trac

Magnésie

Alumine

Silice

Âririle

Quartz.

Fer titane

Richesse en fer.

N" 1 A. Minerai de Soumah (département d'Alger) ; fer hydraté silicate, magnésifère dit fer carbonate,

NM B. — Minerai de Soumah ; hydroxydé silicate, dit hématite.

N' 1 C. — Minerai de Sou/mah; fer hydroxydé manganèsifère, dit carbonaté.

N^ 2. — Minerai de VÀrba ; hydroxydé silicate.

N"* 3. — Minerai de YArba ; fer oligiste micacé.

N° 3. — Minerai hydraté de Méboudja ; en partie de couleur brune, en partie de couleur presque noire, cassure sans fibres, avec éclats résineux.

N* 5. — Minerai oligiste, A' Ain Mokla ; près deBône, en masses d'un gris foncé, veinées de fer oxydulé avec texture cristalline et quelque éclat métallique.

Essai des Minerais.

Il est utile que toute personne, s'occupant de la production de la fonte, sache sinon analyser, tout au moins pratiquer Tessai des minerais qu'elle doit soumettre à la fusion, afin d'en connaître la nature et le

rendement, et aussi afin de déterminer la quantité de fondant à employer pour obtenir une réduction satisfaisante.

En admettant qu'il s'agisse de résultats pratiques à obtenir, plutôt que de données purement théoriques, l'essai par la voie sèche est préférable à l'analyse par la voie humide, pour le praticien qui veut se renseigner sur le degré de richesse et la limite de fusibilité d'un minerai, plutôt que sur ses combinaisons chimiques.

Celles-ci, néanmoins, ont leur importance, en ce sens qu'elles font connaître les matières étrangères liées accessoirement au fer et que par là, il est permis de suivre un traitement plus radical, et plus certain, da minerai introduit dans les hauts-fourneaux.

Quelque soit le mode d'essai admis, il y a, nécessairement, une étude préliminaire à faire.

Par avance, sur son seul aspect et d'après le classement et les descriptions que nous venons de donner, il est permis de reconnaître la nature et les qualités d'un minerai.

On reconnaît facilement, par exemple, si l'échantillon à essayer doit contenir de la chaux, de la silice ou de l'alumine.

Les minerais portant de l'alumine sont habituellement doux et glissants sous les doigts ; ils provoquent sur la langue la sensation d'adhérence que donnerait un morceau d'argile.

Les minerais qui renferment de la silice font, au toucher, l'effet du sable ou du verre broyé glissant entre les doigts. Ces minerais et les précédents ne sont sensibles à l'action des acides qu'autant qu'ils contiennent quelques parties calcaires.

La présence de la chaux est démontrée, au contraire, par l'effervescence que produit le minerai pulvérisé lorsqu'il est atteint par quelques gouttes d'acide sulfurique ou d'acide nitrique.

La nature de la terre en contact avec le minerai, étant déterminée, on s'applique à rechercher le fondant qui convient et à déterminer approximativement la dose nécessaire pour opérer la fusion.

Les minerais calcaires, portant avec eux tout ou partie de leur fondant, n'en demandent par conséquent qu'une addition relativement faible. Les minerais alumineux en exigent une dose plus forte, et cette dose doit être augmentée encore pour les minerais siliceux.

C'est par le tâtonnement que s'obtient, le plus souvent, la détermination exacte des proportions à donner au fondant, surtout quand il s'agit de passer les minerais au haut-fourneau.

La quantité de terre contenue dans les minerais doit évidemment faire varier les bases du fondant qui leur convient. Sous ce rapport, ce n'est pas d'une manière absolue qu'il faut admettre que les minerais siliceux devraient demander plus de fondant que les minerais alumineux, et ceux-ci davantage que les minerais calcaires.

Le dosage du fondant dans les opérations en grand est, on le comprend, une chose de beaucoup d'importance ; on arrive à bien le régler après un examen attentif des produits de chaque jour, et en calculant avec soin, quelle a pu être l'influence de la quantité de flux ajoutée à chaque charge ; mais dans les essais par voie sèche où l'on opère à très faibles doses, il ne faut compter sur un résultat, un peu sérieux, qu'après avoir recommencé l'opération deux ou trois fois au moins, en faisant varier les proportions du fondant.

Quelle que soit la nature d'un minerai de fer, on peut toujours en déterminer la fusion à l'aide du borax qu'il faut admettre comme flux très énergique ; toutefois le borax a l'inconvénient d'être volatil et d'un dosage difficile. Il est en outre susceptible, d'imprimer, à la fonte, un caractère difilêrent de celui qu'elle présenterait traitée avec un flux terreux.

Suivant cette donnée, le borax peut être admis comme moyen de déterminer et d'activer la fusion, mais avec l'aide de fondants plus suscepbles de former du laitier et de protéger la réduction.

Les minerais siliceux ou argileux renfermant diverses bases, entre autres de la chaux en petite quantité, fondent bien avec le carbonate de chaux, dans la proportion de 25 à 50 p. 0/0, additionné de 10 à 20p. 0/0 de borax, s'il y a lieu. Les hématites tendres, les fers hydratés hématites compacts ou oolithiques se réduisent convenablement avec un flux composé de 0,10 de borax, 0,10 de verre pilé et 0,25 de chaux carbonatée. Les minerais hydratés, granuleux et limoneux, contenant beaucoup de chaux et beaucoup d'alumine, trouvent un fondant suffisant dans les proportions de 0,25 de verre pilé et 0,25 de chaux fluatée. Les minerais calcaires ou alumineux ne renfermant pas de silice, ou n'en présentant qu'à faible dose, sont traités par l'argile siliceuse, lorsque la gangue est essentiellement calcaire; avec un mélange de quartz ou d'argile marneuse et de carbonate de chaux, lorsque la gangue est alumineuse.

Le minerai à essayer doit être choisi par fractions égales des difi'érentes qualités, que présente l'exploitation, en vue d'obtenir une moyenne exacte, comme richesse et comme composition générale.

Ce minerai est lavé, puis séché et réduit en poudre fine passée au tamis de soie. Les flux destinés à l'essai sont broyés et tamisés égalelement. Avant d'opérer le mélange, le minerai a été calciné au rouge.

Son poids exact et celui des diverses matières composant le flux, sont pris séparément à l'aide d'une balance de précision. L'essai doit se faire sur 10 grammes, au moins, de minerai à fondre.

Le tout est déposé au centre d'un creuset brasqué, de telle sorte que le transvasement s'opère sans qu'une partie de la matière soit perdue.

La brasque est, comme on sait, une pâte formée de poussière très

fine, de charbon de bois, pétrie avec quel que peu d'eau gommée ou d'huile de lin, jusqu'à ce qu'elle ait acquis assez de consistance pour se pelotonner, sans pourtant adhérer à la main (1).

Cette pâte est tassée fortement, couche par couche, à l'aide d'un pilon en bois, jusqu'à ce que le creuset soit complètement rempli; on pratique alors, dans son milieu, une cavité parfaitement lisse laissant, tout au plus, un centimètre d'épaisseur à la brasque, tant au fond du creuset que sur les parois. Le lissage de la cavité qui se fait à l'aide d'un outil très uni, en buis ou en verre, a une grande importance si l'on veut empêcher les grenailles métalliques de se développer à la fusion et de gêner la formation du culot.

La matière, minerai et fondant, déposée dans le creuset, est recouverte de la brasque solidement tassée ; puis, le creuset fermé et luté, est présenté au foyer d'un feu de forge et d'un petit fourneau d'essai pour rester exposé, pendant une demi-heure ou trois-quarts d'heure, à l'action d'un feu soutenu.

On laisse refroidir le creuset sur place avant d'en extraire le bouton de métal fondu, dont le poids sert à déterminer la richesse du minerai soumis à l'essai.

