DE LA RÉDUCTION DES MINERAIS POUR EN OBTENIR DE LA FONTE

GÉNÉRALITÉS SUR LES FOURNEAUX EMPLOYÉS POUR LE TRAITEMENT DES MINERAIS.

542. 1j a fonte a été connue bien plus tard que le fer ductile et l’acier: il paraît qu’elle ne fut employée pour la première fois qu’au i5e. siècle; cependant, il est certain que le fer et l’acier durent se trouver d’abord a 1 état de fer cru. Si l’emploi de la fonte resta si long-temps ignoré , il faut l’attribuer, soit à l’imperfection ou se trouvait l’art des forges , soit à une circonstance particulière : c’est que la fonte obtenue dans les foyers dont on se servait anciennement , formait toujours une masse dure et aigre qui ne pouvait être con-

Vertie en objets moulés. Aujourd’hui même, on fait encore une différence entre les fourneaux qui peuvent produire de la fonte de moulage , et ceux dont la fonte est destinée exclusivement pour l’affinage. Cette différence provient au reste de la nature des minérais : les fers spathiques et les fers bruns purs * donnent une fonte blanche et aigre qui ne peut servir dans les fonderies. Anciennement , on ne traitait que ces sortes de minérais , parce que ce sont les plus réductibles ; on devait donc ignorer l’usage du fer cru, jusqu’à ce qu’on eût appris à l’obtenir avec des minérais moins fusibles et non manganésifères **.

543. La réduction des minérais de fer ne pouvant avoir lieu qu’à une haute température, occasionne une grande consommation de charbon et nécessite l’emploi d’un rapide courant d’air. Il s’ensuit que l’économie en combustible est pour le sidérurgiste le point essentiel. Le procédé qui approche le plus de la perfection doit porter cette économie au plus haut degré. Nous avons exposé déjà les raisons pour lesquelles on opère la réduction dans les fourneaux a cuve, c'est-à-dire, dans des fourneaux où le minerai chargé par couches alternatives avec le combustible , est mis en liquéfaction; et ce combustible au lieu d’être cru, ne doit servir qu’a 1 état de chaibon.

* Il faut se rappeler que M. Karsten ne comprend pas dans la classe des fers bruns, les hydrates compactes qui ont la même couleur. Ses fers bruns sont des oxides manganésifères qui brunissent au feu au lieu de rougir. Le T.

** Il existe aussi des fers terreux limoneux qui sont tres-fusibles et dont la fonte peut être convertie en objets moulés; mais, comme ils présentent toujours l’aspect terreux, il est probable que les anciens ne savaient pas les reconnaître. Le T.

Dans les feux dits à la catalane , le minerai fortement grillé , mais non ramolli, est exposé subitement à la chaleur la plus intense; toutes les modifications qu’il doit subir , le ramollissement, la fusion, la réduction et la décarburation du métal réduit , se succèdent alors avec une grande rapidité. Mais dans les fourneaux à cuve , il est exposé peu à peu à des degrés de température de plus en plus élevés , jusqu’à ce que, arrivé devant la tuyère , ou dans la partie du fourneau où la combustion est le plus rapide , il éprouve le plus haut degré de chaleur. C’est aussi pour cette raison que l’entrée de l’air est le plus près possible du fond ou de la sole du foyer, et qu’il ne doit rester au-dessus de ce point que l’espace destiné à recevoir les matières liquides.

544. Ce n’est que par suite de l’imperfection des procédés , que , pour faire sortir la masse fondue , on interrompt la fusion dans les fourneaux à cuve. En suivant des méthodes perfectionnées , on fait écouler de temps à autre la fonte liquide , sans qu’on soit forcé de vider le fourneau, ou de laisser descendre toutes les charges. Pour se débarrasser des scories ou laitiers, qui, dans la réduction des minérais, se séparent du métal , on leur ouvre un passage lorsqu’ils s’amassent dans le foyer, à moins que la construction du fourneau ne soit telle qu’ils puissent s’écouler librement.

545. La cuve ou la cheminée du fourneau est le vide intérieur formé par un mur de pierres réfractaires; il est destiné à recevoir les minérais et le combustible. Ses parties principales sont le gueulard , les environs de la tuyère et la sole. Le gueulard est l’ouverture supérieure par laquelle on introduit les charges. Les environs de la tuyère constituent le

véritable foyer où doit s’effectuer la fusion j ce point est éloigné du gueulard d’une distance plus ou moins grande, qui peut varier entre 3m,25 et 14“, 60 et même entre des limites plus écartées encore. La sole ou la pierre de fond se trouve de 24 à 62 centimètres au-dessous de la tuyère, selon les dimensions du fourneau. L’espace compris entre la tuyère et la pierre de fond s’appelle le creuset ; c’est là que les matières liquides viennent se rassembler.

546. La partie intérieure construite en pierres réfractaires et dont le vide forme la cuve , s’appelle les parois. Il est évident que ces parois doivent s’appuyer contre une forte maçonnerie pour offrir une résistance suffisante. Les fourneaux d’une grande hauteur, alimentés avec des charbons durs dont la combustion doit être activée par un courant d’air très-rapide , reçoivent ordinairement deux ou trois de ces murailles intérieures, qu’on distingue ensuite de la première par le nom de fausses ou contre-parois. Ces murs concentriques ne sont point liés ensemble ; ils Laissent entr’eux un espace de 16 centimètres, qu’on remplit avec des morceaux de briques réfractaires qui ne doivent pas être trop serrés.

lie double but de cet espace intermédiaire est de concentrer la chaleur , parce que l’air est un mauvais conducteur du calorique , et d’offrir aux parois la facilité de se dilater sans se fendre et sans faire ouvrir l’enveloppe extérieure. Cet espace rempli de cendres, servirait encore mieux comme moyen de contenir la chaleur, parce que les cendres et le fraisil ( on ne pourrait jamais employer ce dernier a cause de sa combustibilité) forment les substances les moins conductrices ; mais il ne faut en conseiller l’usage ou celui

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du sable que dans le cas où l’on est sur que la chaleur du fourneau ne devient jamais assez intense pour mettre les parois en fusion : s’il en était autrement , le sable ou les cendres s’écoulant par les brèches, se répandraient dans la cuve et forceraient d’arrêter le fondage. En général, ce n’est que dans les hauts fourneaux à deux contre - parois , qu’on peut employer le sable ou les cendres pour le remplissage entre le deuxième et le troisième de ces murs intérieurs. Les parois, même lorsqu’elles sont simples , ne s’appuient jamais contre la maçonnerie ; elles doivent en être séparées par un espace de plusieurs pouces, qu’on remplit légèrement avec des pierres concassées, afin que , sans occasionner aucun dommage , elles puissent obéir à la force expansive de la chaleur.

547. La maçonnerie extérieure porte le nom de double muraillement ; sa forme, en elle-même assez indifférente, est réglée souvent d’après celle de la cuve ; elle présente l’aspect d’un cône, d’une pyramide quadrangulaire , hexagonale ou octogonale. Le cube, le cylindre et le prisme ne sont point usités; nonseulement ils occasionneraient pour leur construction une dépense inutile de matériaux , mais il en résulterait aussi une trop forte charge sur les fondations. Le double muraillement reçoit toujours un certain retrait , dans le cas même où la cuve du fourneau est évasée dans la partie supérieure.

548. Il est essentiel, sur- tout pour les fourneaux qui ont une certaine élévation et qui sont destinés à supporter une haute température , de ménager dans la maçonnerie, des canaux pour le dégagement des vapeurs dont la force élastique romprait l’enveloppe extérieure : c’est pour cette même raison et parce

que le double muraillement est toujours dilaté par la chaleur, qu’il faut le consolider avec des barres de fer et des ancres. Les fourneaux coniques portent de gros cercles en fer; ceux dont la forme est pyramidale , sont traversés de plusieurs systèmes de barres de fer retenues à l’extérieur par des ancres. On ne peut se dispenser d’affermir de la sorte les assises que désunissent la dilatation du fourneau et le retrait provenant des mises hors.

