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Travail des fours à creusets et mise en fusion, — Les procédés de fusion dans les creusets varient suivant la disposition des fours et suivant la
(1) Les prix indiquas ici doivent servir de bases approximatives. Us sont natareUement sujets à des transformations.
n«tare des cretraéts. Nous notis contenterons de décrire la manière de fondre dans des fours à vent et avec des creusets de Picardie.
Avant de commencer à souffler et lorsque le feu est allumé dans le fourneau, on examine si les creusets dont on doit se servir sont en bon état II est bien entendu qu'on rejette immédiatement ceux dont les défauts sont apparents et ceux qui rendent un son fêlé, lorsqu'en les soutenant en équilibre sur deux doigts de la main gauche on les frappe avec l'articulation du médium de la main droite. Il né faut souvent qu'une petite pierre mêlée à l'argile pour que le creuset se trouve mauvais.
Après cet examen, on pose le creuset renversé sur deux ringards placés en travers, ou sur des happes ouvertes en croix qui le soutiennent au-dessus du fourneau. — Lorsqu'il est assez échauffé pour qu'on n'ait pas à craindre de le voir s'éclater par le contact de la flamme, on commence à souffler doucement d'abord, puis plus fort jusqu'au moment où on le reconnaît assez chaud pour supporter la température du fourneau. Alors seulement, on le descend dans le four, en ayant soin de le tenir toujours renversé ; puis on ferme ce dernier et on continue à souffler afin de chauffer le creuset au rouge blanc. Dans cet état, on l'enlève du four, on le retourne et on le descend de nouveau pour le chaufi*er encore, avant de l'entourer de combustible qu'on a soin de casser en fragments assez petits pour qu'ils garnissent bien la capacité du fourneau.
Il est nécessaire de briser le combustible en fragments d'autant plus petits que le fourneau est plus resserré. Des morceaux trop gros ne se tasseraient pas assez et laisseraient entre eux un passage à l'air froid dont le contact pourrait faire casser le creuset. Ces morceaux, d'ailleurs, formeraient des cages et il faudrait, pour les faire descendre, employer trop fréquemment l'action du tisonnier.
Certains fondeurs procèdent à la mise en feu d'une autre manière. Après avoir rempli le fond du fourneau de quelques charbons embrasés, ils descendent de suite leur creuset et l'entourent de combustible, de telle sorte qu'il s'en trouve presque couvert (1).
Gela fait, ils laissent le feu s'allumer lentement, sans souffler. Puis, quand la masse du charbon est incandescente et qu'elle s'est affaissée, ils enlèvent le creuset et le retournent pour le redescendre aussitôt dans le fourneau.
Cette méthode, qui est principalement usitée quand la fusion a lieu dans les fourneaux à air, n'est praticable qu'au moment des premières mises en feu, car, une fois le fourneau échauffé, il faut, ai l'on veut
(1) On eboisit de préférence pour cette opération du ebarbon de bois dur, jion Imeeptible d'éckler et de briser les oreusets .
remplacer un creuset cassé pendant le travail, se servir du procédé que nous avons expliqué tout d'abord.
Lorsque le creuset est mis en place, on y dépose le métal au moyen de pincettes et par charges de 3 à 10 kilogrammes, suivant la grandeur des creusets. On a soin de faire chauffer les matières à fondre avant de les descendre, en les plaçant soit sur le rampant de la cheminée, soit sur le couvercle même du creuset. — Toutes les fois qu'on charge du combustible dans le fourneau, il est utile de recouvrir le creuset d'un couvercle en fonte, en terre cuite, ou même du fond d'un vieux creuset. Il faut en outre, pendant l'opération, travailler de temps en temps dans les angles du fourneau, au moyen d'un tisonnier, afin de dégager le passage du vent. On regarde si le creusetne se fendille pas sur les bords, inconvénient auquel on remédie, dans une certaine mesure, en soudant les fentes avec des morceaux de vitres cassés. Si la cassure se montre vers le fond, ce qu'il est facile d'apprécier par la fumée qui traverse le combustible et par le métal qui s'écoule dans la fosse, il est indispensable de retirer le creuset pour voir si le mal est réparable, et, au cas contraire, pour mettre de suite en feu un nouveau creuset.
