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Le succès des opérations du fondeur au cubilot dépend essentiellement de la bonne qualité du coke. Un coke lourd, pyriteux et dont le milieu est mal ou n'est pas épuré, donne invariablement de la fonte blanche ; un coke trop cuit ou trop boursouflé s'écrase, quand surtout il est chargé dans des fourneaux élevés et dégage une poussière qui nuit aux progrès de la fusion.
Il est important d'attendre pour défourner que la carbonisation soit faite à point, et il ne faul pas négliger d'arroser d'eau le coke en igni* tion^ à sa sortie des fours ; l'expérience a démontré qu'un tel arrodago contribue à chasser une partie du soufre que ce combustible conserve encore.
Comme pour le charbon de bois, on doit éviter de briser le coke en le tirant des fourneaux et en le rentrant dans les magasins, une trop prande quantité de menus pouvant exercer une influence fâcheuse sur la fusion. C'est à cause de cela et parce qu'il retient toujours une plus grande quantité de soufre que s'il était fabriqué dans les fours, que le coke provenant de la distillation dans les usines à gaz convient peu pour les cubilots. Le coke cuit en plein air serait meilleur, mais nous avons expliqué qu'il n'était pas toujours facile pour toutes les fonderies de s'en procurer à des conditions également favorables.
Les houilles très sulfureuses donnent de mauvais coke, étant carbonisées dans les fourneaux. On traite avec plus de succès par la carbonisation en tas, les houilles ne renflant pas et donnant un coke dur et pesant, tandis que celles qui sont un peu grasses et qui se boursouflent aisément fourniraient du coke plus dense et en plus grande quantité, si elles étaient carbonisées dans les fours.
Le coke de bonne qualité s'accuse par une cassure mate, par une couleur d'un noir gris&tre; il jette un faible éclat soyeux, et s'il résulte de la houille grasse, il offre un aspectcoulé. En général, chaque espèce
de coke a une porosité qui lui est particulière. Le coke pesant se présente ordinairement sous une forme cubique ou allongée ; le coke boursouflé ressemble assez aux éponges ou à certaines excroissances végétales. Les bons cokes de cubilots doivent ne pas comprendre plus de 5 à 10 p. 0/0 de cendres.
Les cokes conservés en gros morceaux sont ordinairement les plus purs. Il est nécessaire de mettre à part, afin de ne pas les destiner au fondage, les fragments qui contiennent encore des grès et des pierres, ou des parties d'argile schisteuse. Quelques-uns de ces morceaux jetés dans un cubilot, où leur influence serait plus sensible que dans un haut- fourneau, suffiraient pour amener une passée de mauvaise fonte. 11 va sans dire que cette influence est d'autant plus nuisible que les fragments de coke défectueux sont plus nombreux et que la quantité de métal à liquéfier est moins considérable.
Machines soufflantes appliquées dans les fonderies
de deuxième fusion.
Souffleries à piston. — Toutes machines soufflantes quelconques peuvent être utilisées pour le service des cubilots et autres fours à refondre, même celles qui servent pour les hauts-fourneaux et auxquelles on peut emprunter du vent. Par analogie, rien n'empêche d'employer de petites machines soufflantes spéciales à cylindres, horizontales ou autres, conduites par la vapeur.
Cagnardelles. — 11 y a aussi les cagnardelles dont nous avons parlé dans nos éditions précédentes et dont un appareil existait alors à la fonderie Kœchlin de Mulhouse et à l'usine du Val-Suzon (Côte-d'Or). Ces appareils, en supposant qu'ils existent encore, ne durent être que des exceptions et ne peuvent avoir aujourd'hui qu'un intérêt rétrospectif.
Puis, la machine à rotation à jante creuse existant à Loulans et dont nous avons également parlé.
Souffleries rotatives. — De ce dernier système et autres de même sorte, on a déduit des souffleries rotatives qui, sans être plus encombrantes ou de prix plus élevé que les ventilateurs, peuvent fournir du vent comprimé à une pression plus élevée.
Ces appareils parmi lesquels on peut faire figurer la soufflerie Boots, sorte de pompe à air rotative, qui figurait à l'Exposition de 1867, et la machine soufflante également rotative dite à vent continu de Layet et de Sauville, ne se sont pas beaucoup développés que nous sachions, au moins en France. Toutefois, à titre de renseignements sinon utiles, du moins intéressants, nous donnons l'image de ces deux sortes d'appareils
soufflants en même temps qu'une courte description de chacun d'eux.