549. En Suède, on trouve encore beaucoup de fourneaux dont le double muraillement ne s’élève que jusqu’à une certaine hauteur (au-dessus de l’une et de l’autre embrasure). On le prolonge ensuite avec des cadres de bois disposés l’un sur l’autre et formant entr’eux et les parois, un espace vide qui est rempli avec une terre médiocrement grasse et damée avec beaucoup de soin. Ce genre de construction, qui est très-économique, présente un autre avantage, celui de concentrer la chaleur; on peut donc l’appliquer aux petits fourneaux. Les cadres sont consolidés par des barres de fer ou des chevilles de bois. On emploie pour la charpente du bois sec et résineux.

55o. Les fondations exigent d’autant plus de soin qtie le fourneau doit être plus élevé. Leurs dimensions en longueur et en largeur sont ordinairement égales à la hauteur du fourneau lorsqu’il est petit ; dans le cas contraire, on ne leur donne que les deux tiers de cette quantité. Leur profondeur dépend de la nature du sol. Un des points importans , c’est d’y ménager des canaux pour l’écoulement de l’eau et des vapeurs. Ces conduits, qui pour les grands fourneaux, sont voûtés ou couverts de plaques en fonte , se croisent à différentes profondeurs, au-dessous de la pierre de fond ( pl. 4. fig. 1 ).

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Dans les terrains sablonneux, «t particulièrement dans les pays où le bois est encore à bon compte, on établit les fondations sur un pilotage dont les troncs d’arbre enfoncés quelquefois de 20 à 3o pieds de profondeur, sont couronnés par un grillage. Garney prétend que les pilotis sont inutiles; mais il conseille Temploi des châssis lorsque les terrains ne sont pas assez fermes. Les fondations en simple maçonnerie sont préférables à toutes les autres; leur profondeur doit être déterminée d’après la hauteur du fourneau et la nature du sol. On ne peut , sur cet objet , prescrire des règles générales.

55 r. En construisant le massif du muraillement , on doit songer aux moyens de pouvoir approcher du creuset, soit pour donner le vent au fourneau, soit pour faire écouler les scories et la fonte ; deux embrasures ménagées dans la maçonnerie extérieure remplissent cet objet. Les petits fourneaux n’en ont souvent qu’une seule ; c’est alors du côté de la tuyère qu’on fait écouler la fonte. Les fourneaux qui ont une grande hauteur, ceux qui sont alimentés avec du coke, reçoivent souvent trois embrasures, parce qu’on leur donne deux tuyères opposées , lorsque le vent fourni par une seule buse ne peut traverser tout le combustible. Les embrasures commencent immédiatement au-dessus des fondations, et sont assez hautes pour qu’un ouvrier puisse s’y tenir debout; elles sont voûtées dans les petits fourneaux; dans ceux qui sont plus grands , la voûte est remplacée par des petites gueuses appelées marâtres (pl. 4, fig. r J.

La face antérieure du creuset où l’on fait écouler les laitiers et la fonte, se nomme le côté du travail ; la partie opposée s’appelle la rustine j celle par où l’on

donne le vent , est le côté de la tuyère , et l’autre porte le nom de contre-vent Les embrasures se désignent de la même manière que les quatre faces du creuset ; mais il existe des fourneaux, ainsi que nous l’avons déjà dit, qui ont une embrasure de travail et deux embrasures de tuyères , et d’autres dans lesquelles l’embrasure du travail est en même temps celle de la tuyère.

Lorsque les fourneaux sont très-grands, les embrasures ont une largeur égale aux deux tiers de celle des fondations et am,5o à 5m,oo de hauteur mesurée au milieu du côté extérieur -, diminuant ensuite de hauteur et de largeur, elles viennent se terminer aux contre-parois du fourneau. Couvertes par une voûte , elles forment des cônes tronqués ; si leur surface supérieure est soutenue par des marâtres , elle présente la figure d’un trapèze. La partie du mur intérieur appartenant aux parois , mise à nu par l’embrasure du travail, s’appelle la poitrine du fourneau.

55a. Après avoir achevé la voûte des embrasures, on élève le double muraillement jusqu’au gueulard : pour donner le retrait convenable , on se guide sur l’axe de la cuve. La plate-forme supérieure , formée par l’épaisseur des parois, des contre -parois et du double muraillement , s’appelle aussi le gueulard. Cet espace , plus vaste dans les grands fourneaux que dans ceux qui n’ont qu’une plus faible élévation, est souvent entouré d’un mur ; mais dans les petits fourneaux, la maçonnerie extérieure est bornée presque toujours à la hauteur même de la plate-forme; quelquefois cependant, on la prolonge en forme de botte ou de cheminée pour prévenir les accidens que la flamme pourrait occasionner.

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En Russie, et particulièrement dans les usines des monts Urals , on emploie la flamme du gueulard pour griller les minerais; il suffît alors de mettre cette cheminée en communication avec un ou plusieurs conduits placés dans une position horizontale ou inclinée, et portant à l'autre extrémité un tuyau vertical qui sert au dégagement de la fumée. Après avoir traversé ces conduits , la flamme les dépasse quelquefois encore, malgré la longueur du chemin qu’elle a parcouru. M. Berthier a proposé dans le journal des mines, n°. 210, des moyens semblables pour utiliser la flamme des hauts fourneaux ou des feux d’affinerie *.

553. Les fourneaux d’une grande élévation ne portent point de cheminée extérieure, mais on prolonge le double muraillement au-dessus du gueulard , à une hauteur de 10 ou 12 pieds sur une épaisseur de 18 pouces , pour prévenir les incendies et pour empêcher que la flamme ne soit refoulée par les ouragans. L’espace vide, laissé entre les parois, et qu’on remplit ensuite de briques concassées, ne continue pas jus-

♦ La plupart des maîtres de forge croient avoir remarqué que les conduits où l’on fait passer la flamme qui s’échappe du gueulard établissent un tirage trop considérable et font brûler le charbon avec trop d’activité dans la partie supérieure de la cuve, ce qui dérange le fourneau. Dans beaucoup d’établissemens où l’on cuisait des briques ou de la chaux avec la chaleur perdue, l’expérience s’est prononcée contre ces fabrications économiques, bannies aujourd’hui de presque toutes les usines. Mais hâtons-nous de faire observer que ce tirage, nuisible pour les fourneaux activés avec du charbon de bois et sur-tout avec du charbon léger, produit un effet avantageux dans les fourneaux où l’on brûle du coke compacte, et ne peut inspirer aucune inquiétude, lors meme que le coke est léger. Le T.

qu'à lahatfteur du gueulard; il cesse à deux ou trois pieds plus bas , afin que l’eau ne puisse s’infiltrer dans le massif. On devrait, pour cette raison, couvrir toute la plate-forme supérieure avec des plaques en fonte.

554. Il est essentiel que les fondations soient assez hautes pour que, dans les grandes eaux, les canaux inférieurs ne soient pas noyés et que la sole soit maintenue toujours en état de siccité. C’est une erreur de croire que l’humidité du sol qui est au-dessous de la pierre de fond, soit avantageuse au succès du fondage : l’expérience a maintes fois démenti cette opinion. On aime à construire les fourneaux qui doivent avoir une grande élévation, sur le penchant d’une montagne , afin de pouvoir communiquer plus facilement avec le gueulard ; mais alors on doit avoir soin de mettre la pierre de fond à sec , en faisant des coupures pour saigner le terrain. A défaut d’un emplacement de cette nature, les matériaux sont transportés sur la plate-forme , soit à bras d’homme , soit par des machines : 011 se sert pour cet effet, de rampes, d’escaliers, de treuils, de baritels, etc., etc.