Quand le creuset n'est pas d'une hauteur assez grande, il pourrait plonger beaucoup trop dans le fourneau, d'où il serait difficile de l'enlever au moment de la coulée.
C'est le cas de le faire reposer sur un disque en terre réfractaire appelé fromage, remplacé au besoin par un morceau de brique, pour l'empêcher de descendre trop bas. Cette précaution est bonne à prendre même pour les creusets plus grands, en ce sens qu'elle tend à en consolider le fond, qui souvent finit par faire corps avec le fromage.
Au moment où le fondeur voit le bain s'élever dans le creuset et le remplir, il cesse de mettre du combustible, attendant l'instant où celuici est descendu assez bas pour ne pas s'opposer à l'enlèvement du creuset, qu'il retire au moyen des happes (fig. 27, pi. 15), dont les griffes recourbées viennent le saisir aux flancs. Si le creuset est de grande dimension, on passe un tisonnier dans un anneau fixé vers le milieu des branches à l'endroit de la rivure, et deux ouvriers l'enlèvent pour le porter vers les moules.
Là, le fondeur procède à la coulée en dirigeant le jet par le mouvement qu'il imprime à l'extrémité des happes. Au besoin, pendant le transport du fourneau aux moules et pendant la coulée, un aide soutient le fond du creuset avec le plat d'une pelle en fer. Aussitôt que le métal est versé, on se hâte de reporter le creuset dans le fourneau, on l'entoure de nouveau charbon et le travail se continue pour la fusion suivante.
Avec les fours à air et l'emploi des creusets en graphite, les opérations sont plus simples et les précautions moins difficiles à prendre. Quand
un creuset en graphite a été bien chauffé, l'ouverture en bas» et soutenu par des happes, on peut le retourner et le placer de suite dans le fourneau. On a moins à craindre les coups d'air, les charbons mouillés, l'atteinte du ringard pendant le travail et la chute des gros fragments de métal ; mais il est bon de donner à la grille plus souvent, afin d'activer la combustion et de presser la liquéfaction du métal, laquelle doit être plus lente, en raison de l'épaisseur de ces creusets et du peu d'énergie du courant d'air.
La direction de la fusion dans les creusets demande plus de soin que de savoir-faire. Cependant on ne peut nier que, pour faire usage des creusets de terre, il faille une certaine habileté qu'on n'acquiert que par la pratique. C'est surtout lorsqu'il y a lieu, pour couler une pièce d'un certain poids, de réunir la fonte de plusieurs creusets, qu'il devient nécessaire de gouverner tous les fourneaux avec la surveillance la plus exacte. — Un ouvrier, aidé d'un manœuvre qui lui fait les charges de combustible, peut conduire à la fois trois ou quatre fourneaux lorsqu'ils sont soufflés, et cinq ou six lorsqu'ils ne sont alimentés que par un courant d'air.
La journée d'un fondeur en cuivre' est fixée à 15 ou 16 creusets de 30 kilogrammes en moyenne dans les grands établissements. — A Paris, dans les petites fonderies, on n'a pas de fondeur spécialement attaché à l'atelier. — On prend des fondeurs à la journée ou à tant par creuset, lesquels vont, de maison en maison, faire une, deux ou trois journées par semaine.
Le travail des fours à creusets exige peu d'outils. — Ils se composent de deux ou trois paires de happes (fig. 27, pi. 15) de différentes grandeurs et dont les griffes sont recourbées de manière à saisir divers calibres de creusets; d'une paire de pincettes (fig. 26) ; de quelques tisonniers dont la longueur et le diamètre varient ; d'une pelle à la main en tôle avec manche en bois, pour faire les charges de combustible (fig. 28) ; d'une autre pelle creuse aussi en tôle, mais à long manche en fer, pour charger le métal lorsqu'il est en mitrailles (fig. 29) ; d'un crémoir ou écrimoir, espèce de poche à culot percée de petits trous et à manche recourbé (fig. 26) ; d'un pelotonnier, vase qui a la forme d'un mortier ouvert aux deux extrémités et dans lequel on comprime les objets minces provenant de la chaudronnerie , les toiles métalliques, etc. ; d'une lingotière en fonte où l'on coule les cuivres provenant des limailles ou des déchets d'atelier et les restants des creusets. Ces derniers ustensiles sont entièrement du ressort de la fonderie de cuivre. Nous n'en parlons ici que pour nous éviter de revenir sur l'outillage des fours à creusets.
