer d'un courant de loo ampères et 45 volts; enfin, au Conservatoire des Arts et Métiers, il utilisa un courant de 45o ampères sous 70 volts; la température atteignait 3 000° à 3 Soo" C.

L'emploi de ces appareils lui a permis d'obtenir le diamant et le rubis artiflciel, de fondre ou de volatiliser tous les corps réputés jusque-là réfractaires, de faire cristalliser les oxydes, d'obtenir à l'état de pureté de grandes quantités de métaux rares.

Il Les composés les plus stables de la chimie minérale, dit-il, disparaissent dans le fourélectrique, soit par dissociation, soit par volatilisation. 11 ne reste plus, pour résister à ees hautes températures, qu'une série de composés nouveaux parfaitement cristallisés, d'une stabilité exceptionnelle, les borures, les siliciures et surtout les carbures métalliques.

19, Fours BuUier. — M. Bullicr s'est sui-lout occupé de simplifier la main-d'œuvre.

Les ligures 10 et 11 représentent en coupe verticale et

5a L'ÉCLAIRAGE A L'ACÉTyLE.VE

en plan une série de fours dont le fond ou sole est horizontal et mobile. Les murs a sont formés de briques réfractaires. La sole b est en métal ou en charbon; elle est articulée autour du point c et est maintenue en place,

pendant la réaction, par un contrepoids ;■ et par une

fermeture rf; elle est reliée au pôle négatif de la source

d'électricité et constitue une des électrodes de rappareil.

Le charbon «^ qui eBt relié^au pôle positif de la dynamo.

FOVRS ÊLECTRIQIF.S 5Î

forme la seconde électrode; il plonge dans le mélange de cliatix et de charbon.

Au fur et â mesnreque la réaction sopère.ilse produit autour du charbon une ca%*ité f au fond de laquelle se dépose le carbure fondu ; on relève peu à peu le charbon ft la masse de carbure augmente progressivement de volume. A la tin de l'opération, on rompt le circuit

FourBullicr « toXe incliu

électrique, et le four contient un bloc G de carbure de calcium. En faisant alors basculer le fond b, ce bloc, ainsi que la matière qui n'est pas entrée en réaction, tombent dans un wagonnet h qui sert à les transporter dans un tamis où la séparation du carbure et de la matière non traitée a lieu.

Chaque four peut ^tre alimenté du mélange de coke et

S( L'ÉCLAIMACC A LACÉTTLESE ^^H

de chaux par un conduit mobile i. branché sur UD I collecteur k. Dés qu*on a vidé le four, il sufïil de refermer le fond, de descendre le charbon, de charger à nouveau et de commencer une nouTelle opération. Les parois du four n'ont donc pas le temps de se refroidir. En outre, l'espace / entre les fours est rempli par une matière peu conductrice de la chaleur, telle que la magnésie pulvérisée, de la chaux, du carbonate de chaux, etc.

Dans le type de four représenté figure la. les murs sont également constitués par des briques en magnésie, en chaux ou en carbonate de chaux, et sont munis d'un revêtement en même matière, qui est maintenu par une armature en briques et en métal.

La partie inférieure forme une chambre O dans laquelle on place préalablement du carbure de calcium sur lequel on amène le charbon C au contact, lon^ de la mise en marche. L'appareil est muni d'un trou de coulé p qui permet d'évacuer le carbure fondu, et d'orifices n pour le chargement.

20. Fours Willson. — Ainsi que nous l'avons déjà dit, Willson cherchait à produire des métaux rares et principalement de raluminium. Son procédé se rapprochait beaucoup de celui d'Héroult. Il disposait au fond du creuset relié au pôle positif de la dynamo des morceaux de cuivre surmontés d'une couche d'alumine; il amenait la cathode au contact du cuivre qui fondait, puis il la retirait un peu pour faire jaillir l'arc électrique. Seulement, pour éviter l'usure rapide de l'électrode et du creuset en charbon, il injectait dans le four un gaz réducteur, comme l'avaient déjà proposé Siemens, Gerrisli et Farnier, et pendant la réaction il introduisait du charbon eu poudre qui se combinait avec l'oxygène de l'alumine; en outre, l'excès de charbo» |