555. Les machines , qu’on emploie pour monter les minérais , les fondans et les charbons sur le gueulard , s’élèvent quelquefois à une grande hauteur au-dessus du toit de l’usine. Il est inutile que le batiment qui contient le fourneau soit très-grand, si la fonte ne doit pas être convertie en objets moules; il suffit alors qu’il présente assez d’espace pour ne pas gêner le fondeur dans son travail et pour pouvoir contenir la fonte après chaque coulée. Les soufflets disposes dans l’intérieur de ce batiment pour les petits fourneaux seulement, occupent très-souvent une chambre

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ou un édifice particulier, sur-tout lorsqu’ils sont mis eu mouvement par une machine à vapeur.

On trouve de nombreux détails sur la construction et la réparation des hauts fourneaux, dans un ouvrage de Garney, traduit du Suédois en allemand, par M. Blumlioff.

556. C’est-de la cuve que dépendent les dimensions de tout le massif de la maçonnerie ; la cuve en est donc la partie principale : les contre-parois avec le remplissage , le double muraillement et les canaux ne servent qu’à lui donner une plus grande solidité. On peut obtenir de la fonte dans tous les fourneaux, mais la forme donnée au vide intérieur exerce , malgré cela, une grande influence sur la marche du travail, la réduction du minerai et l’économie en charbon.

La nature de ces substances est tellement variable , que jusqu’à présent il a été impossible de trouver pour la construction des fourneaux une loi générale confirmée par l’expérience. Voilà ce qui peut expliquer les nombreuses contradictions qui existent entre les métallurgistes. Du reste, on est obligé de convenir aussi que jusqu’à présent, on n’a recueilli et examiné que très -peu de faits, avec les lumières et la pénétration d’esprit qu’on devait apporter dans ces sortes d’investigations. Les résultats du travail des hauts fourneaux , modifiés par une foule de circonstances accidentelles, demandent beaucoup de temps pour être observés et comparés entre eux avec la précision convenable. Il ne faut donc pas s’étonner, si dans l’état actuel d’une branche d’industrie, gouvernée presque toujours par des maîtres ouvriers qui ne sont guidés que parleur routine et leur entêtement, on a obtenu si peu de lumières sur cet art dont les secrets devraient

être soumis aux méditations d’un observateur profond , et riehe en connaissances de toute espèce. A ces difficultés il faut en ajouter une autre non moins importante, c’est l’ignorance des affineurs , dont l’opinion sur la qualité des fontes a été regardée jusqu’à présent comme décisive. Mais leurs plaintes ne sont admissibles que dans le cas où le fer cru renferme quelque substance étrangère , telle que du soufre ou du phosphore ; on doit toujours les repousser lorsqu’il ne s’agit que de la plus ou moins grande quantité de carbone contenue dans la fonte, parce qu’il est toujours facile de l’affiner alors avantageusement.

55y. La grande fusibilité des fers spathiques et des oxides bruns, favorise leur traitement. On imprime au fourneau, une allure que pour d’autres minorais on tache d’éviter avec le plus grand soin. Ceci va devenir plus clair. Une dose déterminée de combustibles ne peut fondre qu’une certaine partie de minérais et en opérer là réduction. Une surcharge de minérais ferait entrer en vitrification une plus grande partie de métal et occasionnerait des engorgemens dans le fourneau , etc. , etc. Une diminution dans la charge produirait presque les mêmes effets. Ces accidens plus dangereux et plus nuisibles au travail , se manifestent plus fréquemment si les minérais sont réfractaires, sur- tout lorsqu’on les traite au coke : en fondant des oxides bruns ou des fers spathiques , on y remédie avec la plus grande facilité , sans que le fer cru en devienne plus mauvais. Il n’en est pas de même avec les minérais difficiles à fondre ni avec ceux qu’on réduit par le coke : un semblable dérangement peut occasionner la cessation du fondage , et même , plusieurs jours après la disparition du danger, il peut exercer encore une uneste influence sur la qualité des produits.

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C'est à cause de cette facile réduction des fers spathiques que leur traitement mérite peu d’attention, et que toutes les observations que l’on voudrait faire sur la forme des cuves , ne pourrait trouver aucune application lorsqu’il s’agit de foudre des minérais réfactaires. Ce n’est qu’en étudiant la forme et la conduite des fourneaux alimentés avec le coke , que l’on peut acquérir des lumières sur la construction des foyers , la marche du travail et les mesures à prendre pour remédier aux aceidens et les prévenir. Il est facile ensuite d’appliquer ces connaissances au traitement des fers spathiques.

558. Les cuves ont déjà reçu une infinité de figures différentes : leurs sections horizontales étaient quelquefois rondes , elliptiques , carrées , hexagonales et octogonales. On établissait sur chacune de ces formes en particulier , de grandes espérances , que souvent même on s’imaginait avoir réalisées. Leurs coupes verticales étaient soumises aux mêmes variations. La figure de leur plan est très-indifférente ; car il est indubitable que les cuves rondes et carrées produiraient le même effet, si leurs sections perpendiculaires à l’axe, prises aux mêmes hauteurs, étaient égales en surface. Il n’en est pas ainsi pour les coupes dans le sens de l’axe , parce que leur forme détermine la grandeur des sections horizontales.

11 est probable que les cuves ont reçu d’abord la forme la plus simple celle du cylindre ou du prisme (pl. 4» fig- 2 ). On a dû s’apercevoir ensuite que les matières contenues dans le vide intérieur! éprouvaient une trop forte compression dans les parties basses , et ne pouvaient être traversées par le vent ; on s’est donc avisé de le rétrécir vers cet endroit ( fig. 3).

Guidé par d’autres observations, on a pensé que si les matières en descendant, se répandaient sur une plus grande surface, elles se tasseraient moins fortement et laisseraient plus de jour entre les fragmens : c’est ainsi qu’en partant du principe opposé, on a choisi pour les minerais fusibles la forme d’un cône posé sur la base (fig. 4). Enfin tout en approuvant l’élargissement vers les parties inférieures , on a dû cependant remarquer que le vent ne pouvait traverser toute l’épaisseur de la masse des matières. On a donc fini , en conservant le premier élargissement , par contracter la cuve dans les environs de la tuyère ; c’est ce qui a donné naissance à la forme conservée depuis avec certaines modifications pour tous les fourneaux (fig. 5).

L’endroit où la cuve est le plus large s’appelle le 'ventre. Placé tantôt au milieu de la hauteur du fourneau et tantôt au premier tiers en partant du sol, il a été élargi pour les minérais fusibles traités avec de bons charbons et un vent fort ( fig. 6 ) ; tandis qu’on l’a diminué de largeur pour les minérais réfractaires fondus avec des charbons légers et un vent faible (fig. 7 ) ; mais s’étant aperçu peut-être qu’un rétrécissement considérable produisait encore sur les couches inférieures une trop forte pression , on a descendu l’emplacement du ventre , qu’on a rattaché au véritable foyer a par une autre surface conique ù, ou plutôt par un tors ( fig. 8 et 9 ).

Il n’est pas nécessaire que l’espace dans lequel doit s’opérer la fusion soit très- étroit pour les minérais fusibles; mais ceux qui sont réfractaires et sur-tout ceux qu’on traite avec du coke, ne se réduiraient que d’une manière imparfaite si cet espace n’était

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pas très-rétréci : le foyer s’appelle alors ouvrage *. Il est construit avec les pierres les plus réfractaires qu’on puisse se procurer, la partie conique ou en forme de tors qui le rattache au ventre , se nomme étalages. Dans les fourneaux sans ouvrage , les étalages se trouvent confondus avec le foyer où doit s’effectuer la fusion. Lorsqu’on traite des minérais médiocrement fusibles avec des cokes très-durs, dont la combustion ne peut être activée que par une forte machine soufflante , on est obligé de rendre la pente des étalages si rapide, qu’ils perdent leur forme caractéristique et ne paraissent être qu’un prolongement de l’ouvrage (fig. io).

