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POIDS ■imiis

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Tout ce qui concerne le travail du haut-fourneau doit être noté sur ce livre. La colonne d'observations, tenue avec soin, doit comprendre des renseignements sur l'état de l'atmosphère Jamarche de la machine soufflante, la sorte et la couleur des laitiers, l'état des tuyères, la couleur de la flamme à la tympe et au gueulard, la nature des matériaux et des produits, les causes auxquelles sont dûs les accidents qui surviennnent pendant le travail. Au moment des mises en feu, on y ajoute les données utiles qui s'y rattachent et, au besoin, des croquis indiquant la forme et les dimensions des parties du fourneau qui sont réparées, des notes explicatives sur le mode de séchage adopté, le nombre de grilles et la composition des premières charges. A la fln de chaque roulement, il est bon d'établir un résumé, donnant des détails sur les observations faites pendant la durée du train, sur les moyens probables qu'on devra employer ultérieurement pour obvier aux dérangements dans l'allure, sur les résultats obtenus avec tels ou tels mélanges de minerais et de fondants, sur la composition des charges ayant donné la meilleure fonte, sur le maximum de production auquel on est arrivé, en un mot sur toutes questions pouvant être réservées en vue du travail à venir.

Un tel registre, tenu avec exactitude, est la chose la plus utile pour éclairer le chef de fonderie sur les résultats de son exploitation. Par là, il peut reconnaître, avec certitude, s'il a bien ou mal travaillé.

Cîonsidérés au point de vue de la fonderie, les hauts-fourneaux sont des appareils, à marche assez dépourvue de régularité, pour assurer en première fusion, des fontes de qualités suivies, et convenablement applicables à des moulages autres, que ceux où la matière n'exige pas des conditions spéciales de résistance et de pureté. Il y a sous ce rappo t beaucoup à faire, en vue de réglementer l'allure des fourneaux et d'obtenir des produits plus certains. C'est pourquoi, aucun des renseignements de l'expérience ne saurait être négligé.

Devoirs des fondeurs et des chargeurs, — Le premier devoir de l'ouvrier chargeur, est l'exactitude qu'il apporte à ne laisser jamais au gueulard un vide de plus d'une charge.

Il doit aussi avoir soin d'égaliser les matériaux par couches uniformes, de faire rigoureusement les mélanges voulus, de remplir et de peser avec attention les bacs de minerais, de répartir par portions égales dans les charges, les rasses de menu charbon ou de charbon tendre.

Le fondeur doit faciliter l'écoulement des laitiers en dégageant souvent la dame ; surveiller la pression du vent au manomètre ; nettoyer les tuyères, quand elles sont menacées d'un engorgement produit par les matières non fondues qui, s'amassant et se flgeant, peuvent arrêter le passage du vent ; prévoir les changements probables dans l'allure

du fourneau, et prendre les mesures nécessaires pour prévenir ou pour éloigner les mauvaises coulées ; ne travailler au ringard que dans les cas urgents ; monter souvent au gueulard pour se convaincre que les chargeurs ne négligent pas leur travail, et s'assurer que les matériaux demeurent en bon état ; faire varier la charge en minerais et en fondants quand les circonstances l'exigent.

Par dessus tout, le directeur de l'usine doit, nous n'aurions pas besoin de le dire, surveilUer, contrôler et ordonner le service.

Le fondeur ne doit employer le ringard que le moins possible et dans les circonstances suivantes :

1® Quand il relève devant ;

2f Quand il prépare la coulée ;

d° Quand l'ouvrage est embarrassé par suite du refroidissement des laitiers ou par des amas de matériaux ;

4^ Quand il veut, en précipitant la descente des charges, faire changer la nature de la fonte qui est trop noire ou trop graphiteuse, et la rendre propre à être versée dans les moules. Dans cette circonstance, il doit promener son ringard dans l'ouvrage, longtemps avant la coulée, et éviter de le mettre en contact avec la fonte. Cette ancienne méthode, qui n'est pas sans inconvénient réussit quelquefois, mais souvent, elle rend la fonte épaisse et peu coulante.

On doit éviter de laisser passer la flamme sous la tympe; c'est perdre de la chaleur et détruire sans profit le devant du fourneau. Cependant, il ne convient pas non plus de boucher trop hermétiquement l'avantcreuset, à cause de la sortie des laitiers et de la température égale dans laquelle les costières doivent être conservées. Avant qu'on ait fait ventr les laitiers, c'est-à-dire jusqu'à la troisième ou quatrième charge, après la coulée, le fourneau n'a pas besoin de. flamber; mais après le travail, lorsqu'on a dégagé le devant, la flamme peut commencer à se faire Jour. C'est alors qu'il faut arrêter son expansion en garnissant au mieux, l'avant-creuset. Et, quand les matières (du vieux sable et des scories broyées), qui ont servi à boucher, sont figées ou durcies, au point d'arrêter l'écoulement des laitiers, il faut les détacher, les retirer et boucher de nouveau.

Outils et ustensiles des fondeurs et des chargeurs. — Une partie des outils et ustensiles àl'usage des fondeurs et des chargeurs a déjà été indiquée. Toutefois, nous jugeons utile de résumer ici, l'ensemble de l'outillage des hauts-fourneaux.