Le culot de fonte est ordinairement entouré de parties vitrifiées formées par le mélange fondu du flux et des terres combinées avec le minerai. Ces parties vitrifiées, dites laitier, doivent se présenter avec un aspect vitreux.

Si elles sont divisées et friables, on peut craindre qu'elles aient absorbé une grande quantité d'oxyde de fer et, par suite, altéré le rendement du minerai en métal.

II arrive souvent que l'action du feu n'ayant pas été suffisamment soutenue, ou le fondant ne s'étant pas trouvé dans des proportions convenables, on obtient au lieu d'un culot, des globules disséminées et toutes boursoufflées. Il est indispensable de recommencer l'opération en faisant varier la proportion du flux et en surveillant le chauffage du creuset.

C'est, dans tous les cas, une chose utile de répéter plusieurs fois les essais, afin d'en déduire un résultat moyen.

On peut prendre, à la rigueur, le poids du culot obtenu pour la quantité de fer contenue dans le minerai essayé ; mais on doit regarder, en toute hypothèse, ce poids comme un maximum qu'on obtiendra difficilement à l'emploi au haut-fourneau.

(!)• La brasque à Thnile de Un serait préférable, en ce sens, qu'elle n'a pas l'inconvénient de produire de la vapeur pouvant faire casser le creuset» Toutefois, il est bon de noter que l'huile de lin, lorsqu'on traite des minerais peu riches, tend en disséminant les parties du métal en fusion, à empêcher la formation du culot»

Les essais de ce genre, quelque soin qu'on apporte à les faire, donnent évidemment des résultats qui sont loin de répondre à ceux qu'accuserala marche des hauts-fourneaux. Ils indiquent, tout au plus, la teneur et la nature de la fonte, lorsque le choix et le dosage du flux ont été bien réussis. Toutefois, il n'est pas rare d'obtenir, à un premier essai, de la fonte blanche outruitée, et à un deuxième de la fonte grise avec le même minerai, et réciproquement; car, une surabondance ou un manque de fondant suffisent pour déterminer ces changements.

Le mérite principal de l'essai, par la voie sèche, est de fixer approximativement la richesse du minerai qu'on veut mettre en exploitation. Cette richesse peut être appréciée assez bien après divers essais contradictoires.

On peut d'ailleurs, comme vérification des essais, examiner le produit métallique et les scories par l'analyse, ou autrement dit, par la voie humide.

Cette opération nécessite une suite de travaux chimiques d'autant plus complets, qu'on veut obtenir des résultats plus exacts au lieu d'une approximation souvent suffisante dans la pratique.

S'il s'agit de doser successivement tous les corps accessoires que peut comporter, à l'état de combinaison, un minerai de fer quelconque, il y a lieu de se livrer à une étude plus approfondie qu'il serait trop long d'introduire ici. Nos lecteurs trouveront les éléments de telles opérations dans les divers traités spéciaux de méthodes analytiques ou de métallurgie générale.

Les procédés les plus simples, utiles à noter en dehors des essais parla voie sèche que nous avons décrits, consistent à réduire en poudre et à calciner un poids déterminé de minerai pour chasser l'eau, l'acide carbonique et toutes matières bitumineuses ou gazeuses susseptibles d'être enlevées par le feu, afin de ramener le fer à l'état de peroxyde, s'il n'est pas à l'état de silicate.

Si les minerais sont à gangue calcaire, on les traite à froid par l'acide nitrique étendu, ou par l'acide acétique, pour en extraire, après dissolution et dessication^les carbonates de chaux et de magnésie. Au besoin, la chaux peut être précipitée par l'acide oxalique, à l'état d'oxalate, et la magnésie par le phosphate de soude avec excès d'ammoniaque. On traite ensuite par l'acide chlorhydrique, ou plutôt par l'eau régale, le résidu métallique pouvant contenir du quartz ou de l'argile que l'on isole et qui laissent le fer combiné à l'albumine, à la silice, au phosphore, au manganèse, etc.

L'alumine, la silice et l'acide phosphorique sont enlevés par le traitement à la potasse caustique ; le dépôt restant, en oxyde de fer et de manganèse, est dissous à nouveau dans l'acide hydrochlorique auquel on ajoute une petite quantité d'acide nitrique pour aider à peroxyder

le fer, car c'est, généralement, à l'état de peroxyde qiiele fer doit être dosé dans les analyses par voie humide.

Le fer peut être séparé, du manganèse, en précipitant les deux oxydes au moyen du carbonate de soude, ajouté en excès. Le dépôt lavé étant dissous dans l'acide acétique, est alors évaporé à siccité ; puis, le résidu, repris par l'eau qui dissout l'acétate de manganèse, laisse le peroxyde de fer isolé. S'il arrive qu'à la première opération la séparation n'est pas nette, on fait évaporer de nouveau et l'on reprend une seconde fois le résidu par l'eau.

Ces indications sont suffisantes pour déterminer la marche générale d'une analyse par voie humide, étant connues à priori, les données principales de la composition d'un minerai. L'œil du métallurgiste exercé, voit facilement s'il peut les étendre ou les limiter en raison du but qu'il doit atteindre.

Nous ne parlerons donc pas des divers procédés recommandés ou employés par le laboratoire de l'École des mines et par les savants français ou étrangers : Berthier, Rose,Fuchs, Frésenius, Karsten, le docteur Percy, etc., et nous nous bornerons à renvoyer nos lecteurs aux ouvrages techniques, plus étendus, sur l'étude scientiflquedes minerais.

Exploitation des Minerais.

. Les conditions de l'exploitation des minerais de fer varient beaucoup, suivant la nature ou l'abondance des gisements et la disposition des terrains où ils se rencontrent.

L'extraction des minerais en roches, disposés par masses ou en filons, est plus coûteuse que celle des minerais en grains ou en poussière. Toutefois, les minerais en roche sont relativement d'une exploitation aussi économique, lorsqu'ils n'exigent d'autre préparation qu'un triage, pouvant être rendu facile, des pierres et des parties pyriteuses, schisteuses ou autres, qui s'y trouvent associées.

Les frais d'exploitation sont d'autant plus élevés que la préparation des minerais doit être l'objet d'opérations plus détaillées ou plus complexes.

Certains minerais peuvent être employés tels qu'ils sont enlevés du terrain qui les porte, ou • seulement après un simple tamisage à la claie.

D'autres, ceux qui sont imprégnés de pyrites et contiennent du carbonate de magnésie, exigent tout au moins la macération ou l'exposition à l'air, s'ils ne doivent pas être épurés par le grillage.

La nature des terrains indique, ordinairement, l'existence du minerai. Nous avons dit plus haut, d'une manière générale, dans quels terrains se

rencontrent les minerais de qualités diverses, exploités en France. Il convient naturellement, avant d'exploiter, de constater l'abondance des dépôts et les conditions économiques qu'ils peuvent offrir. Cela se fait au moyen de sondages d'abord, puis à l'aide de coupures et de puits qu'on pratique sur différents points de la contrée métallifère.

Les recherches à la sonde présentent une ressource certaine pour reconnaître les terrains comportant des minerais de fer. Les perfectionnements récents qu'ont reçus les appareils à sonder, sous les efforts habiles de quelques spécialistes : MM. Mulot père et fils, Laurent et Degousée, Kind, etc., permettent aujourd'hui, à toutes les usines, de procéder à la reconnaissance des terrains ferrifères et de diriger les travaux d'exploitation dans une voie plus sûre et moins dispendieuse que par le passé.

