calories

La composition en volume de ces gaz trouvée par Ebelmen était :

Oxjde de carbone. » • 17,2 \

Acide carbonique 13.3 ! 100 parties.

Azote 69.5)

Avec les cubilots actuels, les gaz renfermant moins d'oxyde de carbone, la chaleur qui reste disponible est considérablement diminuée, celle perdue par les parois est sensiblement réduite, et la fusion s'opère beaucoup plus vivement que dans les anciens fourneaux.

Quelques métallurgistes ont spécialement étudié la combustion dans les cubilots, en la classant par zones concentriques. Ces zones qu'on admet au nombre de trois, se forment autour du jet d'air dans un espace ayant comme forme générale celle d'un ellipsoïde plus ou moins allongé vers la tuyère, et s'étendent en raison de la force du vent, de sa température et de la qualité du combustible.

La première zone, suivant cette théorie, se place sur un niveau horizontal en avant de la tuyère. C'est la zone oxydante où l'air s'échauffant sur les particules de carbone se montre en excès.

La seconde zone, dite neutre, est celle où la température se développe au plus haut degré et où l'on trouve, à côté de l'acide carbonique qui domine, de l'oxyde de carbone, de l'azote et de l'oxygène libre.

La troisième zone appartient au travail de la réduction dans lequel la température est moins élevée et contient en outre de l'acide carbonique et de l'azote, en même temps que de l'oxyde de carbone en excès.

C'est dans la zone intermédiaire que s'opère la combustion la plus parfaite. Elle est plus étendue dans le sens vertical que dans le sens horizontal, et la plus haute température peut se produire à0"*,30ou 0™,35 au-dessus des tuyères.

Si l'on suit de près l'étendue des zones, on voit que le diamètre de l'ouvrage au niveau des tuyères ou de la partie de la cuve entre les étalages et le creuset doit être d'autant plus restreint que le cubilot est moins élevé et alimenté par un plus petit nombre de tuyères.

En un mot, le point où il convient de fixer la température la plus élevée devant amener la fusion, ne saurait dépasser 0™,40 de diamètre dans un petit fourneau à une seule tuyère et pourrait atteindre 0™,80, même plus, dans un fourneau de grande hauteur, soufflé par plusieurs tuyères.

La section de la zone de fusion peut donc être diminuée si Ton doit brûler, avec peu de vent, un combustible léger. Mais ce ne serait toujours qu'aux dépens du déchet du métal et de l'augmentation du charbon consumé.

Emploi de Vair chaud dans les cubilots. — Il y a longtemps qu'on a es-

sayé d'appliquer rinfluence de Tair chaud sur la marche des cubilots. Les résultats obtenus n'ont pas été en rapport avec ceux qu'a présentés l'emploi de ce système dans les hauts-fourneaux.

Nous avons suivi de près le travail de deux cubilots semblables consommant les mêmes matériaux et alimentés par un vent d'une pression égale pour chacun d'eux ; l'un marchant à l'air froid et l'autre à l'air chaud.

Les résultats de cette expérience se sont montrés plus favorables à l'ancien procédé qu'au nouveau.

Voici ce que nous avons remarqué :

La fusion était plus lente à l'air chaud qu'au vent froid. — Le temps nécessaire pour fondre 1,000 kilogrammes était augmenté d'un cinquième et quelquefois d'un quart.

Le déchet était plus grand, circonstance qui se déduit naturellement de la précédente.

La nature de la fonte grise, après sa fusion, restait la même dans les deux cas. La fonte provenant de bocages blancs devenait un peu traitée dans le fourneau au vent chaud.

Les produits à l'air froid ojffraient plus de ténacité, quelle que fût d'ailleurs la nature du fer cru jeté dans les cubilots.

La différence dans la consommation du combustible était en faveur de l'air chaud, mais elle était peu sensible. — Elle avait diminué seulement de 1/12« à 1/10«.

Pendant les opérations, la température de l'air fut successivement portée de 550 degrés à 320 centigrades, et les résultats furent, à peu de chose près, constamment les mêmes.

Il est d'ailleurs certaines qualités de fonte qui, lorsqu'on les refond dans les cubilots, ne peuvent supporter l'effet de l'air chauffé sans être dénaturées. Nous'citerons, entre autres, les fontes du haut- fourneau d'Ancy- U-Franc, que M. Thiébaut employait avec succès à l'air froid dans sa fonderie de Paris, et qui, traitées à l'air chaud, avaient tellement perdu de leur qualité qu'on s'est vu contraint d'abandonner ce procédé.

Si, pour les fontes à moulage nous avons dû faire des réserves à l'endroit de l'air chauffé appliqué dans certains hauts-fourneaux, nous croyons devoir conseiller encore moins l'emploi de ce système dans les cubilots, où la question de combustible, aujourd'hui très réduite, a beaucoup moins d'importance.

En effet, le travail des fours de deuxième fusion conduit à conclure que les fontes traitées ou blanches provenant de la première fusion, sans accompagnement d'accidents susceptibles d'en altérer la nature, sont à peu près les seules pouvant profiter à être traitées au vent chaud, qui leur ferait prendre du grain et diminuerait leur dureté. Les

foutes noires, au contraire, n'ont rien i gagner ; elles doivent perdre plutôt de leur qualité et éprouver un plus grand déchet.