Les ustensiles nécessaires aux fondeurs et aide^-fondeurs sont : Une douzaine de ringards de diflérentes longueurs, variant entre 2 et 3 mètres, et en fer carré de 0^,03 à 0°^,04 centimètres; trois ou quatre ringards doivent avoir leurs pointes garnies d'acier, et trempées pour

travailler dans le creuset lorsqu'on a des matières durcies à détacher. Par la même raison» quelques-uns de ces ringards, au lieu d'âtre pointus» peuvent avoir leur extrémité terminée en biseau» comme à la figure 37» pi. 7. Toutes les usines ont deux ou trois Jeux de ringards, afin que le service ne souflOre pas lorsque l'un de ces Jeux est en réparation à la forge.

Deux crochets (flg. 39)» pour tirer les laitiers.

Trois ou quatre pelles en fer» avec de longs manches en bois.

Une massette en fer (flg. 32)» pour dégager les ringards» lorsqu'ils sont recouverts de laitier figé.

Un cramoir en fer (flg. 40 )» qui sert à nettoyer la surface du bain lorsqu'on prend la fonte dans le creuset.

Une griffé en fer» à deux ou trois dents recourbées, pour retirer le bouchage.

Un bac à eau pour reflroidir les outils. Ce bac est ordinairement alimenté par l'eau qui sort de la tympe ou des tuyères.

Un rouelle ou rable» pour approprier le devant du fourneau. Cet outil» lorsqu'il est destiné à cet usage unique» est fait tout simplement en bois.

Une pelle ordinaire» une pioche» une bêche pour préparer le sable lorsqu'on coule des gueuses ou des saumons. Et» pour le même emploi aussi» une charrue faite d'un morceau de bois triangulaire» fixé & un manche de 1 mètre de longueur environ ; cet instrument sert à trar cer les rigoles où Ton enfonce les modèles de gueuses ou de saumons.

Enfin» deux ou trois seaux» un ou deux ringards en fer rond» de 0^,02 de diamètre» à pointe un peu recourbée» pour le service des tuyères et des bouchons fixés à leurs manches» pour fermer le trou de coulée lorsqu'on lâche la fonte. Eno utre» deux battes (fig« 34 et 35), deux tran* ches ou racloirs (flg. 33 et 36)» une truelle» un marteau à tailler les briques ou la pierre» une auge pour préparer le mortier» lorsqu'on remonte les ouvrages» etc.

Les ustensiles mis en usage» par les chargeurs» pour le service du gueulard» sont principalement des rasses ou paniers pour charger le charbon.

Des bacs en tôle ou en bois (flg. 38» pi. 7)» pour charger le minerai.

Une pelle en fer» avec manche en bois» et un fourgon en bois» pour égaliser les charges.

Une bascule en fer» pour peser les charges.

Une planche noircie» pour marquer à la craie» ou au moyen de chevilles» le nombre de charges de chaque coulée.

Une cloche» ou une plaque de fonte» suspendue» pour sonner les charges» et aussi pour indiquer, par un tintement plus prolongé» le moment de la coulée*

Le nombre on les formes de ces outils peuvent varier, suivant les besoins du travail. Ceux indiqués ci-dessus, sont considérés comme indispensables.

Étude des différentes fontes produites dans les hautS'foumeaux (1). — Avant d'aller plus loin, il nous semble bon de dire quelques mots des fontes produites dans les hauts-fourneaux.

On peut distinguer, dans la fonte de première fusion, les variétés suivantes :

1^ La fonte très noire, destinée à la deuxième fusion. Cette fonte se montre à gros grains, tendre et très douce. Elle est lente à se âger, au moment de la coulée ; elle est un peu pâteuse ; elle Jette des étincelles bleuâtres et une légère fumée; enfin, elle est presque toi^ours couverte de graphite ;

Z" La fonte noire, appelée plutôt fonte grise, avec laquelle on coule la vaisselle, les ornements et les objets délicats. Cette fonte présente, lorsqu'elle est cassée, une texture granulaire, plus mate que celle de la fonte très noire ; elle doit être tenace, facile à tourner et à polir. Elle reproduit, en coulant, quelques-uns des symptômes de la fonte précédente;

39 La fonte blanche, qui n'est adoptée, dans le moulage, que pour les pièces devant rester telles qu'elles sont sorties du moule , comme les poids d'horloge , les contre-poids , certains barreaux de grille, etc. Cette fonte, généralement cassante, résiste à la lime et au burin ; sa cassure est brillante, et sa texture cristalline ; elle coule mal et fige très vite ;

4"" La fonte traitée, qui, comme la fonte blanche, n'est appliquée qu'à la fabrication de certaines pièces massives et brates. Cette variété de fonte, qui peut être classée entre la fonte grise et la fonte blanche, se rapproche cependant beaucoup plus de cette dernière. Elle est un peu moins dure et moins cassante ; l'acier trempé l'attaque difficilement. Sa cassure est brillante, comme celle de la fonte blanche, mais, elle est parsemée de points noirs, plus ou moins accusés.

De ces quatre variétés de fonte, la première est produite, exceptionnellement dans les hauts-fourneaux en moulages, pendant les premiers Jours qui suivent la mise en feu, et lorsque, par suite de causes particulières, la température devient accidentellement très élevée dans l'ouvrage.

La fonte blanche et la fonte traitée, ne sont pas non plus des produits ordinaires pour le moulage ; elles ne proviennent que d'un dérangement

(1) Nous reiîendrona plus loin (voir 2* partie), sur cette question très importante, aussi bien dans les bavt»4bameaiix que da&s les fondeiries»

dans Tallure du fourneau. Quand on n'a pas de commandes qui permettent d'utiliser ces fontes en objets coulés» elles sont destinées & la fabrication du fer, et vendues comme telles aux maîtres de forges.

La fonte grise, qui est le produit cherché pour la fabrication des pièces moulées, varie quelquefois dans sa nature.