55g. J’ignore s’il existe encore aujourd’hui des fourneaux dont le vide intérieur ait la figure d’un cylindre ou d’un tronc de cône évasé vers le haut, ou d’un tronc de cône placé sur la grande base (fig. 2, 3 et 4). Tous les fourneaux pourvus d’un ouvrage ont toujours un ventre, quelque rapide que soit du reste la pente des étalages. Ils en reçoivent un, lors même que le foyer est très- large, à moins que ce ne soit dans quelque pays où l’art des forges est encore à sa naissance. Mais on n’est pas d’accord sur la forme qu’il faut donner aux cuves au-dessuS du plus grand élargissement; il en existe dont la largeur ne varie point depuis l’ouverture supérieure jusqu’au foyer. Dans ces fourneaux on peut regarder toute cette partie comme un prolongement du ventre : cette manière de les construire n’est excusable en quelque façon , que dans

* On désignera par la suite, sous le nom d 'ouvrage, toute cette partie de la cuve, y compris le creuset. C’est ainsi qu’on la désigné aussi en France, dans toutes les usines qui me sont connues.

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le cas où les charbons sont petits et légers , les mi-' nérais terreux et susceptibles de se comprimer fortement.

La majeure partie des cuves se terminent en cône ou en pyramide, et c’est la forme la plus convenable. Il en est d’autres qui sont composées du cône et du cylindre , ou de la pyramide et du prisme. Celles-ci ne peuvent être bonnes que lorsque les angles formés par le ventre et la partie supérieure de la cuve sont arrondis (fig. i3, 14 et i5 ) de manière à ne former qu’une ligne courbe (fig. 16): elles diffèrent alors très-peu des cuves coniques ou pyramidales (fig. 12); mais leur construction est plus difficile. Elles sont plus exposées à l’éboulement d’une partie des parois , lorsque les pierres ne sont pas ti’es réfractaires > leui courbure entrave en quelque façon la libre sortie des gaz, et ces inconveniens ne sont balances par aucun avantage. La forme indiquée dans la fig. 17 , ne peut être employée que pour des fourneaux trcs-bas, des minerais fusibles, des charbons légers et de faibles machines soufflantes.

56o. On peut donc ranger tous les fourneaux en deux classes : fourneaux avec ou sans ouvrage. Le choix qu’on doit faire entre eux, est déterminé par la fusibilité des minérais et de leur gangue. Les minéraîs dont la réduction est très- facile, se vitrifieraient en pure perte dans les fourneaux qui ont un ouvrage , tandis que les minérais réfractaires pourraient à peine entrer en fusion dans ceux qui en sont dépourvus. Les minerais de la première espèce contenant pour l’ordinaire du manganèse , sont traités dans les fourneaux sans ouvrage ; ils produisent de la fonte blanche qu on ne peut transformer en fer coulé.

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D’après cela on a désigné sous le nom de fourneaux de fonderie les hauts fourneaux employés au tiaitement des minerais non manganésifères, parce qu’on doit en retirer ordinairement de la fonte grise , qui est propre au moulage. On a prétendu même que toutes les fontes destinées a etre converties en acier et en fer ductile, devaient être obtenues dans les fourneaux qui n’ont point d’ouvrage , sans considérer qué des minérais réfractaires souillés de matières étrangères, exigent, pour donner Un bon produit, un traitement tout autre que les fers spathiques ou les oxides bruns. En fondant de bons oxides rouges, des fers spéculaires et magnétiques , non mélangés de substances nuisibles a la qualité de la fonte , on peut préférer de semblables fourneaux. Moins purs, ces minéîais doivent etre assortis avec des minérais pauvres et fondus dans les fourneaux qui ont un ouvrage. Si, traités dans les foyers larges , tous les minérais pouvaient pioduire un bonne fonte blanche, il serait inutile de se donner tant de peine pour obtenir constamment de la fonte grise.

56 1. Dans les fourneaux sans ouvrages, les étalages sont confondus avec le foyer. Il est évident du reste qu on ne doit pas les classer en fourneaux avec et sans étalagés, parce que la pente depuis le ventre jusqu’au fojei est quelquefois plus douce dans les derniers que dans les premiers*. L’ouvrage devant servir seulement a concentrer et à élever la chaleur, n’est indispensable

* Les étalages s'expriment en allemand par le mot de Hast, provenant de Rasten, séjourner , parce que les minérais sont arrêtes ou retardés du moins dans leur descente sur des plans d’une pente douce. Il serait donc absurde de dire que les fourneaux sans étalages, ont dans cette partie une pente plus douce que les autres. Le T.

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que pour les charbons légers et les minerais réfractaires. Il faudrait lui donner d’autant plus de hatuteu' que les uns sont plus tendres et les autres moins fusibles. En augmentant sa largeur , on rapproche h fourneau de la forme de ceux qui n’ont point d’ouvrage, ce qui diminue sa température.

Comme on ne peut traiter dans ces sortes de loyers que des minérais fusibles et de bonne qualité , les travaux doivent être très-simples , les accidens peu frequens et peu dangereux. Eondus le plus souvent sans aucune addition, ces minérais donnent peu de laitiers , et les laitiers ne sont ni assez visqueux, ni assez chauds pour occasionner des engorgemens dans un foyer, qui d’ailleurs , par sa grande largeur, n est gueres susceptible de s’obstruer; et dans le cas ou ces accidens se présentent, il est facile d’y remédier sans travailler dans le creuset. C’est pour cette raison qu’on peut fermer le devant ou la poitrine du fourneau, et n’y conserver qu’une petite ouverture pour 1 écoulement des matières liquides.

Dans les fourneaux à ouvrage , il en est tout autrement. Les minérais qu’on y traite sont presque toujours réfractaires ; les laitiers qu’ils donnent étant tresvisqueux, sur-tout si la fusion est opérée au coke, s’attachent fortement aux parois de l’ouvrage II faut donc travailler souvent dans l’intérieur du foyer , et pouvoir y pénétrer commodément avec les outils dont on fait usage; pour cet effet, on prolonge le creuset au-dessous delà poitrine , jusque dans 1 intérieur du batiment, en sorte qu’une partie est a jour C est a l’aide de cette disposition qu’on peut atteindre avec de grosses barres de fer à tous les points de 1 ouvrage qui sont â la hauteur ou au-dessous de la tuyere. Ce

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fondage à poitrine ouverte est indispensable pour des mmeiais refiactaires , quoiqu on ne puisse mer (jue les pertes de chaleur ne soient plus fortes que dans le travail a poitrine close. On cherche à diminuei' cette perte en laissant sur la partie du creuset qui est à jour, une couche de scories ou de fraisil.

562. Les fourneaux à ouvrage , dont la poitrine est ouverte, s’appellent hauts fourneaux $ ceux qui n’ont point d’ouvrage et dont la poitrine est fermée, Jlussofen , (fourneaux de fusion), et Stuckofen (fourneaux a masse) : on ne pourrait admettre une autre division scientifique. C’est à tort que , dans certains pays, on appelle hauts fourneaux les flussofen qui ont 20 à 3o pieds d’élévation. Etablir une classification sur une circonstance aussi fortuite que celle de la hauteur, c’est porter la confusion dans le langage et les idées. La plus ou moins grande élévation ne fait rien à la nature de ces foyers ; il existe beaucoup de hauts fourneaux qui sont moins élevés que des flussofen.

Nous avons déjà parlé de la différence des flussofen aux stuckofen ( 35 1 ); ce n’est pas non plus par leur hauteur que dans leur origine ils différaient entr eux , mais c’est plutôt par la largeur du foyer l’étréci davantage dans les premiers, et particulièrement par la manière dont on conduit le travail. Telle est du reste l’imperfection des stuckofen, qu’on ne peut jamais déterminer d’avance l’espèce de produit qu’on obtiendra , puisqu’à côté du fer demi - affiné , il se trouve toujours une plus ou moins grande quantité de fonte.