C'est plutôt pour la fonte du cuivre qu'on emploie la réunion de plusieurs creusets, dans le but d'éviter une fusion au four à réverbère.
n est certain que, pour la fonte de fer, on a toujours plus d'avantages à la mettre en fusion dans les cubilots, lorsque les objets à couler ne sont pas de la plus petite espèce.
Le déchet dans les fours à creusets peut être très variable, de même que dans les fourneaux dont nous avons parlé. Il dépend surtout du temps pendant lequel le métal est conservé en bain. On peut diminuer ce déchet en tenant toujours sur le bain une couche de fraisil ou de matières vitriflables, qui tendent à empêcher l'oxydation produite par le contact de l'air. Il est important, quand il s'agit du fer, de ne pas mettre la fonte liquide en communication avec des instruments en fer, car on tendrait, non seulement à diminuer le produit, mais encore à le dénaturer et à le rendre blanc et cassant. Le brassage, qui est d'un excellent effet pour le cuivre allié, parce qu'il a pour but de lier d'une manière plus intime les parties composantes, ne peut pas donner un bon résultat pour le fer fondu, puisqu'il est reconnu que c'est à la suite d'une opération semblable que ce métal change d'état, après s'être chargé d'oxygène, et prend la nature du fer ductile qu'on destine à la forge.
La dépense en combustible pour liquéfier le fer cru dans les creusets est, comme on doit le penser, bien supérieure à celle qui a lieu dans les diverses opérations que nous avons déjà décrites. Elle peut varier de 80 à 200 pour 100 kilogrammes de fonte; mais il est rare qu'elle demeure au-dessous du premier chiffre, qui lui-même est supérieur à la quantité voulue pour la fonte du cuivre (1). — On peut maintenir cette dépense dans les conditions les meilleures, en conduisant les fours avec soin, c'est-à-dire en dégageant souvent les angles pour que la combustion se fasse d'une manière profitable, et en dosant les charges de telle sorte qu'elles ne soient pas trop fortes, qu'une partie du charbon ne brûle pas sans effet et que le creuset ne soit pas refroidi ; il convient donc de faire les charges d'autant plus petites que le creuset s'emplit et que le moment de la coulée s'approche.
Dans ces conditions, on peut admettre une consommation de 100 à 150 p. 0/0 de coke pour un four à un seul creuset et de 80 à 100, au minimum, par creusets réunis dans un même massif de fours, perdant peu de calorique et bien dirigé. Il faut davantage pour la fonte et surtout pour l'acier.
(1) 11 est évident que la dépense en combustible dépend surtout de la capacité des creusets et de la quantité de métal à mettre en fusion, une fois que les fours sont en feu. — E^rsten estime qu'il faut, pour mettre en bain 100 kilogrammes de fonte, 5»«, 2àd»« 6 de charbon végétal ou O"», 7 à 1 mètre cube de coke. Sans contredit, le chiffre de ces consommations est beaucoup trop élevé. Cet auteur aura voulu parler des creusets contenant 10 à 15 kilogrammes au plus, tandis qu'on emploie auJounThui des creusets infiniment plus grands.
Le déch,et de fosion peut varier fins ou moins» entre & et 10 fu (V9 pour le cuiyre et le bronze et 6 à 12 p. 0/0 pour la fonte et Tacier.
On a reconnu» du reste» que» dans deux fours de mâme forme et de même capacité» celui qui recevrait le vent d'une machine soufflante devrait consommer moins de combustible que celui alimenté seulement à l'air libre. — Ce fait se déduit évidemment de la durée de la fusion» laquelle est moins prolongée dans le premier cas que dans le second*
Pour donner une idée de la construction des fours à creusets, nous renvoyons aux figures 14, 20 et 21, planche 14 déjà citée» indiquant les données élémentaires de ces appareils.
Les figures 20 et 21 représentent en coupe verticale et en coupe horizontale un fourneau activé par le vent d'une soufflerie quelconque.
Le fond de ce fourneau est muni d'une grille recouverte d'une plaque de fonte échancrée aux quatre angles, de manière à livrer passage au vent. Il existe sous le foyer» comme sous ceux des fours à air» une fosse destinée à recevoir les cendres» mais cette fosse bien moins étendue est bouchée hermétiquement à son extrémité par une plaque en fonte qui empêche l'entrée de l'air ambiant pendant le travail de la fusion.