On introduit la sonde dans le sol à des distances assez rapprochées et à des profondeurs variables selon la nature des couches atteintes par l'outil, la résistance qu'on éprouve à enfoncer la sonde, ou encore suivant la nature des fragments qu'on amène à la surface. Par là, on a bientôt, sinon éi^ndié, d'une façon absolue, la richesse d'un terrain, du moins déterminé la valeur et l'importance moyennes d'une exploitation.

Les minerais, réunis en masses ou en âlons, sont exploités à la pioche, au marteau, à la pince, etc. Quelquefois on est amené, pour avancer le travail, à employer l'action de la poudre et du feu. On procède par galeries, lorsqu'il s'agit d'attaquer des masses considérables ; et l'on se contente, au contraire, d'aborder à ciel ouvert les parties les plus riches et les plus facilement exploitables lorsque le minerai se présente en filons ou par blocs séparés.

L'exploitation des minerais en grains, en poussière et de tous ceux qu'on peut obtenir à la surface ou près de la surface du sol, se traite d'une manière plus simple. Au moyen de la pioche et de la pelle, on enlève du terrain déblayé le minerai, partout où il se présente, en ayant soin d'éviter, son mélange avec les terres ou les gangues avoisinantes. En cas de gisement abondant, on jette de côté, par économie, la première couche, généralement plus chargée de terres que de minerais, et l'on abandonne même l'exploitation partout où le minerai devient assez pauvre et trop chargé de gangues pour qu'il soit dispendieux de l'amener au lavoir ou sur le bocard.

Le triage et la macération ont lieu, d'habitude, sur place, de même le lavage ou le débourbage, lorsque ces opérations peuvent être faites commodément sur les installations mêmes.

Lavage — Un simple lavage suffit pour débarrasser les minerais, en grains ou en poussière, qui ne contiennent que peu de terres ou qui ont des gangues peu adhérentes.

Aujourdliui que les usines peuvent disposer de machines à vapeur locomobiles, très-portatives, et d'une installation peu encombrante, le lavage des minerais sur place a été adopté de toutes parts.

Dans les contrées élevées, où Teau est rare et même absente, des fossés ou des étangs formés, le plus souvent, à l'aide des excavations qu'a laissées l'exploitation, réunissent les eaux pluviales. Des pompes simples et d'un entretien facile, sont installées sur ces réservoirs d'où elles versent, dans les lavoirs, l'eau qui va s'écouler pour s'amasser plus loin et servir à un nouveau lavage après avoir déposé son limon.

Les lavoirs, dont la section transversale a la forme d'un trapèze renversé, ayant environ 1»",50 à 2 mètres à la base inférieure, et 2'n,50 à 3 mètres à la base supérieure, et dont la longueur peut varier entre 4 et 5mètres sont installés en planches de chêne d'un démontage commode, ou mieux, à l'aide de plaques de fonte qui, s'assemblant et s'enlevant aisément, permettent un travail plus rapide, meilleur et déplus de durée (1).

Plusieurs lavoirs sontdisposés à la suite les uns des autres. L'eau étant élevée par des pompes à bras, si le lavage n'est que momentanément installé et par un moteur portatif, si cette opération doit durer quelque temps à la même place, passe d'un lavoir à l'autre, s'il y a lieu, et est renouvelée sans cesse pendant la durée du travail. Le lavage se fait en agitant le minerai à l'aide d'un rable en fer attaché à un long manche en bois.

On a essayé diverses méthodes en dehors du lavage au rabk, et, sans parler du lavage en paniers, en caisses à compartiments ou sur les tables à secousses, à peu près abandonnées, du moins, dans les exploitations de minerais de fer.

Parmi les dispositions cherchées, en vue d'obtenir des minerais plus aisément et plus rapidement nettoyés, toutes plus ou moins étudiées, à raison des facilités susceptibles d'amener une économie de la maind'œuvre, nous pouvons citer :

!• Les lavoirs centrifuges de Cadiat, dans lesquels l'eau et le mine rai sont entraînés vers des appareils, mus à très-grande vitesse, pour être rejetés séparément après un lavage rapide. Ces appareils, décrits dans les publications Armengaud, sont encore utilisés, sauf quelques modifications, dans quelques exploitations des usines de l'Aveyron;

2* Un autre mode de lavage, qui consiste à débourber la mine placée dans la cuve peu profonde d'un lavoir à bras, sous l'eflTort d'un jet puis-

(1) Chaque plaque de lavoir peut être faite à la surface de I** 50 carrés et à Tépaisseur de 12 à 15, millîm. avec des nervures très-simples, permettant l'assemblage sans boulons et sans autres joints qu'un garni de plâtre, de mortier ou môme de terre. La fonte de ces plaques, presque toujours coulées sur couche, vaut entre 10 et 15 francs les 100 kilog., tous frais compris, suivant les fonderies.

sant. et énergique rendu par le jettoir d'une pompe foulante ou bien encore sous la pression d'une chute d'eau versée d'une grande hauteur. Cet agencement a, du moins, le mérite d'une grande simplicité et d'une application facile, sll n'atteint pas complètement son but, quand il s'agit de laver des minerais très-chargés d'argile ;

3" Des tambours hélicoïdaux ou trommels, disposés suivant une inclinaison analogue à celle qu'on donne aux vis d'Archimède et se mouvant avec une certaine vitesse sur leur axe. Ces appareils reçoivent à leur sommet le minerai chassé par l'eau et le rendent à leur base, en le rejetant sur un plan incliné, stable, à claire-voie, pour laisser échapper

l'eau ;

4' Le débourbage par l'action de la vapeur, qui dispense de l'exposition ou de la macération à l'air et peut, dans certains cas, nettoyer le minerai d'une façon suffisante, sinon toujours économique. Une disposition, fondée sur ce principe, est employée dans quelques exploitations de TAngleterre pour diviser et préparer le minerai carbonate des houillères, le plus souvent imprégné d'argile bitumineuse et même de houille ;

5' Les procédés complets installés par MM. Huet et Qeyler(l), à l'aide d'appareils mécaniques. Ces procédés, plutôt applicables en général à la préparation de minerais, d'un ordre plus élevé que le fer, au moins sous le rapport de la valeur vénale, tels que les minerais de plomb, de zinc, d'étain, etc., peuvent, néanmoins, en quelques points, êtreutilisés pour nettoyer les minerais de fer.

Les principaux appareils à noter, parmi ceux qu'ont préconisés ces ingénieurs, sont :

Cassage. — La machine à casser, dite américaine, modifiée et perfectionnée dans les ateliers de construction de Fives. Cet appareil supprime le cassage au marteau; il ^donne un travail plus productif tout en fournissant moins de menus et de poussières. Les morceaux livrés à ce concasseur, dont le mode d'action est empruntée un système de mâchoires disposé de manière à limiter la grosseur des fragments à produire, peuvent avoir 0"',25 sur 0™,40. Les grenailles à en obtenir varient de 5 à 100 millimètres. La machine donne 140 à 200 coups par minute et, employant des minerais divers, quartzeux ou autres, peut fournir un rendement de 75 à 100 tonnes par dix heures de travail, avec une dépense de force motrice de 8 à 10 chevaux.

Les broyeurs à cylindres, qu'un grand nombre d'établissements anglais ont adopté, comme étant moins encombrants et d'un premier établissement plus économique que les bocards.

(1) Voir « Mémoires de la Société des ingénieurs civils, 18G5-1866, »

Plus faciles à conduire et à régler que les pilons, pour obtenir régulièrement les grosseurs voulues, pouvant, dans un même temps, passer une plus grande quantité de matières, en évitant les menus qui disparaissent au bocardage, ces broyeurs doivent être recherchés dans les ateliers, bien compris, de préparation mécanique.