Si elle jette, en coulant, de nombreuses étincelles, si elle est d'une couleur jaune pâle, si elle est ridée à sa surface, c'est ordinairement l'indice qu'elle est claire, et qu'elle sera dure à la lime. Cette fonte, qui ne convient pas pour les pièces d'ajustage, remplit mal les moules des pièces de vaisselle ; il arrive assez souvent, que ces derniers objets, dont la surface est alors brillante et argentine, cassent à leur sortie du moule, et même dans le moule.

Lorsque la fonte, au contraire, sans être cependant très noire, est épaisse, et d'un rouge foncé ; lorsqu'elle est pâteuse et couverte de graphite à sa surface, on dit qu'elle est limailleuse. Cette fonte a aussi ses inconvénients ; elle se refroidit promptement, et ne reproduit pas entièrement les pièces dont elle engorge les jets, ou bien elle les remplit d'une grande quantité de limaille, qui diminue leur solidité, et les rend d'un aspect malpropre.

Les sableurs essaient, dans le premier cas, de jeter du plomb dans les poches, pour rendre la fonte plus coulante; cette précaution, à peu près inutile, ne tend qu'à précipiter une plus forte dose de graphite. Il y a des ouvriers qui se préoccupent d'agiter vivement la fonte dans leur poche, et de couler avec promptitude. Cette précaution, ayant pour but de ramener le graphite à la surface, et de rendre la fonte plus coulante, peut quelquefois ne pas être inutile.

Le second cas s'évite, en arrêtant l'entrée de la limaille dans les moules, au moyen du crèmoir.

Quand les deux espèces de fonte, dont nous venons de parler, sont d'une température peu élevée, on dit qu'elles sont louches ou bourrues. Elles ne conviennent pas du tout pour couler la poterie, et bien peu pour les autres objets.

De ce qui précède, il ressort que la fonte intermédiaire, entre la fonte claire et la fonte limailleuse, est celle qui office le plus d'avantages au fabricant.

Circonstances où Von obtient de la fonte grise et de la fonte blanche. Pour se fixer, sur les changements que peut ressentir un haut- fourneau dans son allure, il suffira de résumer les causes principales pouvant amener de la fonte blanche et de la fonte grise.

On obtient de la fonte blanche :

PPar des minerais trop fusibles, insuffisamment mélangés, mal bocardés, mal grillés, trop humides, trop secs ;

2" Par des charbons trop légers ou trop mouillés ;

3^ Par une surcharge de minerais ;

4"" Par un dosage défectueux du fondant, ou par remploi d'un fondant impur ;

5* Par un vent irrégulier, ou mal dirigé ;

6^ Par des étalages trop rapides ou trop plats. On se rappelle que, dans ce dernier cas, ils retiennent les matériaux, et provoquent des engorgements ;

7* Par un foyer trop large ;

S^ Par un refroidissement accidentel du foyer ;

9" Par un dérangement du fourneau, provenant de la descente irrégulière des charges, produite par une cause quelconque, des éboulements qui en sont la conséquence, delà position accidentellement surélevée du point de fusion, ou des obstructions du creuset.

On obtient de la fonte grise :

Lorsque la température est très élevée dans le fourneau ; lorsque le vent est conduit avec la régularité voulue ; lorsque le choix et le dosage des matériaux ont été bien faits, ou encore, lorsque l'ouvrage n'est pas trop large.

On obtient aussi, momentanément, de la fonte grise par un rétrécissement accidentel de l'ouvrage, au-dessus des tuyères ; par une température subitement exagérée, à la suite d'un excès de vent; par une charge très faible de minerais.

Ces dernières circonstances sont déplorables, le produit du fourneau n'étant pas en rapport avec la consommation, et la qualité de la fonte cessant d'être propre à la confection des objets moulés.

Transformation de la fonte au moment de la coulée. — La fonte des hautsfourneaux, réservée aux travaux de la fonderie, en deuxième fusion, est coulée à découvert, dans le sol de l'usine, et sous la forme de sapots, destinés à alimenter le travail des cubilots. Cette méthode ne présente pas toujours les garanties désirables, pour les fontjs qui, devant subir de nouvelles épreuves par des fusions successives, ont besoin de conserver leurs qualités de pureté et de douceur. La fonte coulée en rigoles brûle et vitrifie, avant de se figer, une certaine quantité de sable qui, non seulement rend les gueuses irrégulières, raboteuses et d'un vilain aspect, mais encore, donne lieu à une augmentation de déchet dans les opérations ultérieures, soit qu'on passe le métal au four à réverbère, soit qu'on le refonde au cubilot. Cet inconvénient est moins grave, si les saumons sont coulés dans du sable calcaire, pouvant venir en aide à la seconde fusion. Aussi, n'est-ce pas là le seul désavantage du procédé. Si faible que soit la proportion d'eau nécessaire pour donner au sable la cohérence indispensable, cette proportion suffit à

refroidir le métal, et à lui faire subir un effet de trempe. En effet, Q n'est pas rare de roncontrer, notamment vers les points les plus éloignés du trou de coulée, des lingots de fonte complètement gris à leur centre, et dont l'extérieur est blanchi.

Ce sont des accidents de cette nature qui ont motivé, dans diverses usines, l'emploi des moules en fonte, enduits d'une couche de chaux. Cette couche, épaisse de quelques millimètres, et bientôt séchée à l'air, est appliquée avec une brosse trempée dans une bouillie calcaire. Les lingotières, dont le vide a la forme et les dimensions des gueuses ordinaires, sont placées sur le sol, de manière à recevoir la fonte d'une maîtresse-gueuse. La coulée ne subit, au reste, aucune autre modification.