563. La température se trouve plus élevée dans les hauts fourneaux, lors même qu’ils sont très -petits,

qu’elle ne l’est dans les flussofen. En général, ce n’est pas la hauteur du fourneau , niais c’est la force du vent, la qualité du charbon et la concentration du foyer qui élèvent le degré de chaleur. Il s’ensuit que les cuves des flussofen sont moins exposées que celles des hauts fourneaux aux dégradations qui commencent toujours par le foyer. Si le creuset s’élargit, le haut fourneau s’approche des dimensions du flussofen, la température perd son intensité , la fusion et la séparation des matières deviennent incomplètes ; on ne peut y remédier qu’en reconstruisant l’ouvrage. Quand bien meme les parois sont restées intactes , il faut toujours réparer les étalages : c’est aussi devant la tuyère que se détériorent le plus les fourneaux de fusion qui, d’ailleurs, exigent des réparations semblables.

De la durée des cuves et des foyers dépend celle du fondage; il faut donc se servir pour leur construction, des matériaux les plus réfractaires. On fait ordinairement usage du grès non traversé par des veines ferrugineuses. Quelquefois on emploie aussi le schiste micacé, le talc schisteux, le gneiss et le granit; mais il faut s’assurer d’abord de l’infusibilité de ces roches et être certain qu’elles ne puissent s’égrener par la chaleur. Les grès dont le grain est petit et la pâte réfractaire, doivent avoir la préférence. Lorsqu’il est trop difficile de se procurer ces pierres, on peut construire les parois avec des briques réfractaires fortement cuites, pour en diminuer le retrait; mais ces sortes de cuves ne conviennent pas au minéral calcaiire, qui demande , pour fondant , un mélange de quairtz et d’argile.

564. On doit mettre beaucoup de soin à la construction des parois intérieures , pour égaliser les pierres

DU FER CRU

â leurs jointures et les dresser au cordeau. On se sert pour cet effet, d’un cadre fait d’après la forme de la cuve ou d’un calibre mobile sur un axe qui se confond avec la verticale passant par le centre ; au lieu de mortier, on fait usage d’une pâte liquide d’argile réfractaire. Le succès du fondage dépend en partie des précautions employées dans la construction des parois. On se donne moins de peine pour les stuckofen exposés à un plus faible degré de chaleur et mis hors à la fin de chaque semaine. On ne s’efforce pas non plus de trouver les matériaux les plus réfractaires pour les flussofen et les hauts fourneaux ordinaires ; mais la moindre négligence apportée dans la construction des hauts fourneaux qui doivent être alimentés avec du coke , auraient les suites les plus fâcheuses : les pierres des parois en se fondant , ou si la maçonnerie est mal faite, en se détachant par morceaux , forceraient bientôt d'interrompre le fondage.

565. La seule différence du travail des hauts fourneaux à celui des flussofen et à celui des stuckofen, consiste dans les soins qu’il faut donner aux premiers, pour que la charge des minérais ne soit pas maintenue trop faible ou trop forte, ce qui serait encore plus dangereux ; il en résulterait des engorgemens dans l’ouvrage, auxquels il n’est pas toujours facile de remédier. Les petits fourneaux sont plus sujets aux accidens qui proviennent de la nature des minérais, ou de minérais mal grillés et mal bocardés * , parce

* Mais il est d’autres causes de dérangement qui agissent fortement sur les grands fourneaux : ce sont les variations de l’atmosphere. Toutes choses égales d’ailleurs , il nous semble que les hauts iourneaux de grandes dimensions sont plus difficiles à conduire et

que les causes de dérangement agissent plus fortement sur une petite que sur une grande masse de combustible ; ces accidens doivent donc se renouveler très souvent dans les flussofen et les stuckofen ; nuis on n’en tient aucun compte, à cause de la fusibilité des minérais.

La fusion se fait toujours dans les environs de la tuyère ; le point où elle vient s’opérer s’élève à mesure que la température augmente. Toute la distance comprise entre le gueulard et ce point ne sert doue qu’à préparer et qu’à ramollir les minérais. U est probable que la réduction a lieu au moment même de la fusion elle doit donc s’effectuer plus tôt pour les minérais fusibles que pour ceux qui sont réfractaires et qui exigent une plus forte concentration du foyer. Si en vertu d’une chaleur très-intense , produite par une trop grande quantité de charbon et par un vent trop fort ; ou si , par suite d’une trop grande fusibilité des minérais ou par une trop forte dose de fondant, le point où s’effectue la fusion, s’est trèsélevé , la séparation du fer d’avec le laitier aura lieu à une grande hauteur au-dessus de la tuyere. Arrives ensuite goutte à goutte au milieu du courant d air , l’un est oxidé de nouveau et l’autre refroidi, attendu qu’il n’existe pas de charbon dans cette partie de la cuve , qu’il a été brûlé dans les environs ou s’opérait la fusion, et que le laitier est trop liquide, pour défendre le fer contre l’action du vent. Quelque chaude et quelque grise que soit alors la fonte , quelque légères et quelque peu colorées que puissent etre les

se dérangent plus facilement que les petits j cependant ce n est qu’avec réserve que nous hasardons cette'opinion contraire à celle de M. Karsten. Le. T.

DU FER CRU

scories, bientôt il se manifestera clans le foyer des signes de refroidissement : on obtiendra à la fois des laitiers légers et des laitiers pesans, un faible produit et de la fonte grise*. Le fourneau est alors dans une situation dangereuse, il s’éteindrait si l’on ne venait à son secours.

Si par une surcharge de minérais, par un bocardage défectueux, par un mauvais grillage, ou par manque d’air, le fourneau se refroidit, la réduction ne peut s’effectuer en entier, parce qn’elle commence trop tard; une grande partie du fer reste dans les laitiers malgré les charbons dont il est entouré. C’est entre ces deux extrêmes qu’il faut chercher ce qu’on appelle une bonne allure , une marche réglée; elle est caractérisée par la hauteur convenable où s’effectue la séparation des matières ; on la reconnaît à une certaine consistance du laitier **. L’allure froide arrive le plus souvent avec des minérais réfractaires et des charbons compactes. Le trop d’échauffement du fourneau est plus à craindre avec des minérais fusibles et des charbons qui brûlent facilement.

* Cette fonte peut aussi devenir blanche, comme on le verra par la suite. Le T.

** Nous dirons par conséquent que le fourneau est échauffé ou que son allure est chaude, lorsque le point où se fait la séparation des matières est très-élevé au-dessus delà tuyère, qu’elle est froide lorsque ce point est descendu trop bas. La fonte obtenue dans le premier cas , est pure , chaude , raffinée ; dans le deuxième , elle est impure , crue et blanche. Il faut donc entendre par fonte raffinée, celle qu’on obtient par une séparation parfaite du fer d’avec les laitiers ; elle jouit d’un plus haut degré de pureté que la fonte crue , lorsque les minérais sont souillés de substances nuisibles ; du reste, elle peut être blanche ou grise, mais la fonte crue est toujours blanche. Le T.

La hauteur du fourneau ne peut contribuer immédiatement à elever le point du foyer ou s effectue la réduction-, mais, en raison de sa capacité, la cuve contiendra beaucoup de matières ; la quantité de calorique développée sera très-considérable et la marche du travail deviendra uniforme , parce que les causes nombreuses qui influent sur la température du foyer produiront un effet moins sensible en agissant sur une plus grande masse. Dans les petits fourneaux, au contraire, le plus léger accident fait varier le point cle réduction . En augmentant la hauteur de la cuve , on doit augmenter aussi la force de la machine soufflante ; afin que le vent puisse vaincre la pression qui lui est opposée par le poids de la colonne des matières. Si , dans ce cas , les minérais sont assez fusibles , le point de réduction s’élèvera davantage et la fonte sera plus chaude qu’elle ne le serait si la fusion avait lieu devant la tuyère ; ce qui , d’ailleurs , est un procédé trèsimparfait , parce qu’une partie du métal est oxidée de recbef, tandis qu’une autre n’a pas le temps de se réduire .