La soufflerie Roots, établie au diamètre de 0™,75, marchant à la vitesse moyenne de 250 à 300 tours, peut fournir assez de vent pour fondre au cubilot 8 à 10 tonnes par heure, le vent étant lancé à la pression de 0,50 à 0,60 d'eau. Cet appareil (voir flg. 9 et 10, pi. 3) est composé de deux glissières excentriques frottant contre les parois d'un double cylindre dont la longueur égale à peu près le diamètre. Les pièces glissantes en forme de 8 sont commandées de l'une à l'autre par un double engrenage dont l'un est fixé sur l'arbre moteur. C'est, on le voit, un appareil excessivement simple, qui doit néanmoins emprunter au moins autant de force motrice qu'un ventilateur donnant les mêmes résultats. Cet appareil était alors employé dans quelques fonderies d'Ecosse. Nous ne savons s'il s'est répandu depuis.
Quant à la soufflerie Layet et de Sauville (fig. 7 et 8, pi. 3), elle est également simple, moins cependant que la précédente. Elle a pour principe la rotation continue d'un piston rectangulaire tournant dans l'intérieur d'un cylindre et deux cloisons mobiles qui pénètrent successivement dans ce cylindre pour servir de point d'appui à la pression, mais qui se retirent d'une façon égale pour laisser circuler le piston. Ces différentes fonctions sont tout à fait automatiques, la commande provenant uniquement du mouvement de rotation imprimé au piston à l'aide d'une poulie et d'une courroie.
Le corps principal est composé du cylindre A, surmonté d'un réservoir à air B, d'où le vent refoulé se dégage par le tuyau D. Un piston Cest formé de deux palettes montées sur un noyau cylindrique recevant l'air pour l'envoyer dans le cylindre en s'écoulant par les orifices qui débouchent sur l'une des faces.
D'un autre côté, les deux tiroirs alternatifs sont mis en mouvement à l'aide de bielles et de leviers que commandent des cames disposées sur l'arbre du piston.
L'air remplissant le cylindre se trouvant emprisonné entre l'une des palettes du piston et Tune des cloisons mobiles est forcé de s'écouler alternativement dans le réservoir B par l'une ou par l'autre soupape. Cet appareil, que les croquis de la planche feront comprendre suffisamment, n'a pas eu, que nous sachions, un plus grand succès en France que les appareils Rootz.
Ventilateurs. — Quand nous aurons dit que des essais ont été faits sans succès pour supprimer les souffieries en les remplaçant par l'insuffiation aux tuyères du vent aspiré par de très hautes cheminées, nous aurons indiqué dans quel sens ont été dirigées, pendant les dernières
années écoulée», les tentatives d'appareils soufflants devant remplacer les ventilateurs.
En réalité, ceux-ci ont pris de plus en plus faveur. Améliorés au point de vue de la solidité, de la durée et de l'effet utile produit, ils n'ont pas été remplacés par les nouveaux appareils dont nous venons de parler. Ils sont, au contraire, substitués partout aux soufflets et aux machines soufflantes à cylindre ou autres qui coûtaient beaucoup plus cher et demandaient plus de frais d'entretien et de réparations.
Les ventilateurs ont subi, à certains égards, des perfectionnements importants. Les assemblages formant la boîte<»enveloppe de ces appareils ont été formés de pièces en fontes boulonnées, supprimant l'enveloppe en tôle qui s'attachait à deux flasques en fonte, assemblées el}es« mêmes sur une plaque de fondation comme à, la figure 31, pi. 15 (l). Ou a supprimé les croisillons à ailettes isolées qui se disloquaient fréquemment, ferraillaient et faisaient beaucoup de bruit. On a employé les paliers graisseurs & longue portée et les axes soutenus à leurs extrémités par des contre-pointes à vis bien centrées, permettant d'éviter une grande partie des frottements. Enfin on est arrivé, dans les détails de construction, à une simplification telle, que le prix de ces appareils a sensiblement baissé et a pu être mis à la portée des fonderies de fer et des-^fonderies de cuivre les plus modestes.