Toutefois, ces appareils ne peuvent être employés au lieu et place des concasseurs, qu'autant qu'ils servent au broyage de matières que les concasseurs ne pourraient pas préparer suffisamment. Les broyeurs à cylindres, composés de deux bâtis recevant les cylindres conduits par des engrenages, à la manière des laminoirs, sont d'une construction simple demandant surtout de la masse pour subir, sans ruptures fréquentes, les résistances importantes qui leur sont opposées. Un système de contre-poids, ou mieux de ressorts, permet d'éviter les accidents en réservant à l'un des cylindres un mouvement de recul déterminé, dans le cas où un morceau de minerai, trop gros ou trop résistant viendrait à s'engager entre eux. D'un autre côté, en vue d'éviter l'usure rapide des surfaces travaillantes, on peut garnir chaque cylindre d'une bague de fonte, coulée en coquille, ou d'acier trempé qui s'enlève et se remplace lorsqu'elle refuse le service.

La longueur des tables est très faible, afin d'engager de moins grandes quantités de minerais. Cette longueur dépasse rarement 0™30, tandis que les diamètres varient en raison de la grosseur des fragments qu'on doit soumettre au cassage. Ces diamètres, dont la limite inférieure descend rarement au-dessous de 0™,20, peuvent atteindre jusqu'à l'",20, suivant le travail qu'on veut faire subir aux machines.

Lorsque les minerais peuvent être, dans l'intérêt de l'exploitation, séparés par catégories de grosseurs, ce qui a le plus souvent une importance extrême sur la direction des hauts-fourneaux, il convient de les soumettre à un appareil diviseur qui doit en amener le classement par séries distinctes.

Classement et tamisage. — Les tamis, les claies, les grilles placées et travers des patouillets peuvent permettre ce classement dans une certaine mesure. Mais les appareils tournants dits trommels, ou classifica^ teurs mécaniques, paraissent devoir être aujourd'hui recherchés de préférence dans les exploitations bien comprises. Fondés sur le principe des blutoirs de meunerie, les trommels sont formés d'un cylindre, ou d'un tronc de cône incliné dont l'enveloppe est pourvue d'une garniture en grillage ou en tôle perforée. Ils reçoivent à l'intérieur les matières à classer pour les tamiser à l'extérieur, suivant le numéro du grillage ou la grosseur des trous percés dans l'enveloppe.

En principe, on se servait de divers trommels recevant successivement le minerai pour en obtenir le classement à diverses grosseurs.

Cette disposition, qui augmentait la dépense de main-d'œuvre, a été remplacée par les trommels séparateurs et les trommels classeurs. Les uns, effectuent un premier travail à la sortie du minerai des appareils broyeurs sous lesquels ils sont placés ; les autres, composés de plusieurs enveloppes permettent à chaque fragment de minerai de trouver le passage qui lui convient et de s'échapper, séparément, pour aller se réunir aux morceaux de même nature, que l'appareil doit isoler par séries déterminées.

Une telle organisation, bonne en elle-même, n'est pas sans inconvénients. Les enveloppes assez coûteuses s'usent rapidement, et malgré toute la régularité apportée dans le chargement, elles s'encombrent aisément, ce qui ne permet pas un classement toujours âdèle.

Divers appareils perfectionnés ont été appliqués en vue d'obtenir des résultats plus exacts : entre autres, l'appareil Boudehen, employé aux laveries de Pontpéan (lUe-etrVillaine) (1). Ce trommel est agencé à l'aide d'un cône à enveloppe pleine, pourvue intérieurement de garnitures concentriques, en tôle perforée, dans lesquels les trous les plus grands sont placés en tête de l'appareil. Chaque enveloppe, espacée de sa voisine, de 0™,15 environ, en est séparée par une rigole disposée en hélice de telle sorte, que les fragments les plus gros sont évacués au dehors, en suivant cette rigole, par un seul orifice, tandis que les grains qui ont traversé une première tôle perforée sont relevés pour être répandus successivement sur les tôles perforées suivantes. L'arbre fixe, sur lequel se meut le trommel, est disposé de façon à arroser constamment les matières traversant l'appareil.

MM. Huet et Geyler ont adopté une disposition analogue (2) qui évite la disposition assez compliquée des hélices et permet de multiplier les orifices de sortie, et, en même temps, d'opérer facilement le nettoyage en marche, ce qui est d'une certaine importance.

Ces ingénieurs, reconnaissent, néanmoins, que le trommel est d'un emploi et d'un entretien coûteux. Ils préféreraient voir les exploitants revenir aux tamis, sauf toutefois, avec les perfectionnements que ces appareils exigent, pour produire beaucoup et à peu de frais.

Lorsque, après le classement, les grenailles doivent passer au criblage et même, lorsqu'on juge inutile d'opérer le classement, l'attention de l'expWitant doit se porter sur le système de cribles à adopter en vue d'obtenir les meilleurs résultats. Or, ces résultats consistent à cribler rapidement et avec le moins de frais possible de grandes masses de minerais, souvent assez pauvres, pour qu'on ait à craindre d'en élever la

(1) Voir <K Bulletin de llndustrie minérale, » t. VI, 4« livraison.

(2) « Mémoires de la Société des Ingénieurs civils, » 1865, 1*' trimestre.

valeur, hors de toute mesure, avec le rendement en métal que ces minerais doivent donner.

Les cribles ordinaires sont de deux systèmes, Tun à grille fixe, l'autre à grille mobile :

Dans le premier, l'eau de lavage éprouve un mouvement alternatif qui soulève le minerai ; dans le second, le minerai est secoué par la grille. Ces deux appareils, plus ou moins imparfaits, ont reçu divers perfectionnements. Ils paraissent néanmoins inférieurs au système dit crible continu dègrossisseur, auquel les ingénieurs, que nous venons de citer, accordent le mérite d'avoir constitué un progrès notable, en ce qu'il permet de traiter fructueusement des minerais pauvres, impossibles à travailler avec les appareils ordinaires.

Le crible continu se compose d'une cuve à eau, recourbée et divisée en deux compartiments, dans l'un desquels se meut un piston dont le mouvement alternatif imprime au liquide la puissance nécessaire pour que les matières légères, arrivant sans interruption dans l'appareil, soient constamment amenées à la surface et puissent déborder par quatre orifices, d'où elles s'échappent avec le liquide expulsé qui les entraîne.

Pendant que les parties pauvres sont ainsi dégorgées à la partie supérieure du système, les matières riches s'accumulent à la partie inférieure d'où on les fait sortir, lorsqu'elles se sont amoncelées en quantités suffisantes pour exiger l'évacuation utile de l'appareil.

Ce crible n'est, en réalité, qu'un agent dègrossisseur qui classe moins exactement que les cribles ordinaires ; mais, en permettant de débarrasser les parties stériles du minerai, il avance le travail et ne laisse qu'une opération facile à obtenir des cribles finisseurs. Ceux-ci, dont le système est fondé sensiblement sur les bases du crible continu, que nous venons de décrire, et qui peuvent être au besoin des cribles ordinaires, n'ont plus à accomplir qu'un travail d'achèvement. Ils peuvent passer par vingt-quatre heures de travail 6 à 8,000 kilogrammes de matières déjà nettoyées, en partie, à l'aide des cribles continus.

A la nomenclature des appareils dont nous venons de parler, nous ne pouvons nous dispenser d'ajouter une courte description des bocards et des patouillets dont la plupart des usines françaises, situées sur les cours d'eau, n'ont pas cessé l'emploi.

BocarJage. — Si tous les hauts-fourneaux, notamment dans certaines contrées métallurgiques, comme les départements de la Haute-Marne, de la Meuse, et des Vosges, ne sont pas, autant qu'il serait nécessaire à leur prospérité, placés à des distances très rapprochées de leurs exploitations de minerais, quelques-uns ont, du moins, l'avantage d'avoir rencontré près de ces exploitations, les forces hydrauliques utiles pour

installer avantageusement des bocards et, par ce fait, d'avoir amélioré leurs conditions de production en n'arrivant à transporter, vers le lieu d'emploi, que les matières rigoureusement utiles.