On peut établir la garniture de ces fosses complètement en fonte» pour éviter les réparations fréquentes.
La figure 14 donne la coupe verticale d'un fourneau destiné à recevoir seulement l'action d'un courant d'air. — La construction de ce fourneau diflTère peu de la précédente; cependant la fosse» qui sert à la fois de cendrier et de canal de ventilation, doit être placée dans la situation la plus favorable au tirage. — Le dessus de ce four est incliné afin de faciliter le chauffage préalable qu'on veut faire subir aux morceaux de métal déposés sur le rampant de la cheminée. C'est là, d'après ce que nous avons pu remarquer, le seul avantage de cette disposition, qui a» du reste, l'inconvénient grave de fatiguer l'ouvrier fondeur en l'exposant» toutes les fois qu'il travaille dans le fourneau» à l'incommodité d'une chaleur intense.
Descriptions et devis. — La disposition figure 35, pi. 15, a pour but de représenter un ensemble de deux fours à creusets à l'usage des petites fonderies» tel que l'établissent, à forfait» pour une dépense de 800 à 850 francs environ, des constructeurs de Paris qui se sont fait une spécialité pour l'outillage de la fonderie de cuivre.
La maçonnerie de ces fours est recouverte d'une garniture en plaques de fonte. La pièce formant le cendrier et la fosse» elle-même» sont en fonte.
La hotte de la cheminée et les tuyères de communication sont en tôle» avec vannes assez simples» établies à peu près sans ajustement.
Le ventilateur est disposé à bvanloire ou à mamTelie dans le gear^
des figurer 36 et 37, ou de tout autre agencement analogue. Quelques fonderies emploientune grande roue motrice en bois, de2mètresà2",50de diamètre, montée sur un chevalet et communiquant soit directement, soit par un arbre intermédiaire, avec la poulie fixée sur l'axe du ventilateur.
Le tout peut être installé et organisé aisément et sans grands frais, avec aussi peu de maçonnerie que possible.
Les fontes pour un massif à deux fours peuvent peser, avec les quelques ferrements utiles, environ 420 kilogrammes. On vend le tout, assemblé à la grosse et mis en place, pour 270 fr. »
La maçonnerie en bnques dures pour Tàtre et les murs supportant le manteau de la cheminée, en briques de Bourgogne et en briques réfractaires, pour les fours, peut valoir, fourniture et façon, 200 à. 250 »
Le ventilateur à branloire ou à bras, tout installé, suivant la longueur des tuyaux et les exigences de la mise en place, 250 à 300 »
Ensemble 820 fr. »
Si Ton comprend l'outillage spécial des fourneaux, happes, pelles,
tisonniers, crémoirs et autres accessoires 80 »
Plus, frais imprévus et à valoir 100 n
On arrive à un total de l.OOOfr. n
Sans parler du matériel de moulage, de désablage, d'ébarbage et autres besoins de la fonderie. C'est, comme on le peut voir, une dépense de faible importance.
Pour des établissements mieux établis, dans des conditions plus larges, possédant moteur, transmission et matériel complet, nous pouvons recommander, à titre d'étude pouvant être consultée utilement, le groupe de fourneaux représenté par les figures 1 et 2 de la planche 16. Ces fourneaux, marchant au ventilateur et dont nous avons fait, en 1860, établir le revêtement extérieur, les armatures et les' divers accessoires pour la fonderie du port de Toulon, montrent, à notre avis, un type intéressant, suffisamment détaillé aux dessins pour que ceux-ci donnent une idée exacte de la construction.
Les fermetures des registres à vent ont été établies pour demeurer étanches. Les couvercles, ainsi que les gros carrés de fonte entourant la partie supérieure des fourneaux, ont été dressés, au mieux, pour ne pas laisser perdre la flamme.
Les portées des registres, celles des portes de cendriers et les joints des tuyaux ont été également dressés grossièrement.
Le reste des fontes a été employé à l'état brut, d'un moulage propre, permettant les assemblages avec tout le Jeu utile.
Les armatures pour un groupe de cinq fours pesaient :
Fonte. . . .• 3.200 kilog.
Fer 120