Ce procédé, peu coûteux, aurait un autre intérêt, celui d'améliorer les fontes traitées au coke, ou celles provenant de minerais pyriteux, la couche calcaire qui se trouve en contact avec la fonte liquide, tendant à absorber une partie du soufre que celle-ci renferme.

Influence du vent. — La pression du vent est réglée en raison de la densité du combustible et de la capacité de l'ouvrage. Celle qui convient au charbon de bois, est de 2 à 4 centimètres, au manomètre à mercure, pour les charbons légers, et de 4 à 6 centimètres, pour les charbons durs. Peu d'usines, en France, employant des charbons tendres, la pression généralement adoptée est fixée entre 4 ou 5 centimètres. Cette pression étant naturellement plus forte, suivant que la hauteur des fourneaux augmente, et que la combustible est plus dense. Pour du coke léger, elle varie entre 7 et 12 centimètres de mercure ; pour du coke dur et compact, elle peut aller jusqu'à 16 centimètres, et au delà.

Une grande masse d'air, lancée sans pression, dans un foyer très large, ne peut donner qu'une fusion incomplète et un mauvais produit. Dans les petits hauts-fourneaux en moulages, destinés à produire, en plein roulement, 1,500 à 1,800 kilogrammes par coulée^ il est d'usage, au commencement d'un train, de donner à l'ouvrage le moins de capar cité possible, en conservant les rapports voulus entre toutes les parties, ce qui permet de retarder l'agrandissement du foyer.

Dans les fourneaux à deux tuyères il est bon, pour conserver l'ouvrage de ne souffler, dans le principe, qu'à une seule tuyère, et de les employer seulement toutes les deux, lorsque le foyer commence à s'élargir.

Les buses peuvent être rétrécies à mesure que se développe la marche du fourneau.

Si l'on admet, par exemple, une buse de 7 à 8 centimètres de diamètre, lors de la mise en feu, elle sera réduite, après un mois ou deux de roulement» à 5 ou 6 centimètres de diamètre. Enfin, quand l'élargissement

de Touvrage deviendra plus sensible, on diminuera encore ce dia* mètre de quelques millimètres.

Ces différents changements seront favorables au rendement de la ma^ chine soufflante, et ajouteront à la pression, qui doit être proportionnellement augmentée, suivant la grandeur de l'ouvrage.

Le vent, injecté sous une pression trop forte, brûle les charbons avec une rapidité nuisible à l'effet qu'ils doivent produire, et amène, par une combustion exagérée, des inégalités dans la descente des charges. De là, mauvais produit, une partie du minerai, non réduit, descendant dans le creuset, et le combustible étant consommé inutilement.

Il peut arriver, également, qu'un vent très rapide, élève le point de fusion à une trop grande hauteur, le minerai fondu trop haut devant être infailliblement affiné à son passage à la tuyère.

Un vent, qui n'a qu'une faible vitesse, anéantit la température de Touvrage, en n'opérant qu'une lente combustion ; il tend à refroidir la cuve, dans laquelle il ne saurait vaincre la résistance des matières qui s'y pressent. De là, des conséquences de nature à compromettre la situation du fourneau, parce que, la fusion, étant incomplète, les matériaux s'arrêtent, non fondus, devant les tuyères, et produisent des engorgements dans le creuset.

De tels accidents ne peuvent être détournés que par une augmentation considérable de la vitesse du vent. Il est d'ailleurs, en dehors de ces considérations particulières, d'autres occasions où il suffit d'augmenter l'effet de la machine soufflante pour sortir le fourneau d'une situation dangereuse. C'est pourquoi il y a lieu d'insister de nouveau sur la nécessité d'employer des machines soufflantes, bien construites, et dont l'action soit plus étendue que ne le demande théoriquement la consommation des hauts-fourneaux.

De ces deux principes que nous venons d'expliquer, qu'un vent trop faible et qu'un vent trop fort sont également nuisibles, il suit que, pour éviter de fréquents dérangements dans l'allure du fourneau, on doit surveiller les manomètres, et, à l'aide de leurs indications, s'attacher à écarter toute irrégularité dans la pression. Celle-ci doit être déterminée pour un certain temps, et ne peut être changée qu'après des observations nouvelles dans le travail de tous les jours.

Influence des minerais^ des charbons et du fondant, — La régularité de l'allure dépend beaucoup de l'état des matériaux.

Des minerais très mouillés forment, au gueulard, des couches conglomérées, difficilement traversées par le vent. Il peut en résulter un abaissement de température de la cuve, et à la suite des engorgements de l'ouvrage et du creuset.

Des minerais très secs, surtout lorsqu'ils sont ténus et friables, crl«

blent à travers les charbons, dépassent les charges et viennent tomber, non réduits, dans Touvrage.

L'usage des charbons trop humides a les mêmes inconvénients que celui des minerais mouillés.

Les charbons employés trop tôt après leur entrée en halle, se consomment plus rapidement et portent une bien plus faible charge de minerais qne les charbons reposés.

Le mélange mal compris des minerais et la répartition mal faite, dans les charges, des différentes essences de charbons, sont susceptibles également de compromettre Tallure ordinaire d'un haut-fourneau.

Le choix, l'entretien et la préparation des matières premières exercent une influence si grande sur les résultats, qu'il n'est pas nécessaire d'en parler plus longuement pour convaincre nos lecteurs.