Il est évident, en effet, que du moment où trois à quatre hectolitres de minerais en terre, ne doivent plus produire bocardés qu'un hectolitre, les frais de transport deviennent une question d'argent assez importante pour que le fabricant s'attache à en tenir un compte sérieux.

On bocarde généralement les minerais caverneux ou en rognons évidés,qui retiennent des parties de gangue que le lavage n'enlèverait pas. Le plus souvent, ces minerais ont été soumis à un débourbage préparatoire, les bocards fonctionnant avec patouillets. Le nombre des pilons est en rapport avec la nature du minerai et en raison du travail qu'il exige pour être suffisamment écrasé. La durée de l'opération est réglée de manière à entretenir les patouillets.

Les bocards sont, sauf exceptions rares, d'une construction simple et quelque peu primitive. Cependant, on s'est aperçu qu'en les établissant avec une certaine exactitude, au point de vue de la construction, ils devaient résister davantage, exiger moins de dépenses d'entretien et de réparations, et surtout fournir une plus grande et meilleure production, dans un temps donné, que les appareils élémentaires construits, jadis, par des charpentiers de village.

La disposition générale d'un bocard, avec patouillet, est ainsi conçue à peu près invariablement :

L'arbre d'une roue hydraulique est muni d'un engrenage qui donne le mouvement à un autre engrenage conduisant un arbre à cames, destinées à soulever alternativement des pilons, en fer forgé ou en bois, garnis de semelles en fonte ;

La roue dentée de l'arbre des cames met elle-même en mouvement une troisième roue établie sur l'arbre des patouillets. Ceux-ci, composés de quatre barres de fer carrées, recourbées deux fois à angle droit, forment un croisillon qui occupe toute la largeur (4 à 5 mètres environ), d'une caisse ou auge demi-circulaire. Comme cependant, cette caisse peut être trop large pour que les barres de patouillets offrent assez de solidité en raison de leur grande longueur, il est facile de diviser l'auge en deux parties égales et, par suite, d'employer huit barres recourbées au lieu de quatre. Bans ces conditions, la batterie du bocard est composée de huit cames qui soulèvent alternativement huit pilons. Ceux-ci sont assujettis par un système de trois colonnes ou jumelles réunies par des traverses.

Le minerai amené près du bocard est jeté sous les pilons, d'où un courant d'eau l'entraîne dans les cuves du patouillet. Des échancrures suffisantes sont disposées à la partie supérieure des cuves pour servir de décharge et maintenir, à un niveau régulier, l'eau renouvelée con-

stamment par celle qui passe sous les pilons. Les âgures 5 et 6 pi. I, donnent la disposition générale d'un des bocards dont nous parlons.

Quand l'ouvrier, chargédelaconduitede l'appareil, juge que le débourbage est suffisant et, qu'une assez grande quantité de minerai est amassée dans les cuves, il ouvre les dégorgeoirs placés au fond, pour laisser écouler l'eau et la mine dans un lavoir ordinaire où le lavage s'achève par le moyen du rable.

Chacun des côtés du bocard est desservi par trois hommes, l'un qui amène le minerai, l'autre qui le jette sous les pilons, le dernier, qui termine le lavage et enlève le minerai pour le transporter sur le parc.

Deux équipes, ainsi organisées, peuvent bocarder et laver douze à quinze mètres cubes par journée de dix heures, en admettant des minerais terreux ou à gangue moyennement argileuse. Avec les bocards, qui n'ont d'eau que pendant un ou deux mois chaque année, on travaille jour et nuit, et l'on peut obtenir presque 800 à 1,000 mètres, cubes par mois.

Dans les hauts-fourneaux de dimensions ordinaires, marchant en moulages, de la Meuse ou de la Haute-Marne, où la production atteint aujourd'hui 12 à 1,500 tonnes par année, il faut préparer, par le bocardage et le lavage 3 à 4,000 mètres cubes de minerais. Et comme les minerais fraîchement bocardés ne sont pas d'un emploi à rechercher, on doit pouvoir compter, par haut-fourneau roulant toute l'année, sur un approvisionnement toujours en parc de 8 à 10,000 mètres, au moins, si l'on veut brûler des minerais reposés ayant amélioré, sinon complété leur nettoyage, par l'exposition à l'air. Le travail du bocardage et du lavage se fait aux pièces. On donne aux ouvriers, dans les usines dontnous parlons, 1 franc à l,25parmètrecubede mine bocardéeetlavée. Le prix est du reste, on le comprend, plus ou moins dépendant de la quantité et de l'espèce des terres mêlées au minerai. Dans tous les cas, il est d'usage de faire entrer, dans le prix au marchandage, l'enlèvement du minerai brut, amené des tas au pied des pilons et passant par toutes les opérations du boccard pour être reporté en tas sur le parc à mines.

Toutes les opérations de transport, à pied-d'œuvre, sont devenues aujourd'hui économiques par l'emploi des voies de fer portatives, soit qu'on transporte à la brouette, et qu'on se serve de rails creux en fonte ou en fer, établis sur longrines volantes, soit qu'on transporte par wagonnet sur des chemins à petite voie installés au moyen de rails légers à patins, du poids de 8 à 12 kilog. par mètre, ou même de fers plats de 0,05 à 0,06 sur 0,010 au 0,012 simplement entaillés et calés dans des traverses en bois. Il est certain que, partout, les exploitations des minerais trouvent des avantages importants comme célérité de travail et

comme économie de main-d'œuvre, et qu'on a renoncé, sauf exceptions rares, aux vieux modes de transport par les brouettes ordinaires ou par la voiture. — Voir les appareils et moyens de transport à la planche 20.

Les moteurs portatifs à la vapeur, facilement transportables et d'une installation facile, tendant à se généraliser de plus en plus, peuvent être appliqués avec succès aux bocards, partout où l'exploitation trouvera des amas d'eau suffisants, pour le lavage et manquant d'une force motrice naturelle.

Toutefois, il faut reconnaître qu'un bocard, même bien construit et bien monté, prend une force assez grande pour qu'il soit plus profitable de l'exploiter par un moteur naturel. Il y a donc peu à attendre de l'application des bocards proprements dits, avec système de patouillets, selon ce qui vient d'être décrit, partout où l'on ne saurait disposer d'une force hydraulique. Sous ce rapport, sauf le cas où ils auraient subi des perfectionnements que nous ignorons, ces appareils sont susceptibles d'être abandonnés au profit des casseurs, des broyeurs et des autres systèmes nouveaux dont nous avons parlé.

Disons cependant que nous avons employé, avec quelques avantages, à Marquise, en 1858, des lavoirs à cuve en tôle munis de croisillons disposés comme dans les patouillets ordinaires et mis en mouvement par une locomobile de six chevaux de force. Ces lavoirs portatifs, d'une installation simple et relativement économique, sur les lieux d'extraction, pouvaient donner avec un service de quatre hommes, y compris le conducteur de la machine, un rendement de 30 à 35 mètres cubes de mine débourbée et lavée, par dix heures de travail, en opérant sur des mines très sales, contenant 70 à 75 0/0 de terre.