Cependant nous conservons à la planche U, âg. 16, 17 et 25, à titre de souvenir, quelques anciens appareils aujourd'hui abandonnés. Et nous faisons, en même temps, remarquer que l'emploi plus répandu des ventilateurs permet difficilement, faute de pressions suffisantes, d'utiliser, pour les cubilots, les appareils à chauflTer Tair et notamment ceux disposés à tuyaux de faibles diamètres.

Il en est de même pour Tutilisation des gaz qui s'échappent des cubilots et qu'on n'a pu employer à d'autres besoins que celui du chauffage de l'air. Les installations nouvelles sont étudiées maintenant, pour qu'il ne soit plus perdu aucun gaz par le gueulard des cubilots, sauf à la fin des fondages. Les gaz produits ont donc leur utilisation naturelle dans le fourneau lui-même.

D'un autre côté, les installations annexées aux cubilots pour le chauffage des chaudières, la torréfaction du bois, la cuisson de la chaux, le chauffage des étuves et autres emplois analogues, encombrent assez les abords des fourneaux pour, qu'en présence du parti incertain qu'on pourrait en tirer on ait dû les abandonner.

Production, — Un cubilot d'une élévation relativement grande, comparée au diamètre du vide intérieur, dépensera, toutes proportions gardées, moins de combustible qu'un fourneau de plus grand diamètre, mais de faible hauteur. La hauteur des cubilots marchant au coke est tenue entre 2»,50 et 3",50 quand il ne s'agit pas d'exceptions, et le diamètre doit répondre à 0™,010 ou 0™,0126 carrés par 2 kilogrammes à 2 kilogrammes 1/2 de fonte à produire par heure avec du coke dense et une bonne soufflerie. Si Ton employait du charbon de bois, la hauteur des appareils devrait être plus grande et la quantité d'air soufflé serait moindre. Pour du coke poreux on peut admettre 550 à 600 mètres cubes d'air par tonne de fonte et par heure. Avec du coke lavé très dense, cette quantité peut être doublée.

Le diamètre d des buses étant donné, ainsi que la pression H au manomètre & eau, le débit de vent en mètres cubes par minute est théoriquement :

La prodaction d'un cubUot se tient par heure dans des coaditions ordinaires *

Poiu paiits oubLlots de 0",50 à 0",60 de diamètre intérieur, 600 à 1.900' kUog.

^ moye&i ^ 0*,75 à 1",20 — 2,500 à 4,000 —

-" grands —, 1«»,50 à J>»,00 ^ 5,000 k 7,000 ^

La hauteur et le diamètre étant d'ailleurs admis suivant le combus-

tible à brûler, les fontes à employer et la solidité des matières réfractaires employées à la construction intérieure .

Les charges sont subordonnées, comme importance, aux mêmes éléments. — Et l'on peut, dans tous les cas, en faire varier le volume, soit qu'on le diminue au commencement du fondage , soit qu'on l'augmente en raison de l'élévation de la température dans le fourneau et surtout à la an de la Journée.

Comptabilité des cubilots, — Gomme pour le roulement des hauts-fourneaux, il est nécessaire de constater jour par jour le travail de consommation et de production des cubilots sur des registres dressés en conséquence. On peut, pour l'établissement de ces registres, suivre les dispositions ci-dessous, qui indiquent la notation des principales données indispensables à conserver et qui résument :

P Pour la consommation : les dates des fusions ; le coke employé, comme ensemble et comme proportion relative, avec le métal mis au fourneau ; les fontes de diverses espèces auxquelles on consacre des colonnes spéciales, venant se résumer en un total général ; enfin, une colonne d'observations, portant notamment sur les mélanges adoptés et sur les incidents ayant pu modifier les résultats.

2" Pour la production : le nombre de mouleurs et la quantité d'heures employées par eux ; la production en kilogrammes par dix heures de travail et par chaque mouleur ; le détail, par espèces, de pièces coulées admises en recette, suivant la fabrication de l'usine ; le total de ces pièces, représentant la production commerciale de la fonderie ; le rendement en jets, coulées et pièces manquées, de même que le déchet de fusion ; le tout formant un total égal à celui de la consommation ; enfin, une colonne d'observations indiquant les causes ayant fait manquer certaines pièces, celles qui ont pu augmenter les déchets, etc.

La consommation et le produit peuvent être placés en regard sur les deux feuilles d'un même livre intitulé : Travail des cubilots (page 148).

On peut, à l'aide de ces tableaux, établir le prix de revient de la fonte au creuset et celui de la fonte montée, ainsi qu'il suit :

Données sur la construction et la marche des cubilots, — Nous ne nous arrêterons ici que sur ce qui concerne les cubilots nouveaux, plus ou moins perfectionnés. A cet égard, nous avons dit ce que nous pensions des applications Moline, qui ont en quelque sorte ouvert la voie aux transformations actuelles des cubilots.

Cubilots de Marquise, — En mai 1854, un Anglais, David Moline, inventeur réel ou exploitant en qualité de possesseur de brevets, un système particulier de cubilots qu'il appelait cupoles, se présenta dans les

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principales fonderies françaises, au Creusot, à Fourchambault, à Marquise, pour offrir d'installer ses appareils, qui devaient apporter une économie réelle, notamment au point de vue de la consommation du combustible.

Il estimait que cette consommation, emplissage compris, devait atteindre dans les meilleures fonderies 18 kilogrammes de coke pour 100 kilogrammes de fonte mise en fusion. Sur ces bases, il demandait qu'il lui fût alloué, en raison de l'économie produite :

1.000 francs, la consommation du coke étant ramenée de 18 à 17 kilog» p. 0/0*