L'exagération de la consommation est la suite inévitable des dérangements dans les hauts-fourneaux. Ainsi, de deux usines placées dans des conditions semblables, celle dont le haut-fourneau aura la plus mauvaise allure, fera évidemment le moins de bénéfices. Il peut arriver que le fourneau qui marche mal, utilise ses produits pour le moulage, d'une manière aussi avantageuse que l'autre; mais le chiffre élevé de sa consommation ne constitue pas moins une cause d'infériorité relative.

Supposons, par exemple, qu'un haut-fournean au charbon de bois, de 10 à 12 mètres de hauteur, mette par une bonne marche 56 hectolitres de charbon et 18 hectolitres de minerai pour produire 1,000 kilogrammes de fonte. Puis, admettons que ce fourneau subisse un dérangement quelconque, et que sa consommation atteigne insensiblement 70 hectolitres de charbon et 25 hectolitres de minerai par 1,000 kilogrammes de fonte. Si le charbon coûte 1 fr. 50 l'hectolitre, et le minerai 2 francs l'hectolitre, le prix de revient de 1,000 kilogrammes de fonte pour les matières premières seulement, sera dans le premier cas de 120 francs, et dans le second de 155 francs, différence 35 francs, chiffre amené ici pour la démonstration, mais qui devient important, alors qu'il s'agit d'éléments dépendant essentiellement du prix de la matière première.

La quantité de charbon à dépenser pour produire 100 kilogrammes de fonte est soumise à des variations subordonnées à l'espèce des minerais. En admettant que le haut-fourneau ait des dimensions convenables, que la machine soufflante soit bonne, qu'il ne survienne pas de dérangements dans l'allure, on peut établir qu'il faudrait environ 70 & 100 p. 0/0 de charbon pour réduire des minerais fusibles, 100 à 150 p. 0/0 pour des minerais moyennement fusibles, et 150 à 200 p. 0/0 pour des minerais réfractaires. Cependant, il est rare que la dépense excède cette dernière quantité, car il serait peu avantageux de la voir s'élever

au delà pour traiter des minerais difficilement fusibles, dussent-ilsf rapporter 50 à 60 p. 0/0, tant la valeur du combustible a d'influence en pareil cas.

Le fourneau ayant beaucoup d'élévation et un ouvrage relativement étroit, on doit éviter l'emploi, en grande proportion, d'un minerai réfractaire ou devenu tel par une cause quelconque. Autrement, il faudrait s'attendre à des engorgements. D'un autre côté, le même minerai à doses plus faibles pourrait, forçant à consommer plus de combustible, concourir à surélever la température et à déterminer la destruction plus rapide de l'ouvrage. De plus, les matériaux surchauffés au-dessus du point de fusion, viendraient s'attachsr à la tuyère et l'obstruer.

Enfln, une partie de la fonte passant sous le vent, privée de son laitier, devrait subir un déchet notable. Une telle allure peut exercer une influence d'autant plus nuisible dans le cas dont il s'agit, que le minerai employé est plus réfractaire.

On doit redouter un vent trop fort et une trop grande proportion de charbon lorsqu'on traite des minerais très fusibles^ ou qui le sont devenus par une addition exagérée de fondant, parce qu'alors la fusion étant préparée beaucoup trop haut, le métal fondu traverse l'ouvrage avec une trop grande vitesse.

Si le minerai est pauvre, son laitier qui retient beaucoup de fer, vient bouillonner et se flger aux tuyères. Dans cette circonstance, où les ouvriers disent que les tuyères flottent, la réduction a toujours lieu d'une manière imparfaite. Si, au contraire, le minerai était riche et facile à fondre, il ne serait pas protégé par une quantité suffisante de laitier et l'affinage serait encore plus considérable.

Dans les deux hypothèses, on doit, ralentissant la vitesse du vent, essaj'er d'abaisser le point de fusion aux dépens de la température qui existe dans les parties supérieures. La situation des tuyères suffit pour indiquer qu'une augmentation de minerai n'est pas nécessaire; elle ne tendrait d'ailleurs qu'à favoriser les engorgements.

Le minerai mal bocardé ou insuffisamment grillé, et conservant encore des parties argileuses, exerce, lorsqu'il est humide, une influence d'autant plus nuisible sur la marche d'un haut-fourneau, que les dimensions de celui-ci sont plus petites.

En un cas semblable, les éboulements de masses conglutinées se renouvelant souvent, l'allure du fourneau est incertaine et il est difficile d'obtenir plusieurs bonnes coulées consécutives. Les laitiers qu'on retire du creuset et qui pourraient engorger l'ouvrage sont d'une couleur noire et d'un aspect terne ; ils sont mêlés à une certaine quantité de minerais à demi réduits.

Au reste, même avec une forte charge de charbon, un minerai mal

préparé peut produire de la fonte blanche par surcharge et n'amener encore qu'une fusion incomplète.

On reconnaît qu'il y a surcharge de minerais, par l'état des laitiers qui deviennent sensiblement plus pesants, par la flamme qui s'échappe lentement du gueulard en couleur d'un rouge sombre, par la nature de la fonte qui se montre blanche grenue et par le produit de chaque jour qui sort des conditions obtenues en marche ordinaire.

Divers motifs obligent à réduire la charge en minerai, quand même il n'y a pas de surcharge. Entre autres, le plus ou moins d'humidité contenue dans le minerai et dans le charbon; un arrêt accidentel de la machine soufflante; l'élargissement du foyer; l'emploi d'une trop forte dose de fondant; un refroidissement quelconque du creuset; la chute de quelques matériaux tombés de la cuve ou des étalages ; enfin la suspension imprévue du travail, quelle qu'en soit la raison.