Nous n'en finirions pas si nous voulions donner la description et les détails de construction des nombreux types de ventilateurs connus et employés depuis vingt ans.
Il nous suffira de rappeler, en précisant au mieux leurs qualités, les principaux systèmes successivement adoptés pour arriver aux appareils considérés comme les meilleurs aujourd'hui.
Les ventilateurs à palettes, flasques et enveloppe circulaire en fonte, tels que celui dont nous venons de parler, ont à peu près disparu. De même aussi, les ventilateurs Perrigault qu'on a beaucoup vantés et qui n'ont pas eu de succès, du moins dans les fonderies. Ces ventilateurs à aubes planes, consti'uits par boîtes doubles, triples, quadruples même pour hauts-fourneaux et devant donner des pressions de 0,05 à 0,14 de mercure, à des vitesses modérées, ont présenté les inconvénients des ventilateurs h palettes planes et & caisses en tôles. Annoncés comme devant fonctionner sans bruit et sous diverses pressions, ils n'ont réalisé qu'une partie des promesses de ce programme. Il en a été de même des ventilateurs Bourdon, construits avec une cert;aine
(1) On romarquera qu'à la planche 15 trois types de ventilateurs, placés à gauohe, ne portent pas df numéros. Celui dont nous parlons est en bas de la planche et devrait porter le numéro 81 ; les deux figures au«-dessus, les numéros 32 et 22bù; enfin, les deux figures en haut, les numéros 33 et 3S6»«.
précision, mais d'un prix par cela même assea; élevé; des ventilateurs Je Coêler dont les paliers éttiient excellents, mais dont la disposition des ailettes, montées sur les deux faces d'un disque en tôle d'acier, pouvait laisser à désirer, et des ventilateurs Leclerq, à double boite, avec croisillon à ailettes assez mal installé, étant monté à rextrémitè d'un long arbre insuffisamment assujetti.
Nous parlerons à peine des ventilateurs ù récipient d'air, dits à brosse, du système Reichenbachy lesquels ne devaient prendre qu'une force motrice restreinte et être à l'abri de tous accidents intérieurs. Ces appareils, ainsi nommés parce que le croisillon est muni de brosses en crin, ou en brindilles de bouleau dont on fait les balais, ne demandaient pas en effet de réparations aux palettes, mais le remplacement fréquent des brosses. Ils sont restés, comme les précédents, dans le domaine des usines qui cherchent plutôt à aérer, h ventiler, à enlever des poussières, que dans celui des fonderies; ainsi, les usines à gaz, les raffineries, les filatures, les fabriques de caoutchouc et de gutta-percha, les teintureries, les amidonnerles, les vermioelleries, etc.
Cependant quelques fonderies ont conservé les ventilateurs Perri« gault, marchant avec pression et qui, suivant un rapport de MM. Tresca et Farcot, étant donné un ventilateur double, travaillent dans des conditions de pressions assez grandes, Par exemple, la vitesse tan«gentielle, avec une tuyère de 0,102 de diamètre, portée à 50»«,02 seulement, a donné un effet utile de 51,20 p. 0/0, alors que dans des expé* rienoes analogues qui ont eu lieu au conservatoire des arts et métiers, le ventilateur & palettes avec jeu de 40 millimètres et le ventilateur Lhoyd ont donné seulement 16 p. 0/0.
La maison Farcot, comparant le ventilateur Perrigault avec un ventilateur Lhoyd (flg. 33 et 33 bis, pi. 15), installé dans ses ateliers, a constaté les résultats suivants :
Le ventilateur Lhoyd, à la vitesse tangentielle de 79 mètres par se» conde, fournissait une pression maxima de 0,300 d'eau et une pression moyenne de 0,245 environ. Un ventilateur simple Perrigault a fourni, à vitesse égale, une pression de 0,520 d'eau. Et un ventilateur double, à la vitesse tangentielle de 70,65, a donné une pression de 0,000, soit 6«n»,2/3 de mercure, l'air s'échappant de la tuyère à la vitesse de 117 mètres par seconde . Le point important est de savoir si pour la fusion au cubilot il est nécessaire d'obtenir une pression importante et si 0,02 ou 0,03 centimètres de mercure ne doivent pas suffire, alors que les appa^ reils étant généralement peu élevés on a intérêt à concentrer la flamme dans la partie inférieure de la cuve et à éviter sa projection au gueulard.