Dans ces conditions, la locomobile ayant à traîner, en outre, une pompe à deux corps du système Letestu, pour approvisionner d'eau le lavoir, on obtenait le mètre cube de mine lavée au prix de 1 fr. 30 environ, suivant le compte ci-dessous :

Charbon pour chaufïage de la machine 0.30

Entretien et amortissement des appareils 0.12

Un mécanicien — travail aux pièces 0.15

Quatre laveurs 0.60

Deux aides 0.13

Dans d'autres exploitations, on s'est servi également, avec l'aide d'un moteur à vapeur, d'un système de patouillet vertical employé à la fonderie de Ruelle, savoir : un arbre vertical pourvu de deux ou plusieurs tiges transversales portant des couteaux, disposés en façon de râteaux, se mouvant dans une auge circulaire en fonte. Cette disposition

exigeant moins de dépense de force motrice que celle à patouillets montés sur arbre horizontal, était trouvée très suffisante à Ruelle, où les minerais ne sont pas très chargés de terre et peuvent rendre au lavage 41 à 42 p.0/0, même jusqu'à 45 et 50 p. 0/0, comme ceux de Montmoreau.

Les minerais passant par ce lavoir dépensaient environ fr. 70 par mètre cube, pour sortir suffisamment appropriés à leur emploi au hautfourneau.

Aux lavoirs à bras qu'emploient les usines de la frontière belge, dans la Meuse, la Moselle et les Ardennes, la mine est repassée trois fois. Chaque lavoir peut nettoyer par jour 25 à 80 quintaux métriques qui coûtent par quintal fr. 03 à fr. 12, suivant la dureté de la gangue, le peu de richesse ou la saleté du minerai et l'abondance plus ou moins grande de l'eau dont on dispose.

En admettant une production moyenne de 45 quintaux métriques lavés par jour, on peut établir approximativement le prix de revient des minerais nettoyés comme suit :

Minerai en terre à prendre sur la minière, un quintal. 0.070 Transport de la minière au lavoir à raison de 0.033 ( â n 1A9

par kilomètres et par quintal pour une distance de

3 kilomètres en moyenne 0.099

Multiplié par 3 quintaux de minerai à laver pour obtenir nn quintal

de minerai propre 0.507

Main-d'œuvre de lavage sur 45 quintaux par jour 0.060

Frais généraux, intérêts de la valeur des terrains, ete 0.053

Valeur du quintal de minerai lavé 0.620

Dans le lavage au patouillet à deux cuves, le travail étant réglé de telle sorte que l'une des cuves commence un lavage pendant que l'autre cuve achève le sien, le prix de revient du minerai lavé est sensiblement le même, soit :

Minerai à laver, coûtant sur la minière, le quintal • 0*070

Transport 0.03 par quintal sur une distance de 5 kilomètres en moyenne, les patouillets étant supposés plus éloignés que les lavoirs à bras, et en comptant 2 quintaux 1/2 sur le patouillet, •.••••••••• 0,550

Main-d'œuvre de lavage, calculée sur 70 quintaux par jour, •.•••• 0.035

Frais généraux, intérêts, etc. • 0.055

Valeur du quintal de minerai lavé . . • . • 0.647

Les frais de premier établissement sont plus élevés pour les patouillets que pour les lavoirs ordinaires, et par suite, les frais généraux sont augmentés. D'un autre côté, la production des patouillets peut être plus aisément développée, surtout, lorsqu'il s'agit de laver des minerais

peu chargés de terre. Autrement, s'il s'agit de minerais difficiles à débourber et exigeant un travail mécanique plus énergique et plus complet que celui despatouillets, on a recours, ainsi que nous avons dit plus haut, aux bocards, sinon, aux appareils spéciaux qui ont été décrits. Les bocards à deux batteries, de cinq pilons chacune, donnent, en raison des minerais qu'ils préparent, une dépense relativement plus élevée que les patouillets. Cette dépense augmente, en effet, par suite du débourbage préparatoire qu'ont à subir les minerais préparés sur place avant d'être envoyés au bocard. D'un autre côté, elle est atténuée en partie par l'amoindrissement de la quantité nécessaire à transporter pour produire un quintal après le bocardage. Le prix de revient» calculé sur les mêmes bases que ci-dessus» peut s'évaluer ainsi :

Minerai à prendre à la minière, après débourbage préparatoire . » 0,120

Transport au bocard • 0*150

Soit pour le quintal • . . . 0.2^

Et pour 2 quintaux 1/10« environ, sur le bocard. • 0.567

Main-d'œuvre .«.•... 0.050

Rrais généraux, etc. ». 0.060

Valeur du quintal de minerai préparé • 0.677

Grillage, — Le grillage des minerais a pour but de séparer les minerais de fer du soufre, de l'arsenic et autres matières volatilisables, de chasser Tacide carbonique et d'enlever l'eau de mélange ou d'hydratation, dont ils sont imprégnés. On grille, par préférence, les minerais carbonates ou hydratés, qu'ils soient complets ou sulfureux, pour en faciliter la réduction et en augmenter le rendement.

Le grillage, pour les mines en roche et les minerais durs, économise les frais de cassage, et désagrégeant les morceaux très gros, les rend plus propres à entrer dans la composition des lits de fusion en même temps que plus accessibles aux gaz réducteurs.

Si le prix du combustible et la dépense de main-d'œuvre ne s'y opposaient, on ferait bien de soumettre au grillage la plupart des minerais (ceux en grains ou en poussière exceptés), afin de les diviser et d'en extraire Teau qu'ils contiennent toujours en forte proportion.

Pour éviter le grillage, il sufBt d'avoir recours pour les minerais, qui n'exigent pas absolument cette opération, à la macération produite par une exposition plus ou moins prolongée à l'air, laquelle peut suffire à des minerais en petits fragments ou déjà en partie désagrégés.

Le degré de chauffe au grillage doit être proportionné à la fusibilité des minerais. En forçant la température, on obtiendrait des scories vitrifiées qui, quoique très fusibles, ne seraient pas facilement réductibles.

D'un autre côté, avec une chaleur trop peu élevée> l'opération» en certains cas, n'atteindrait pas parfaitement son but. Le minerai ne serait calciné qu'à la surface et son noyau, non atteint par le feu, n'aurait profité d'aucun des avantages devant résulter du grillage.

Quand cela peut se faire sans frais extraordinaires, il est intéressant, à cet égard, de pratiquer un cassage préalable.

Le volume à donner aux fragments dépend naturellement de l'espèce des minerais. Cependant, il ne devraitjpas dépasser trois à quatre décimètres cubes.

Quand la préparation par voie de macération, calcination ou grillage, a lieu dans de bonnes conditions, on peut compter qu'on retrouvera, en une économie de combustible, au haut-fourneau, une partie de la dépense nécessitée par ces opérations premières. Le rendement sera plus grand, la fusion plus rapide et la fonte de meilleure qualité.

Les procédés de grillage peuvent être divisés en trois catégories :

P Le grillage en tas, à l'air libre ou entre des murs. Il suffit pourles matières en morceaux, ne demandant qu'une décomposition partielle. Les foyers de grillage à découvert sont simplement composés de murailles formant enceinte et ayant une élévation variable de 2 à 4 mètres. L'aire de ces foyers est pavée; on y dépose une couche de menu bois ou de braise, puis une couche de minerai, et l'on alterne ainsi les charges jusqu'à la hauteur des murs. On met le feu par le bas du fourneau,, après avoir eu soin déménager, sur les quatre faces, des orifices pour activer la combustion. Le minerai grillé est retiré par des ouvertures placées à la base, lesquelles servent, plus ou moins fermées pendant le travail, à activer ou à modérer le feu;

Le grillage, sans autre mesure préalable que le pavage ou le dallage du sol, se fait à l'instar de ce qui se pratique pour la cuisson des fours à briques en plein air; il dépense plus de combustible et donne aux fragments qui avoisinent les parois extérieures du tas, un grillage moins uniforme et plus incomplet. On retire en effet, après la cuisson, un grand nombre de morceaux ou crapauds, qui, insuffisamment atteints par le feu, ne sont grillés que d'une manière imparfaite ;

2^ Le grillage a,u four à cuve, applicable à des minerais en masses d'un certain volume. L'oxydation dans ces appareils, est rarement complète, mais la calcination peut y être obtenue d'une manière uniforme. A l'intérieur de ces fours, le minerai est disposé comme dans les foyers à murs, par couches alternées de minerai et de combustible;

3' Le grillage au four à réverbère, est employé pour des matières relativement menues. Il donne un grillage aussi parfait qu'on veut l'obtenir.