FOURS ÉLECTRIQUES .là

empêchait la fusion etlVîbuIlitîon qui causent des vamtions (l'intensité nuisibles au matériel électrique. 11 ne tarda pas à abandonner l'injection des gaz réducteurs et il adopta le four que représente la figure i3; ce four ne

pésente rien de particulier et son foiictionneiuen bmprend à première vue. C'est avec ce four que WÎUson ^briqué du carbure de calcium.

t21. Four de l'usine de Spi'ay. — Ce four est identique, k principe, à celui de Willson ; seulement il est cora- •élément fermé afin d'éviter que les électrodes puissent I brûler au contact de l'oxygène de l'air ; l'oxyde de bbone produit pendant la réaction s'échappe, par les neaux m, dans la cheminée. L'électrode inférieure est mée d'une plaque de fer a sur laquelle on dispose une ^che de charbon de 20 cm d'épaisseur, formée soit 9 déhria d«s électrodes supérieures, soit avec un lange de coke et de goudron; l'électrode supérieure

W L ÉCLAIRAGE A LACETVLEXE

est formée de 6 crayons de charbons e, ayant ohaéutt'J lo X locm de seetion droite et 91, 4 fin de hauteur ; il sont enfermés dans une gaine en fer equi les protège. La sole du four a 76 X 91 ^^ cm de surface intérieure; le courant est amené à chaque électrode par 16 câbles c et d, de 19 mm de diamètre chacun. Le charbon est élevé au fur

et à mesure que le carbure de calcium est formé chaîne entraînée par la vis i et le volant iileté k ; ceux-ci servent également à régler l'arc d'après les indications do l'ampèremètre et du voltmètre. 11 est nécessaire de laisser refroidir !e four avant de le vider, ce qui est peu économique.

ELECrntQVES

^^ 23. Four King. — Cii four a été inventé par MM. Mnreheail, (le Clialmot et King;, et est employé aux usines Willfion, à Niagara. Il ne difTère du précédent que par lies détails de construction.

Le creuset est placé dans un chariot <i mohilc sur une voip ferrée A, ce qui permet de retirer lo carliure l'ormé

lusaitôt après que le courant électrique a été interrompu t de le laisser, refroidir à l'air libre ; en le remplaçant

médialement par un autre chariot, on peut obtenir un fonctionnement presque continu du four, ce qui est plus

momique, ' Le four est fermé par une porte en fer c qui n'est Émverte que pour le passage des chariots. Une ouverture

58 l ÉCLAIRAGE A LACÉTYLESE ■

supérieure « laisse liégager le mélange d'oxyde de I carbone et d'air dans les premiers moments de la rt-ac- I tioii; dès qno l'nxyde do eorlwiie se dégage scid, on 1 ferme rette rent''tre et les ^az sont évacués par los carneaux i* dans la ('hcmiiiée.

Le ehariot reeoit un nionvenient continu de va-el-vi<îr»t au moyen d'une tigo g mananivrée automatiquement <1* l'extérieur; ee mouvement régularise l'aetion de r^""^ sur le mélange de ehaux et de charbon et empéclie (J *** ce mélange ne s'agglomère le long des parois «i*^ creuset ; on obtient ainsi un meilleur rendement.

Le four est alimenté automatiquement de matières * traiter par les trémies à conduits f, qui sont mtuiies «* distributeurs formés par une roue à augets/^qui tourna plus ou moins vite suivant la quantité de mélange ^* fournir.

L'électrode supérieure est formée de la charbons enveloppés dans une chemise en fer i et suspendus à des m&choires mn placées à la partie inférieure d'une tige / formée de cuivre à l'intérieur et de fer à l'extérieur; l'emploi de ces deux métaux a pour but d'assurer une bonne conductibilité électrique tout en évitant la fusion de la tige qui supporte tout le poids assez élevé de ( l'électrode inférieure et se trouve placée dans le courant | des gaz chauds dégagés par le four. D'ailleurs, une enveloppe w, parcourue par un courant d'air froid entrant en X et sortant en ^, abaisse la température de la partie supérieure du foiu\

23. Four Gearing. — Cet inventeur a eu en vue J d'actionner plus uniformément les matières k traiter et 1 de régidariser l'usure des charbons. Pour cela, une fois l'arc amorcé, le charbon (lig. 17) reçoit automatiquement de la vis sans lin 4 et de son pignon 5, un mouvement