Dans de telles occasions, il ne faut pas craindre de diminuer la charge en minerai d'un cinquième ou d'un sixième au moins, afin de remonter promptement la température du fourneau. Cette diminution n'est que passagère. Et, dès qu'on a remarqué après l'intervalle de deux ou trois coulées, une tendance vers un réchauffement sensible, on peut ramener la charge à son état primitif, par des augmentations partielles faites avec ménagement.

Un excès de fondant donnant un mélange trop fusible, le laitier, devenu très liquide, n'enveloppe plus assez la fonte pour qu'elle subisse sans inconvénient le contact du vent.

Le manque de fondant, au contraire, constituant un mélange trop réfractaire, le laitier épais et tenace ne se sépare pas facilement de la fonte dont il retient une assez grande quantité.

Déjà, nous avons signalé ces faits, quand nous avons parlé des effets produits par l'emploi de minerais très réfractaires ou très fusibles.

La dose de fondant la plus convenable est celle qui fait supporter au charbon la plus grande charge de minerais, sans que l'allure du fourneau soit troublée. Il est entendu que cette dose doit toujours être proportionnelle à la charge du minerai.

Il est facile de reconnaître & la pureté, au poids et surtout à la viscosité des laitiers, s'il y a excès ou non de fondant. On peut d'après cela, lorsqu'on a un minerai nouveau à traiter, augmenter graduellement et diminuer ensuite s'il est nécessaire, pendant quelques jours, la dose du fondant, jusqu'à ce qu'on ait rencontré le mélange fusible voulu.

A queb signes on reconnaît Fallure du fourneau, — La connaissance certaine des signes résultant de l'observation d'un haut-fourneau est l'élément important qui doit servir à en réglementer la marche.

La nature de la fonte, explique, par elle-même la situation du four-

nean. Nons avons indiqué précédemment comment on peut classer, par aperçu, les différentes sortes de fontes obtenues dans les hautsfourneaux au charbon de bois, travaillant en moulages.

Les fondeurs emploient la méthode pratique qui suit pour constater la qualité de la fonte, quelques heures avant la coulée. Après avoir moulé à découvert, sur le sol environnant la dame, une rondelle d'environ six centimètres de diamètre sur deux centimètres de profondeur, ils écartent les laitiers de Tavant-creuset, et, au moyen d'une petite poche recourbée, fixée à un long manche en fer, ils puisent une quantité de fonte suffisante pour remplir le moule. Lorsque la fonte est grise, la surface devient convexe au refroidissement; si au contraire, elle est blanche, la surface devient concave, souvent criblée de petits trous, et recouverte d'une peau noire s'enlevant par écailles.

L'aspect de la tuyère indique aussi, avec quelque exactitude, la marche du fourneau.

Lorsque la tuyère est claire et brillante, de telle sorte qu'on ne puisse reconnattre au premier abord les matières qui sont dans le foyer, c'est un indice certain que le fourneau est dans une bonne condition de température. Si au contraire, elle s'obscurcit, si elle jette un reflet rougeâtre, si l'œil distingue parfaitement les matériaux à leur passage, on peut en conclure qu'il y a surcharge de minerais. Le laitier qui vient bouillonner devant la tuyère l'obstruerait, si le fondeur n'avait soin de la moucher continuellement. En cas semblable, il est bon de travailler au ringard dans l'avant-creuset, afin d'expulser l'amas de scories qui remplirait bientôt tout le creuset et se figerait même sous la fausse tyinpe. Le laitier qui s'écoule pendant le travail du fondeur est peu chaud, quoique liquide; il se durcit promptement sur la dame d'où il faut l'enlever au crochet et à la pelle.

Si la tuyère est sombre, si elle se couvre de temps en temps d'un laitier visqueux mêlé à des parties de fer, on peut croire qu'il existe des chutes de matériaux provoquées par des accidents imprévus, que le point de fusion s'est élevé trop haut, enfin que les minerais et le fondant contiennent beaucoup de matières terreuses les enveloppant tellement que la réduction ne saurait être parfaite.

On reconnaît encore un excès de fondant, ou une trop grande fusibilité du minerai par l'aspect du nez de la tuyère, qui peut rester cependant assez brillante lorsque la température est bonne. Les laitiers bouillonnent, comme par une surcharge de minerais, mais ils se tirent moins en longueur et sont moins dangereux pour l'allure du fourneau. Si celuici est menacé d'un engorgement prochain, la fonte peut se montrer très grise et le laitier assez pur, parce que l'ouvrage est extrêmement resserré par le haut; la tuyère se charge néanmoins de matières figées. Les tuyères à double enveloppe ou & serpentin, rafraîchies par un

courant d'eau, protègent Touvrage contre un élargissement trop immédiat, et le garnissent encore, lorsqu'il commence à se ronger, sous l'effort des masses réfhtctaires venant s'amasser sur leurs museaux. Mais sur la fin du fondage, quand l'élargissement est plus considérable, les matières déposées en plus grande quantité sur les tuyères, ne rencontrent plus d'appui et tombent continuellement dans le creuset

Il faut alors, si la mise hors n'est pas Jugée nécessaire, raccourcir les tuyaux de conduite d'eau aux tuyères, et reculer celles-ci de quelques centimètres en dehors de l'ouvrage.

Les laitiers dont la couleur varie suivant le mélange des minerais peuvent donner, par expérience, quelques indices sur la marche du fourneau.

Cependant, dans les hauts -fourneaux au charbon de bois où Ton traite des minerais qui n'ont pas de traces appréciables de soufre, de zinc et de plomb, les laitiers d'un vert clair, sans éclat, dont la surface se ride en longueur, qui sont caverneux et terreux annoncent généralement un dérangement du fourneau et accompagnent toujours la fonte blanche.