Là, on opère comme pour la fusion du métal, les minerais n'étant pas en contact avec le combustible. II faut avoir soin, toutefois^ de

remuer de temps à autre la charge déposée sur la sole, afin que toutes les parties soient atteintes d'une manière égale.

Les fours à cuve les plus usités, sont ceux dits à charges stratifiées. Ils sont semblables aux fours à chaux, avec grilles fixes ou mobiles, quoique de dimensions généralement plus faibles. Leurs formes sont celles d'un cylindre, d'un cône tronqué ayant sa plus grande base vers le haut, ou d'une capacité ovoïde.

Ces deux dernières formes sont indiquées par les (fig. 1, 2, 3 et 4 de la pi. 1). Les dimensions, les formes d'ensemble ou de détails sont, du reste, déterminées par l'expérience, suivant l'usage des localités et la nature du combustible, bois ou houille, employé pour l'alimentation des appareils.

Le four (fig. 1 et 2), peut-être aidé par un courant d'air, au moyen de la communication a o, sur laquelle on établit un registre devant servir à régler le tirage ou à l'arrêter tout à fait. Les couches de minerais et de combustibles superposées s'appuient sur la grille de fond c.Le minerai est retiré par les deux orifices o o, au moyen d'un crochet en fer.

Le même four (fig. 1 et 2) peut être également chauffé par la flamme d'un four à réverbère, aussi bien que par l'action des gaz descendus dn gueulard des hauts-fourneaux. Au momentoù je donnai, pour la première fois, ces indications en 1845, je ne pense pas que des appareils de ce genre fussent alors mis en pratique.

Aujourd'hui, en Suède, notamment, on opère dans des fours chauffés par des foyers spéciaux au bois, et le plus souvent, parles flammes perdues des hauts-fourneaux.

Les gaz débouchent dans une galerie circulaire d'où ils se répandent par une série de conduits débouchant dans des cameaux situés, depuis 0™,80 jusqu'à 1^60, au dessus delà sole, suivant lahauteur des fours ; on retire les minerais douze à seize fois, par vingt-quatre heures, soit environ, 15 à 20 tonnes métriques.

Le four de l'usine de Danemora livre, en vingt quatre heures, 24 à 25 tonnes. Le grillage est très régulier, facile du reste à suivre et à diriger, avec l'aide d'ouvreaux et de registres placés à diverses hauteurs. On traite ainsi 5 p. 0/0 de plus qu'avec les fours à combustible.

Les fours à réverbère servent plutôt au grillage des minerais cuivreux, des blendes, des mattes de plomb et de cuivre et de la calamine. En Angleterre, on emploie les fours Parkes à double sole superposée et le four à sole tournante, qui servent, pour les minerais d'étain exploités dans le Cornwall. En Belgique, de même que dans d'autres contrées, on se sert de fours à air Gerslenhofer à section rectangulaire de 1™,25 à 2 mètres de longueur sur 0"™,75 de largeur et d'une hauteur de 2»n,50 à 4 mètres. Le minerai est amené au sommet du four par un distributeur pour, de là, descendre de chute en chute, à l'intérieur de l'appareil.

Celui-ci est garni sur toute sa hauteur de cloisons réfractaires formant des espèces de grilles à ressauts, disposées horizontalement ets'entrecroisant d'étage en étage.

En résumé pour les usines à fer, les appareils les plus simples et les plus usités en France sont encore les fourneaux à cuve, à charges stratifiées, chauffés avec des criblùres de coke, du bois et même des fagots pour les minerais tendres. Il est évident que, suivant la nature de la matière, on doit diminuer ou augmenter le volume des charges, en raison de la qualité du combustible et de la densité, comme de la grosseur du minerai.

Lorsque les minerais sont sortis des fours à griller, il est bon de les étendre sur le sol par couches minces et de les laisser exposés à l'air pendant quelques jours. On doit même les arroser après le défournement et les éteindre dans Teau pour achever, en les délitant, de les débarrasser de Tacide sulfurique.

Pour utiliser les débris fins du minerai, on les mélange avec un peu d'argile et on les façonne en espèces de briquettes qu'on jette dans les fours de grillage.On peut se servir aussi des criblùres provenantdu grillage en les agglutinant avec un lait de chaux assez épais, pour former des briquettes pouvant être jetées aux hauts-fourneaux, dans la proportion du I/IO environ de la charge.

A Lavoulte (Ardèche), les fours à cuve renfiée, employés pour le grillage du minerai rouge compact, ont les dimensions principales qui suivent :

Hauteur de l'appareil, de la sole au gueulard ••*... 5.50

Diamètre supérieur • 3.55

— inférieur 1.10

Longueur du massif , • . . • 7.20

Largeur — 6.80

Ces fours produisent environ 15 tonnes de minerai grillé par vingtquatre heures avec une dépense de combustible (houille) de 750 kilogrammes. Ils sont accouplés deux par deux et leurs dispositions intérieures sont sensiblement celles que nous montrons à la pi. I, figures 1 et 2. •

Le prix de la main d'œuvre, pour le grillage, est d'environ 5 à 6 fr. par tonne de minerai grillé.

Aux usines de Vienne (Isère), où l'on grille les mêmes minerais qu'à Lavoulte, dans des fours coniques (flg. 3 et 4), on brûle 7 à 8 p. 0/0 de houille. Le produit journalier de chaque fourneau ne dépasse pas 8 à 10 tonnes. Il y a des usines, en Angleterre, en Amérique, et en Suède, qui grillent par four et par vingt-quatre heures jusqu'à20à25 tonnes de

minerais lithoïdes, avec une dépense de 4 à 5 0/0 de houille le plus souvent adhérente au minerai.

A Allevard, on a construit sur place, au milieu des exploitations de minerai, des fours à deux troncs de cône raccordés, sur une base commune, au ventre, ayant 4°,30 de hauteur, 1 mètre de diamètre à la sole et 3 mètres au gueulard, dimensions intérieures. Ces fours con- Bomment du bois de forêt débité par bûches de l«»,25àl™,50 de longueur chargées alternativement avec le minerai en couches de 0^,50 & 0">,80 d'épaisseur.

La production de chaque four est, en vingt-quatre heures, de 4,500 à 6,000 kilogrammes de minerai grillé, avec 1 stère 88 de bois.

Dans l'Ariège, on emploie des fours beaucoup plus grands, qui grillent jusque 30 tonnes de minerai spathique, avec une consommation de 5,000 à 5,500 kilogrammes de bois. L'opération dure trois jours et là tonne de minerai grillé revient à 5 fr, environ. Un four chargé de 30,000 kilogrammes dépense en effet :

Bois, 5,000 kilogrammes à 20 oent. les 100 kilog. . Fr. 100 »

Frais de chargement 15 »

— de défoomement et d'arrosage ••»••.#•• 10 )»

— de suryelUance pendant trois jours. •••••• 6 »

— généraux • . . • 13 10

Ensemble. ...•••. 144 10

Le minerai, après grillage, a perdu environ 20 p. 0/0 de son poids.

A Marquise, où nous avions un seul four & cuve pour le grillage des minerais carbonates de Bainghen, ce four produisait environ 5 tonnes par vingt-quatre heures, avec une dépense en frais de main-d'œuvre et de combustible, menu coke et poussières, de 4 à 5 francs par tonne.