On imprimait anciennement aux stuekofen cette marche défectueuse ; et comme la réduction se faisait devant la tuyère , la fonte se décarburait en partie et se rapprochait du fer malléable. On ne peut se rendre raison de la possibilité d’une semblable manière de procéder, que par les interruptions périodiques du fondage, jointes à la fusibilité du minérai. Si, en retirant le fer du foyer, on n’avait eu la faculté do le nettoyer ou d’enlever les matières durcies et attachées aux parois de la cuve , on n’aurait pas pu contin uei le travail sans étouffer \e fourneau. Ce n est en génëial qu’en vertu de cette fusibilité qu on peut adopter

DU FER CRU

une allure si froide , qui , du reste , entraîne une perte de combustible et de minerai ; mais on obtient alors par ce moyen, à cause de la liquidité des scories et de la largeur du foyer, une fonte décarburée, qui, dans les feux d’affinerie, se convertit en fer ductile avec une grande facilité. Si les minerais étaient réfractaires, le fourneau, après s’être dérangé, finirait par s’éteindre. La facile conversion de la fonte en fer ductile, ne peut excuser l’emploi des stuckofen et des petits flussofen ; parce qu’on ne doit pas sacrifier le temps, le charbon et le minérai à la commodité et à l’ignorance des affineurs.

DES STUCKOFEN.

566. L’imperfection des stuckofen (fourneaux à masse) , nous dispense d’en parler avec beaucoup de détail. Ils reçoivent leur nom de la masse de fer aciéreux qui se rassemble dans le foyer et qu’on fait sortir de temps à autre. Il s’ensuivrait qu’on n’aurait dû s’occuper de ces fourneaux que dans la partie de cet ouvrage où nous traiterons de la préparation du fer ductile et de l’acier, si leur place n’était marquée ici par la nature de leur construction et de leur travail. D’ailleurs le fer qu’ils produisent ne peut se mettre en oeuvre ; ajouté à la fonte, il doit être soumis encore aux opérations de l’affinage. Les stuckofen qu’on rencontrait en grande quantité dans la Carnioïe, la Carinthie et la Styrie, ont été remplacés par les flussofen, parce qu’ils occasionnaient une trop forte dépense de matières premières. On les trouve encore dans la Hongrie; ils n’ ont que ro pieds de hauteur; on y suit la méthode esclavonne. J’ignore s’il existe encore des stuckofen en

Allemagne et en France ; il faut espérer que ceux de Schmalcalden cesseront enfin d’attirer l’attention des métallurgistes.

567. Leur hauteur est de 3m à 3m,73 , et quelquefois leur cuve va en augmentant de largeur, depuis le gueulard jusqu'à la sole; mais le plus souvent, ils ont au milieu un ventre; leur forme intérieure est ronde ou carrée. Les parois et la sole sont construites en grès ou en grawwacke , etc., etc. Plus étroits au gueulard que près de la tuyère, ils ont om,78 et même im,io de diamètre au foyer. La pierre de fond reçoit vers le côté de la coulée, une pente de 5 à 8 centim.; il n’existe presque toujours qu’une seule embrasure pour le travail et la tuyère, et, dans ce cas, on retire les soufflets pour faire sortir la masse qu’on enlève par une ouverture de om,63 de largeur pratiquée au niveau du sol et fermée avec des briques et de la terre glaise quand le fourneau est en activité. La tuyère est rarement en cuivre ; on la confectionne en argile ; son orifice n’est pas déterminée d’une manière précise.

Pour commencer le travail , on remplit la cuve de charbons , on ferme le trou de la coulée , on introd uit le feu par la tuyère et l’on fait agir lentement les soufflets qu’on arrête aussitôt que le combustible est enflammé. On souffle de nouveau lorsqu’il s’embr ase au gueulard , et l’on commence alors à charger1 le minérai avec le charbon par lits alternatifs , ou mtêlés ensemble dans les fourneaux qui sont très-petits. La charge de minérai, très -faible d’abord , s’augmemte successivement jusqu’à ce qu’on soit parvenu à la proportion convenable. L’une et l’autre matière s*ont prises à la mesure; mais on fait varier seulemenit la

nu FER CRU. a7

dose de minerai en conservant toujours la même dose de combustible.

Dès que le minerai se présente devant la tuyère, on fait une percée pour l’écoulement du laitier} le fer, traversant les scories qui sont très-liquides, se rassemble sur le fond en une grosse masse appelée Sfuck. Cette percée reste toujours ouverte : on enlève les laitiers de l’usine pour en séparer la fonte qu’ils ont entraînée. Lorsque le fourneau contient déjà une certaine masse de fer, on laisse s’entasser les scories devant le trou de la coulée pour conserver la chaleur dans le foyer. Dans certains pays, on fait plusieurs percées à différentes hauteurs, et l’on remonte aussi la tuyère, à mesure que le fer s’accumule dans la cuve.

Ce qui distingue le travail des stuckofen de celui des hauts fourneaux, c’est que la fonte dépouillée des laitiers a mesure que ces derniers se forment , subit continuellement l’action de l’air.

Après s’être aperçu à travers la tuyère, que le fourneau contient une quantité suffisante de métal, on laisse descendre toutes les matières. Souvent aussi on charge plusieurs fois en charbon seulement, et 1 on arrête le vent des que le combustible arrive seul devant la tuyère. On enlève les scories, on débouche le trou de la coulée en renversant le petit mur de briques qui le fermait, et l’on fait sortir la masse à l’aide de ringards et de crochets. Elle est toujours entourée de fonte liquide appelée en Styrie , graglach.

On aplatit la masse sous un gros marteau pour en faire un gâteau de 8 à 10 centim. d’épaisseur. On la coupe en deux lopins soumis ensuite à de nouvelles

opérations. Pendant qu’on la travaille, d’autres ouvriers s’occupent à nettoyer la sole et l’intérieur du fourneau; à murer le trou de la coulée avec des briques ; à former une tuyère en argile ( si toutefois on n’emploie pas une tuyère de cuivre): à la remettre en place 5 à remplir le fourneau avec du charbon , si l’on a laissé descendre toutes les charges ; dans le cas opposé, on ne ferait que remplir la partie vide. C’est le plus souvent le dimanche soir, qu’on emplit ces fourneaux de charbon ; on les allume le lundi matin et l’on met hors le samedi soir. Mélangés d’une grande quantité de fer qu’on retire par le boeardage , les laitiers en contiennent plus de 3o pour cent à l’état de combinaison; leur couleur est le noir foncé ; preuve évidente de l’imperfection de ce travail.

DES FLÜSSOFEN.

568. Les blauofen ou Jlussofen (fourneaux de fusion), ne différaient pas, dans le principe, des stuckofen. On pouvait s’en servir indistinctement pour l’une et l’autre manière d’opérer. En les employant comme fourneaux de fusion , on rétrécissait quelquefois le foyer; mais la chose essentielle, c’était de laisser sur la fonte une couche de laitier pour la défendre contre l’action de l’air, et de diminuer la dose de minéral par rapport a la charge de chai bon, afin d’élever davantage le point où s’effectue la fusion. Le minéral doit être stratifie par couches al tei natives et non mélangé avec le combustible , comme on le pratiquait quelquefois d,ans les stuckofen.

Convaincu par le travail des stuckofen > que les produits étaient d’autant plus liquides que la cuve était

DU FER CRU

plus haute, on éleva davantage les fourneaux de fusion qui ne devaient donner que de la fonte: leur hauteur fut donc portée de 3 jusqu’à rr mètres; il en est résulté une grande économie de combustible. L’extrême fusibilité des minerais fournit un moyen facile d’empêcher réchauffement du fourneau , parce qu’on peut augmenter la charge sans craindre les engorgeraens du creuset. Si d’ailleurs cet accident se présentait, il suffirait pour y remédier de ralentir l’action des machines soufflantes (opération qui serait bien dangereuse, si l’on réduisait des minerais réfractaires avec du coke), et d’introduire par la tuyère quelques pelletées de quartz pulvérisé: il se formerait tout de suite un laitier liquide et chaud qui dissoudrait les scories durcies et les masses de fer attachées aux parois de la cuve. On tâche, au reste , d’abaisser plutôt que d’é-^lever le point de la fusion, afin de faciliter le travail des affineurs. Si l’allure est un peu chaude, la fonte étant très -liquide traverse promptement le courant d’air, conserve son carbone et devient plus difficile à traiter dans les feux d’affinerie *.