Les laitiers noirs ou d'un vert foncé, bien compacts, d'un aspect vitreux qui, en coulant sur la dame, présentent superficiellement des globules prononcées, recouvrent d'ordinaire la fonte grise et annoncent une bonne marche du fourneau. Un laitier blanc, fWable et caverneux, est le signe d'une température très élevée et d'une fonte noire. On le rencontre plus fréquemment dans les fournes^ux marchant à Tair chaud.

Les laitiers d'une couleur très noire sans éclat, boursoufflés, extrêmement légers, sont produits par des chutes de matériaux qui les rejettent quelquefois avec force hors de l'avant-creuset.

Les matières tombées de quelque partie dégradée, du fourneau, les morceaux de minerai ou de fondant qu'on rencontre non réduits dans les laitiers, la quantité de charbons qu'on retire non consumés de l'ouvrage, sont encore des indices de la mauvaise situation du fourneau.

Un laitier trop liquide est sujet à des bouillonnements qui salissent la tuyère ; il ne peut protéger la fonte contre l'action de l'air.

Un laitier trop épais retient la fonte, se durcit dans le creuset et occasionne des engorgements ; il a l'inconvénient de se mêler avec la fonte dont on ne peut le séparer qu'en crémanl avec soin.

Il faut, pour obtenir un laitier de bonne nature, qu'il soit coulant sans être trop liquide; qu'il ait de la consistance sans être trop visqueux et qu'il puisse filer en se cassant, bien que demeurant assez liquide pour ne pas exiger un kâlage difficile.

La flamme du gueulard et celle de la tympe expliquent aussi l'allure du haut-fourneau.

Si la flamme du gueulard est claire et vive, si elle s'élève d'une manière uniforme, elle indique une bonne marche du fourneau. Si au contraire elle est sombre et pâle» elle annonce un manque de température ou une surcharge de minerais.

Si la flamme est de peu d'apparence, il est présumable que le vent ne traverse pas assez rapidement les couches de matières. Si, au contraire, elle se projette très haut, si elle est intermittente, si elle se porte sur un côté du gueulard, les descentes obliques et les éboulements sont imminents.

Une flamme bleuâtre s'échappant avec force sous la tympe et dégageant des vapeurs, est le présage d'une surcharge ou de la concentration de la chaleur dans la partie inférieure de l'ouvrage. La fonte est ordinairement blanche quand la flamme de la tympe est terne, d'un jaune pâle, et jette de nombreuses étincelles.

La plus ou moins grande quantité de poussière répandue sur la plate-forme du gueulard, indique assez bien le degré de la vitesse avec laquelle le vent traverse la colonne des matières. Lorsqu'on traite des minerais friables, l'abondance de cette poussière ou folle-mine est souvent considérable.

La descente des charges, quand elle a lieu régulièrement et par temps égaux, est un signe de la bonne situation du fourneau ; mais si les charges se jettent de préférence sur l'un des côtés de la cuve, si elles sautent rapidement après avoir été longtemps arrêtées, on doit prévoir des engorgements prochains et se mettre en mesure d'y porter remède.

Il peut arriver, quand on dispose d'une certaine puissance de vent, qu'un saut de la masse des matériaux remplissant la cuve, laisse au gueulard un vide de plusieurs charges et rejette, loin de l'avant-creuset, une grande quantité de laitier. Cela peut détourner une obstruction présumable, mais la coulée qui suit est rarement satisfaisante.

En conséquence, le fondeur doit être en état de prévoir la plupart des dérangements du fourneau, s'il sait réunir et comparer les observations qu'il a faites sur la nature de la fonte et sur celle des laitiers ; sur la flamme du gueulard et sur celle de la tympe ; sur l'aspect de la tuyère et sur la régularité des charges.

Obstructions de l'ouvrage. — Les obstructions de l'ouvrage, qui sont les accidents les plus à craindre proviennent des mêmes causes auxquelles est due la conversion accidentelle du produit en fonte blanche.

En effet les engorgements, que précèdent des chutes ou des descentes irrégulières, sont annoncés encore par le produit trop fort ou trop faible, eu égard au nombre des charges. Si le fourneau n'est pas dans de bonnes conditions au moment de l'engorgement, on éprouve beaucoup de difficultés à le rétablir dans sa marche normale, et l'on est souvent

forcé de le mettre hors. Quand les obstmctions sont produites par la destruction de quelque partie de la cuve, des étalages ou de l'ouvrage» il y a, en effet, peu de remèdes à leur opposer.

On dégagera quelquefois le fourneau en remplaçant pendant plusieurs Jours un quart ou un cinquième de la charge en minerais, par une quantité semblable de scories provenant des fours à pudler ou de battitures de fer, sauf à maintenir au plus bas, la charge en minerais peudant tout le temps du travail dans l'ouvrage. Car, il serait coûteux de mettre hors de feu, par suite d'un engorgement, un fourneau qui n'aurait encore que quelques mois de roulement. La nécessité fait loi en pareil cas, et Ton doit avoir épuisé toutes ressources possibles avant d'arrêter. Nous avons dû lutter ainsi dans une occasion semblable :

Depuis quelque temps, par un vice de la machine soufflante, le fourneau ne recevait qu'un vent trop faible. Insensiblement l'ouvrage se reflroidit et s'engorgea si bien, à quelque distance du sommet des tuyères, que la colonne des matières demeura bientôt suspendue.