En résumé, de ce que nous venons de voir touchant la préparation des minerais de fer, il faut retenir les bases qui suivent, comme indication des améliorations et des perfectionnements à chercher :

Emploi des gaz comme moyen de réduction préparatoire ;

Emploi du bois en nature, à éviter ou à perfectionner, dans les appareils de grillage, pour empêcher les chutes, par l'affaissement des charges, quand le bois se carbonise.

Faire porter au minerai, si possible son réductif, en broyant minerai et charbon et en mélangeant l'un et l'autre avec un lait de chaux ou de l'argile calcaire pour constituer des briquettes. On tirerait ainsi parti des menus combustibles de toutes sortes.

Une partie de peroxyde pur, consomme 0,1173 de carbone, pour se réduire, en supposant que tout le carbone soit transformé en acide carbonique.

Les minerais ordinaires renfermant 0,50 p. 0/0 d'oxyde de fer et

produisant 35 p. 0/0 de fonte, brûlent en moyenne 0,0586 de charbon pour se réduire. D'où il suit que pour obtenir une partie de fonte, la quantité de charbon consacrée à la réduction est de 0,17 au moins. Cette quantité serait doublée si le carbone et l'oxygène ne formaient en se combinant que de l'oxyde de carbone.

Donc, la consommation pour produire wn de fonte étant entre 1 et 1,50, ce qui est nécessaire pour obtenir la réduction doit se trouver entre 1/6* et 1/10« du total.

On pourrait mêler au minerai, pour le réduire, de la sciure de bois, de la tourbe, du charbon de bois à l'état de fraisil, de la houille menue ou de la poussière de coke; puis, après avoir grillé fortement le minerai pour le concasser, le pulvériser et le mélanger plus facilement, faire des briquettes comprimées solidement par appareil mécanique.

Par là, tout au moins, pour les usines à moulage, on pourrait arriver à diminuer le volume des appareils de fusion et à les rendre plus faciles à conduire pour obtenir des produits réguliers, sauf à les multiplier en vue de développer le chiffre de production.

Telles sont les bases que nous préconisons, d'accord avec les indications de Berthier qui a traité, avec autorité, cette question vers 1840, s'étant rendu compte des facilités de réduction que donneraient de tels mélanges.

Fondants.

Il est peu de minerais dont on puisse opérer la fusion sans l'addition

de quelque matière accessoire plus ou moins fusible, nulle dans le pro-

) duit métallique, mais qui, ajoutée aux charges Introduites dans le

haut-fonmeau, se joint aux matières terreuses, siliceuses ou autres,

qui les accompagnent, pour former le laitier.

Cette combinaison, masse vitrifiée de nature essentiellement variable, est appelée à protéger le métal liquéfié à son passage aux tuyères. Plus léger que la fonte qu'il recouvre, le laitier surnage pour s'écouler pendant que le bain métallique se forme et remplit la capacité du creuset.

Le choix et la répartition des fondants sont déterminés par la nature des minerais que l'on doit traiter. Ils ont pour base la chaux, la silice, l'alumine et la magnésie.

Si les minerais sont siliceux et contiennent de l'alumine, il convient d'employer la casline, ou fondant particulièrement calcaire. On rencontre ce fondant à l'état pur, ou à peu près, dans les pierres à chaux et dans les débris de carrières de marbre qui, avant l'emploi, sont

brisés par morceaux dont la grosseur doit être équivalente â celle des plus gros fragments de minerai».

Dans quelques usines, on utilise un calcaire assez pur, sous forme d'un sable analogue à la grève des rivières ; cette castine ne demande pas d'autre préparation que celle d'être passée au crible, ou tout au plus, d'être lavée dans des paniers en fil de fer tressé, afin d'en retirer les terres qui s'y trouvent mêlées.

Si le minerai contient lui-même, en quantités prononcées, des parties calcaires, il est utile de le corriger par un fondant marneux ou argilo-calcaire.

On peut éviter l'emploi spécial d'un fondant, en mélangeant, suivant des proportions diverses, des minerais dont les gangues peuvent compenser le flux absent, ou en ajoutant un minerai stérile, c'est-àdire, d'un rendement en fonte à peu près nul, mais portant avec lui une certaine quantité de terres répondant aux besoins de la fusion.

L'importance du fondant ne peut être déterminée que par l'expérience. On ne saurait apporter trop de soin dans l'appréciation des quantités à admettre, la marche d'un haut-fourneau pouvant être singulièrement influencée par le mauvais dosage d'un élément qui concourt^ d'une façon indispensable, à la réduction, à la liquéfaction, comme à la conversion du minerai en fonte et à sa conservation dans le creuset.

Le plus grand nombre des minerais employés en France, demande un mélange de castine. Le fondant froid ou herbue, d'un usage plus particulier, a pour but, suivant les errements des anciens fondeurs, de conserver, en aidant à les recouvrir d'une couche vitrifiée, les parois des hauts -fourneaux au charbon de bois, qui sont montés en sable.

C'est un peu par tâtonnement, et en se basant sur les analyses et les essais des minerais, qu'on parvient à régler la proportion exacte des fondants. Une trop grande quantité de castine provoque généralement de la fonte blanche ; mélangée, en effet, aux minerais siliceux et à bases terreuses pour augmenter la fluidité du laitier, la castine est destinée à leur conserver le degré de calorique qu'ils doivent atteindre en arrivant au point de fusion. Mais, si une dose exagérée de fondant vient rendre très sensible la liquéfaction du laitier, celui-ci trop clair et trop coulant, ne suffit plus pour protéger la fonte à son passage à la tuyère. Il arrive alors que l'action du vent, sur le métal dépouillé, détermine une sorte d'affinage susceptible d'en dénaturer absolument la qualité.

L'insuffisance de fondant calcaire produirait l'effet contraire. Il en résulterait un laitier gras, pâteux, d'une température abaissée, laquelle, en outre du travail pénible que nécessiterait le hâlage d'un pareil laitier, hors de l'ouvrage du haut-fourneau, nepermettraît d'obtenir qu'une

fonte épaisse et louche dont une grande partie, perdue dans les scories, diminuerait sensiblement le produit réel. Le même inconvénient subsisterait, en employant F herbue en trop grande quantité; celle-ci devant fournir elle-même un résidu pâteux de nature à épaissir le laitier et à amener consécutivement des obstructions dans Tavant-creuset et dans l'ouvrage.

De ce qui précède, on doit se dire : que l'examen des laitiers est le meilleur et le premier indice, pouvant indiquer si le fondant a été employé en proportion et en quantité convenables.

Pour qu'un laitier soit bon, il ne doit entraîner et retenir que peu d'éléments ferreux et ne pas être trop fluide et trop clair ; il ne faut donc pas qu'il soit visqueux, épais, noir et trop dur, car, il obstruerait le fourneau, dont il altérerait infailliblement la marche, en dénaturant et diminuant le produit.

L'expérience a démontré que la fluidité des laitiers s'obtient en constituant les fondants de telle sorte que le poids de l'oxygène de la silice totale employée, relativement à celui des bases de la gangue, soit établi dans le rapport, 2 à 1.

En d'autres termes, il convient de former un laitier composé particulièrement de bisilicates dans les fourneaux où l'on brûle le charbon de bois.

Si l'on emploie du coke, la dose d'oxygène doit être la même d'un côté comme de l'autre ; il ne se forme plus alors que des silicates moins fusibles que les bisilicates ; mais, comme la température développée par le coke est plus élevée que celle due au charbon de bois, les laitiers peuvent atteindea encore le degré de fluidité des bisilicates.

A cet égard, il n'est pks sans intérêt de connaître l'analyse de quelques pierres calcaires qui sont de nature à être employées comme fondants dans les hauts-fourneaux. C'est pourquoi nous donnons l.e tableau qui suit :

Pierre calcaire blanche . •