Le ventilateur Lhoyd diffère des ventilateurs que nous venons
d'examiner par la disposition du croisillon armé de quatre ou six bras coulé d'une seule pièce avec son moyeu. Sur ces bras sont fixés des ailettes en tôle garnies de rebords attachés sur le côté. Deux anneaux en laiton fixés aux rebords sont placés contre des rondelles correspondantes en fonte, reliées elles-mêmes aux enveloppes, en circonscrivant l'ouverture centrale par laquelle Tair entre dans l'appareil. La' section de l'oriflcede sortie, ainsi que la surface totale des passages intérieurs, est égale à celle des deux ouvertures centrales de l'enveloppe extérieure. Les coussinets ont une longue portée et sont disposés pour ne laisser à l'arbre, vers ses deux extrémités, aucun jeu ni ballottement.
Dans ce système, les rebords adaptés aux ailes empêchent la réaction de Tair sur les faces des palettes et, comme les extrémités de celles-ci n'offrent qu'une faible surface, on n'entend que le bruit des courroies, le bourdonnement du vent étant à peu près supprimé, quelle que soit la vitesse.
Un ventilateur Lhoyd, marchant entre 1,200 et 1,400 tours par minute, et soufflé par deux buses de 0,18 de diamètre, à lapression de 0,20 d'eau au manomètre, soit de 0,04 par centimètre carré, peut mettre en fusion 2,500à3,000 kilogrammes de fonte par heure. A2,000tours et avec deux buses de 0,20, la pression pourrait atteindre jusque 0,06 par centimètre carré ; mais on dépenserait plus de force motrice, sans augmenter en propoiiion le chiffre du métal fondu.
Dans les ventilateurs Platt et Shiele (fig. 35, 36, 37 et 32, pi. 15), les ailettes venues de fonte avec l'arbre et l'un des côtés de l'enveloppe forment une sorte de turbine, dont les ailes sont recourbées vers les extrémités des faces intérieures.
Par cette disposition, que les dessins expliquent suffisamment, l'air est aspiré seulement sur une face et expulsé, au centre, du côté opposé. Ces ventilateurs ne sont pas absolument sans bruit; mais ils donnent beaucoup de vent et les résistances dans les tuyaux sont aisément vaincues, la pression de l'air qu'ils fournissent étant en raison du carré de leur vitesse. Us travaillent à la pression de 0^018 environ par centimètre carré.
Le graissage se fait à l'aide du petit appareil d pour le coussinet placé à l'intérieur du ventilateur et du bouchon c , pour le pivot placé à l'extrémité de l'arbre du côté extérieur.
Le règlement se fait en serrant la vis /"jusqu'à ce que l'arbre à ailettes tourne difficilement. Cela fait, on détourne d'un huitième de tour la vis placée en c et l'on recule le support du pivot contre la tète de cette vis, au moyen d'un petit levier existant entre le bâti et ce support qu'on assujettit définitivement, une fois réglé, à l'aide de la vis /". Un des tuyaux de raccord du ventilateur de la conduite, près de
l'embouchure, doit pouvoir s'enlever facilement, pour que l'intérieur de l'appareil soit visité et nettoyé toutes les fois que cela est nécessaire. Pour obtenir le maximum du rendement, il faut écarter tous risques de pertes d'air, en employant des conduites en fonte et non en bois, en briques ou en plâtre.
Cette mesure est à recommander pour toutes les distributions d'air, que les ventilateurs soient à pression ou sans pression. La dépense est plus grande, mais on évite des frais d'entretien et la perte inévitable d'une partie de la production de ces appareils.
Les ventilateurs Platt et Shiele dont la construction a été perfectionnée par un des inventeurs, J. Sbiele, qui en a transporté la fabrication à Francfort, en Allemagne, reconnus d'un bon service, se sont répandus en assez grandes quantités dans les fonderies où ils sont recherchés concurremment avec les ventilateurs Sulzer et les ventilateurs Lhoyd.
Les ventilateurs pour fonderies, aujourd'hui disposés comme aux figures 32 et 32 bis, pi. 15, sont vendus couramment sur les bases suivantes:
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