Après avoir essayé vainement de percer le fourneau à la place du tacret, dont le sable était complètement vitrifié, nous fûmes obligé de pratiquer des ouvertures à environ 15 centimètres au-dessus des tuyères, et de souffler par ces ouvertures sur la masse refroidie, dans les cavités de laquelle nous introduisions un à un des charbons et des morceaux de houille enflammés. Au bout d'un travail qui dura huit heures, nous parvînmes à faire un trou d'environ 9 à 10 centimètres de diamètre, par lequel descendirent quelques matériaux dans le creuset qu'on avait entièrement vidé. On enleva alors la dame, on remplit tout le creuset de charbons incandescents et on donna le vent par les tuyères après avoir bouché les ouvertures supérieures. Il fallut souffler pendant quelques heures, en ayant soin de tenir le creuset toujours plein de charbons, avant l'apparition de la fonte dont on débarrassa constamment la sole, au fur et à mesure de son arrivée.

Oe fut seulement, après vingt-quatre heures de ce travail opiniâtre, que les charges reprirent leur cours ordinaire et qu'on put rétablir la dame.

Mise hors. — Une dépense particulièrement accentuée en combustible et en minerai, la mauvaise qualité persistante de la fonte, un agrandissement indéfini de l'ouvrage et des engorgements insurmontables, déterminent forcément la mise hors.

Dans les usines qui n'ont pas de fours à réverbère, on rassemble, un ou deux jours avant cette exécution définitive, tous les gros colis qui n'ont pu être fondus dans les cubilots et on les jette au fourneau, sauf It li48ser entre chacun d'eux un intervalle de plusieurs charges en mi-

nerals. De même, on utilise les bocages dont la qualité est trop mau** Taise pour qu'on puisse les refondre ou les vendre dans les forges.

Le produit des dernières charges étant plus accentué et plus précipité que celui des charges ordinaires, on est forcé de multiplier les coulées dont la fonte, si elle n'est pas propre au moulage, est convertie en gueuses à l'usage des usines à fer.

Pendant toute la durée de leur roulement, quelques hauts-foumaux igoutent à la charge en minerais une certaine quantité de grenailles ou de menus bocages amassés dans l'usine. La proportion admise, tout au plus, 15 à 20 kilogrammes par charge, est fondue sans augmentation de combustible, et permet de réduire la dose de fondant.

Nous ne conseillerons d'employer ainsi que des grenailles de fonte amassées, quand on passe à la claie les sables qui sont sous les pieds des mouleurs, ou quand on bocarde les laitiers. Cette opération dispendieuse consistant à conduire les laitiers sous les pilons d'un bocard où ils sont broyés ou lavés, à l'instar du minerai, est adoptée faute de mieux par les usines qui traitent des minerais réfractaires dont les laitiers, souvent visqueux, retiennent une partie notable de la fonte produite.

La durée d'un fondage ne peut pas être facilement précisée longtemps d'avance.

Si le fourneau n'éprouve pas beaucoup de dérangements dans son allure, cette durée dépend principalement des matériaux employés à la construction. Les campagnes, des fourneaux en moulages, sont moins longues que celles des fourneaux en gueuses, la bonne qualité de la fonte n'étant pas aussi exigible dans ces derniers.

Lorsqu'un accident à la machine soufflante, le manque de matériaux ou d'autres circonstances particulières forcent de suspendre le travail du haut-fourneau pendant plusieurs jours, on jette au gueulard un certain nombre de charges en charbon, d'autant plus grandes que le temps d'arrêt sera plus long. Ces charges étant annoncées comme devant arriver dans l'ouvrage, toutes issues, par lesquelles l'air atmosphérique pourrait pénétrer à l'intérieur du fourneau et animer la combustion, sont fermées. Et, si l'on a soin de remplacer par des fausses charges les vides que l'affaissement produit au gueulard, on peut laisser le fourneau demeurer en cet état pendant un mois ou plus.

Comparaison entre les produits de deux fourneaux de différentes dimensions. — Les fourneaux élevés, étant alimentés par une bonne machine soufflante, offrent sur les fourneaux de peu de hauteur une certaine économie de matériaux, en ce sens que les charges sont mieux préparées. Mais on doit préférer quelquefois ces derniers qui sont plus faciles & gouverner.

C'est du moins, notre avis pour les fourneau?: à moulages. Plus on

tendra à agrandir les hauts-foameaux an coke pour les fontes destinées à la fabrication directe ou indirecte du fer, autant» nous pensons, qu'au point de vue de la fonderie, on devra examiner de près la question dans le sens de la réduction du volume des hauts-fourneaux, soit comme : marche plus facile à diriger ; construction plus simple ; machines souflantes restreintes ; mises en feu et mises hors d'importance moindre, en raison de la simplification et de l'amoindrissement des appareils, etc. Telles sont les perfectionnements qui valent la peine d'être étudiés sérieusement.

Il suffit de considérer les suites d'un dérangement dans un grand appareil, où les variations que doit nécessairement subir la charge, ne sont apparentes qu'après un temps assez long. D'une coulée à l'autre, au contraire, dans un fourneau peu élevé, on rectifie l'allure et on parvient à changer la nature de la fonte en augmentant ou en diminuant la dose du minerai.

Nous allons établir ces faits par le parallèle de deux roulements, le premier résultant d'un haut-fourneau de 9>»,35 de hauteur, le second d'un fourneau de 11 mètres de hauteur, tous les deux, marchant au charbon de bois et brûlant des minerais de même nature.

N^ i. Fourneau de Q'^jSS de hauteur.

En moulages. .

En bocages (1) .

En saunons et

guenses. . .

Total. . .

Produit.

Consommation (2).