C’est aussi pour ménager la cuve que l’on diminue la chaleur en augmentant la proportion de minérai. Après avoir coulé quelque temps en fonte de blettes , qui doit être très-chaude, on se voit forcé par cette considération de baisser bientôt la température du fourneau. Pour opérer ce changement à l’instant même,

* Si la température du fourneau n’est ni très-élevée ni très-basse , la fonte conservera tout son carbone et deviendra blanche lamelleuse. Si la chaleur est très-intense , la fonte deviendra grise : mais l’une et l’autre espèce sont plus difficiles à traiter dans les feux d’affinerie que la fonte blanche grenue et caverneuse, appelée en Styrie, floss tendres. Le T.

on projette dans le creuset par la tuyère, quelques pelletées de minerai bocardé.

Le fourneau ne se trouve donc jamais trop échauffé , quand on traite ce minérai fusible chargé toujours en trop forte dose pour produire de la fonte grise ; et si cet accident arrivait, il suffirait, pour descendre le point de la fusion et pour dissiper le danger, de donner moins de vent et d’employer les moyens ordinaires de rafraîchir le creuset. Il est évident que la fonte raffinée obtenue par une allure trop chaude, ne se rapproche jamais du fer ductile, comme la fonte crue qui résulte d’une allure trop froide. En augmentant outre mesure la dose de minérai , on rentrerait dans le travail des stuckofen, et comme on ne chargerait jamais purement en charbon , on finirait par arrêter le fondage et par éteindre le fourneau.

569. On ne peut affirmer qu’il existe un maximum de hauteur pour les flussofen ; ce ne serait que dans le cas où la colonne de matières formée par le minérai et le charbon exercerait dans la cuve une si forte pression , que le courant d’air employé à vaincre cet obstacle, devrait être extrêmement rapide ; il pourrait arriver alors que le point de la fusion fût porté trop haut , à cause de la fusibilité des matières composant la charge , et qu’il fût impossible de corriger le mal en augmentant la dose de minérai. Mais l’expérience ne s’est pas encore prononcée sur ce point, ni sur la limite au- dessus de laquelle une augmentation de hauteur ne produit plus aucune économie de combustible. Si la machine soufflante est faible, la cuve reste trop froide dans la partie supérieure , et l’on perd les avantages que procure une plus grande élévation.

En traitant des hauts fourneaux, nous parlerons

DU FER CRU

des rapports qui doivent exister entre la hauteur de la cuve, sa largeur et l’emplacement du ventre.

570. Voici quels sont à peu de chose près les dimensions d’un flussofen de 4m,4o d’élévation : la distance depuis la sole jusqu’au ventre est égale à celle du ventre au gueulard ; la largeur au gueulard est de om,63; celle du ventre de celle de l’extrémité

inférieure de la cuve de omg4.

Un flussofen de 9m,5o d’élévation, reçoit 2 à 2m,5oi8 de diamètre au ventre, im, à la sole et 78 centim. au gueulard. La distance de la sole au ventre est quelquefois de 4m,70, quelquefois de 3“, 14 seulement ; dans le premier cas, il est au milieu, dans l’autre au tiers de la hauteur totale. Ces différences dans les fourneaux n’entraînent pas de graves inconvéniens dans le traitement des minérais qui sont faciles à fondre. La distance de la tuyère au fond de la cuve, est en général de 40 à 47 centim. , la bouche de la tuyère a de 5 à 8 centim. de diamètre.

57 r. Pour réparer un fourneau de fusion , on commence par placer sur une couche d’argile de 16 centim. d’épaisseur, la pierre de fond épaisse de 3i à 34 centim. On l’établit de manière à lui donner une légère pente de la rustine vers le trou de la coulée. On reconstruit ensuite de nouveau, la partie inférieure de la cuve. Anciennement on n’employait pour matériaux que de l’argile : on se sert aujourd’hui du grès , si les fourneaux ont une certaine hauteur ; les pierres dressées au cordeau, placées sur leurs lits de carrière et rangées par assises, doivent aboutir et se lier parfaitement à la partie intacte des parois. En construisant ce muraillement , on ménage une ouverture pour la tuyère et une autre pour la coulée;

3a QUATRIEME SECTION.

celle - ci a 3g centim. de largeur sur 63 centim. de hauteur, à compter de la sole; mais on la réduit à 18 centim. de largeur après avoir achevé toute la construction.

Une cuve dure ordinairement deux à trois ans avant qu’il soit nécessaire de la reconstruire à neuf; c’est dans les environs de la tuyère qu’elle se détériore le plus: on est obligé , à la fin de chaque campagne terminée au bout de 5 à y mois , de réparer le foyer et de remplacer la pierre de fond.

Lorsque la réparation est achevée, on dessèche le fourneau. Pour cet effet, on bouche le gueulard presqu’en entier; ou brûle d’abord du bois devant la poitrine et l’on finit par porter le feu dans l’intérieur de la cuve. Après avoir chassé l’humidité, on s’occupe à nettoyer la sole, à placer la tuyère, et à fermer avec des briques la partie supérieure du trou de la coulée , de manière qu’il ne reste qu’une ouverture pour l’écoulement de la fonte et du laitier, ouverture qu’on bouche après chaque coulée avec de la terre glaise. Le charbon dont la cuve est remplie en entier ou en partie, brûle doucement pendant plusieurs jours. Après cela on charge en minérai , on fait agir les soufflets avec lenteur et l’on continue de remplir de minérai et de combustible le vide qui se forme au gueulard ; les charges de charbon sont constantes , on fait varier seulement la dose de minérai.

Dès que le métal et le laitier arrivent dans le foyer , on procède à la première coulée ; ou bien on commence simplement à se débarasser dulaitier. Lafontese répand dans des moules plats ou, si on veut la diviser en blettes par l’arrosage, on la fait couler dans un bassin qu’on pratique dans du sable mélangé avec du fraisil,

DU FER CRU

mais alors elle doit être très- grise *. ta fonte répandue dans le moule s’appelle Jloss ; ce qui a donné à ces ioumeaux le nom de flossofen.

tes variations dans les charges dépendent de la ' "atUre ,s mmérais et de la qualité du combustible; orsque les charbons sont durs, secs, sans être en trop gros morceaux, que les minérais sont fusibles, non scelles et bien grillés, il faut en augmenter la ose. On en voit la nécessité, soit à la tuyère qui, pour lors, est claire et brillante; soit au gueulard ont la flamme vive, vacillante et terminée en dard, nesl pas accompagnée de fumée ; soit à la fonte qui est très-chaude et conserve long-temps sa fluidité; soit aux laitiers qui sont très- peu colorés et qui, arroses avec de l’eau, deviennent caverneux comme a pierre ponce. On reconnaît les signes d’une surcharge de minerais avec la même facilité : la tuyère s obscurcit , son museau se recouvre de laitiers e{ de netal durcis, formant une espèce de tube qu’on appelle nez, la fonte, qui coule lentement, estmatte; l^flai- 1ers sont épais , foncés en couleur et pesans ; la flamme

Sr très-forte et accompagnée de beaJup de fumee. Si en meme temps, les charges descendent inégalement , il devient nécessaire de corriger l’allure du fourneau.

H arrive quelquefois que la fonte et la flamme

gèm^t quo"e Pf en'ent aUCU“ ind«o àe dérangement, quoique la tuyère s’obscurcisse et que les

ai rers soient trop visqueux : cct effet ne provient

“ur: si R fonte Vét,np**e ’dleTeT''1”'* i,SneS dVl>ais

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que des minerais mal grillés ou chargés en trop gros morceaux; on y remédie en donnant plus de -vent pour élever le point de la réduction.

57a. On ne fait écouler les laitiers séparément que dans le cas où le fourneau est dérangé -, à moins que les minérais ne soient pauvres ou qu’ils n’aient besoin de fondans, parce qu’il se forme alors une plus grande masse de scories. Si l’on veut mettre la fonte sous forme de floss , on coule toutes les deux ou trois heures Pour la convertir en blettes , on la conserve plus Ions-temps dans le fourneau, afin d’en remplir le bassin qui doit la recevoir. La percée se fait au niveau de la sole; on ferme le trou avec un tampon de terre, aussitôt que la matière est sortie du creuset. L’eau projetée sur la masse liquide, fait figer les laitiers qui surnagent dans le bassin; on les enlève avec des crochets de fer et on les porte sous le bocard , par ce qu’ils contiennent encore une grande quantité de fonte, qu’on estime à plus de 6 pour cent. Comme les floss sont aspergés d’eau et refroidis le plus tôt possible , on devrait préférer l’emploi des moules de fer a celui des moules en sable, renouvelés chaque fois et confectionnés avec soin.

Le travail du fondeur est extrêmement facile; ü consiste à nettoyer la tuyère avec un crochet et a détacher de temps à autre, avec le ringard, les matières qui se durcissent dans l’intérieur de la cuve Les laitiers visqueux attachés à la tuyere , prouven seulement que les minérais sont difficiles a fondre , mais s’il se forme aussi du fer affiné, c’est une preuve que le point de la réduction est trop bas.

1 On ne donne point de vent pendant la coulee , afin de ménager le creuset et de ne pas être incommode

DU FER CRU

par la flamme. On peut, ou mettre une plaque de fer devant la buse, ou bien arrêter le mouvement des machines soufflantes. Le grand nombre des coulées est une suite de la fusibilité des minérais , de la marche plutôt froide que chaude imprimée au fourneau, et de la largeur du foyer; parce que les scories, si elles étaient retenues dans le creuset , deviendraient trop épaisses, et ne se laisseraient plus traverser par les gouttes métalliques.

573. La fonte très -raffinée obtenue de minérais spatbiques, est d’une couleur plus ou moins rouge en sortant du fourneau, coule avec une extrême liquidité et forme après le refroidissement, des surfaces concaves, parce que les bords se refroidissent plus promptement que le centre *. Tenace, un peu malléable, grise à sa cassure et à facettes, elle ressemble, sous tous les rapports, à la fonte grise ordinaire. Le laitier est liquide, léger, d’une couleur claire et d’un aspect vitreux. On ne cherche pas à obtenir un fer cru de cette nature , parce que des minérais non souillés de substances nuisibles sont traités avec plus de bénéfices pour fonte blanche ; il en résulte une économie de charbon dans le haut fourneau, ainsi que dans les feux d’afïinerie **.

* On a voulu attribuer cet effet au retrait, quoiqu’il soit prouve' que la fonte , en passant de l’état liquide à l’état solide , se dilate au lieu de se retirer. La seule explication qui me paraisse admissible, c’est que cette fonte sortant avec une grande vitesse du creuset, forme en coulant, une surface concave, à cause de sa liquidité, et conserve cette surface, parce que les bords se refroidissent très-promptement. Le T.

** Ceci ne peut s’appliquer qu’aux minérais manganésifères ; les autres, quelle que soit leur pureté, ne doivent être traités que pour fonte truilée. Le T.

La fonte mêlée ou truitée, sort aussi du fourneau avec une couleur rouge , mais elle se refroidit plus vite que l’autre, etconserve par conséquent une surface plane *. Sa cassure, dont le fond est blanc, se trouve parsemée de petites taches grisâtres : plutôt rayonnante que lamelle use , elle est , d’ailleurs , plus dure , plus aigre et plus sonore que la fonte raffinée. Le laitier, sans cesser d’être vitreux , devient pourtant plus compacte et plus coloré. Du reste, ce n’est pas non plus avec intention qu’on obtient ordinairement cette espèce de fer cru : on imprime au fourneau une marche plus froide , ou ce qui revient au même , on abaisse encore le point où s’opère- la réduction.

La fonte blanche , qui, en sortant du fourneau, paraît moins rouge que la fonte truitée , est aussi moins liquide et se refroidit très-vite en jetant des étincelles. Sa surface est très -rude après le refroidissement, sa cassure blanche , brillante et plutôt lamelleuse que rayonnante. Quoiqu’ aigre , cette fonte crue est un peu tenace 5 elle le devient davantage a mesure qu elle se rapproche de la fonte blanche pâteuse dont il seia question tout à l’heure. Le laitier reste encore vitreux, mais sa couleur est le vert foncé ou le bleu noirâtre. Obtenu avec des minérais réfractaires, un semblable fer cru occasionnerait un engorgement du creuset ; il faudrait donc changer l’allure du fourneau et remonter alors le point de la réduction. Ce danger n’existe pas si les minérais sont fusibles et s’ils sont traités dans les flussofen. C’est cette espèce de fonte qu’on cherche alors à obtenir; on donne aux chat-

* N’étant pas aussi liquide que l’autre , la matière fluide n’est pas refoulée avec autant de force vers les bords. — * Voyez la note précédente. Te T.

DU FER CRU

bons la plus grande dose de minerais qu’ils peuvent porter. Il serait même facile de remédier aux suites d’un refroidissement plus considérable.

Une plus forte surcharge de minérais produit la fonte blanche matte ou pâteuse , qu’on appelle floss tendre , pour la distinguer des deux espèces précédentes qui reçoivent le nom de Jloss durs. Elle est très-épaisse et d’une couleur blanche en sortant du fourneau, coule avec lenteur, jette des étincelles avec beaucoup de bruit, se fige très- vite et présente alors une surface rude et inégale. Dans sa cassure, qui est paifaitement compacte, on voit une foule de trous et de soufflures ; cette fonte qui a perdu son aigreur est aciéreuse, et donne cependant au feu d’affinerie plus facilement du fer que de l’acier. Le laitier est trèsvisqueux, d’une couleur foncée et plutôt pierreux que vitieux. Maintenu dans l’allure qui produit cette espece de fer cru, le fourneau finirait par s’éteindre.

574. Si , au bout de 6 à 8 mois, l’intérieur du fourneau se trouve aggrandi et la pierre de fond rongée, de maniéré que sa distance à la tuyère soit de 80 à p4 centim. , on doit cesser le fondage, parce que la îéduction du minérai devient trop imparfaite dans un si large foyer. On ne peut obtenir alors de la fonte giise qu en diminuant fortement la charge ; les résultats deviennent incertains; les laitiers contiennent beaucoup de fer, quelle que soit la marche du fourneau; le travail est donc désavantageux. Mais il s’ensuit qu’on devrait rétrécir la partie inférieure de la cuve et la construire avec des matériaux plus réfractaires; ce serait un moyen infaillible de faire une économie de charbon, si toutefois les pierres employées à la construction pouvaient supporter le degré de chaleur qui

régnerait alors dans le foyer. On dut écliouer lorsqu’on en diminua la largeur et qu’on fit usage des mêmes matériaux. L’emploi d’un courant d’air plus rapide (si l’on est à même de pouvoir augmenter le vent) n’offre qu’une faible ressource pour compenser l’élargissement du foyer : ce moyen ne peut meme s’appliquer dans le cas où l’on travaille avec des charbons légers.

5y5. Le fourneau étant arrête, il reste dans le tond de la cuve une fonte aciéreuse appelée renard ; ce n’est qu’après l’avoir détachée qu’on procède à la réparation du creuset. L’uniformité de la marche du travail prolonge la durée du fondage.