DE LA. REFONTE DU FER CRU DANS DES FOURS A RÉVERBÈRE

742. Un four à réverbère (pl. 4, fig. 24, 25, 26 et 27) se compose de trois parties principales : la chauffe avec la grille A, le foyer de la fusion B et la cheminée C. La sole et la grille sont couvertes par une même voûte. La cheminée se trouve placée de manière que la flamme et les gaz doivent traverser tout le foyer pour s’échapper; au lieu d’être immédiatement au-dessus de l’espace B , la cheminée est mise en communication avec ce dernier, à l’aide d’un canal incliné qu’on appelle rampant ou échappement. Cette disposition est indispensable lorsque deux fours sont adossés à une seule cheminée.

La sole du four à réverbère se trouve établie , ou sur un massif de maçonnerie , ou sur une voûte , ou bien sur des plaques de fonte cia, fig. 26, qu’on peut enlever et replacer avec facilité. Ces plaques reposent immédiatement sur les murs latéraux ou bien sur des linteaux de fer.

La voûte doit etre confectionnée avec beaucoup de soin et doit recevoir une inclinaison semblable à celle de la sole , afin que la flamme puisse échauffer la fonte suffisamment, dans toute la longueur du foyer, et que le métal liquide soit entretenu à une température assez élevée pour ne pas s’épaissir. On couvre la voûte avec du poussier , sur lequel on applique ensuite une couche d argile , de sorte qu’elle paraisse plane à l’extérieur. Le but de cette couverture est de garantir la maçonnerie des chocs accidentels et sur-tout d’empecher la dissipation de la chaleur.

74^. Il règne souvent dans le four à réverbère une haute température. On doit donc le construire avec les précautions nécessaires pour que la maçonnerie ne soit pas rompue. Le moyen de consolidation usité, consiste dans une enveloppe de plaques de fonte retenues entre elles par des tirans et des boulons ; mais ils ne peuvent empêcher les crevasses, sur -tout lorsque dans un four nouvellement construit , on donne un coup de feu trop violent.

Un four à réverbère placé en plein air , et dont une des faces seulement, celle du creuset, se trouve dans l’interieur de l’usine , doit être couvert ou mis à l’abri des eaux pluviales.

744* Le courant d’air libre qui , dans les fours à réverbère , active la combustion , est dû à la dilatation de l’air intérieur. C’est dans la cheminée que le fluide

DU FER CRU

élastique est raréfié par la flamme, par la fumée et même par l’acide carbonique au moment où il se forme. Il s’ensuit qu’il doit exister un certain rapport entre la grille, la sole et la cheminée, pour que dans ces foyers on puisse produire le plus haut degré de chaleur.

On peut admettre en général, que la température est proportionnelle à la surface de la grille et à la hauteur de la cheminée. Il faut donc qu’on les fasse varier avec les dimensions du foyer; car les fours à réverbère ont des capacités bien différentes : il en est dans lesquels on ne peut fondre que 800 kilog. de fer cru, et d’autres peuvent en recevoir 3ooo.

Si l’on connaissait la durée de la combustion qui correspond au maximum d’effet que le charbon peut produire, on pourrait donner par tâtonnement à la grille et à la cheminée , des dimensions telles que dans le temps relatif à ce maximum d’effet , il se consumât une quantité déterminée de combustible. Quand la combustion est lente, l’air environnant absorbe une trop grande partie de la chaleur; d’un autre côté, lorsqu’elle est trop rapide, il est probable que le combustible ne produit pas tout son effet , parce que le calorique a besoin d’un certain temps pour pénétrer les corps. On ne connaît pas encore la durée de la combustion qui produit le plus d’effet ; on ignore également si ce temps est le même pour tous les charbons. Quant aux combustibles qui brûlent avec flamme et qui contiennent différentes quantités de carbone, tels que le bois , la houille , la tourbe , il est plus que probable qu’employés à la fusion des métaux , ils doivent être brûlés dans des temps inégaux pour développer le maximum de chaleur.

On est disposé à croire que le fer cru doit se liqué-^fier aussi facilement dans les fours k réverbère qui sont grands , que dans ceux qui ont une petite capacité ; cependant il n’en est pas ainsi : probablement parce que dans ceux-là les dimensions de la chauffe et de la cheminée sont trop faibles par rapport à celles du foyer. Dans les fonderies ou l’on coule de très-grosses pièces qui nécessitent l’emploi de plusieurs fourneaux, il est très- essentiel que la fonte se liquéfie dans tous les foyers en même temps , afin qu’on ne soit pas forcé de la tenir plus long- temps en bain dans un fourneau que dans un autre, ce qui nuirait à l’homogénéité du métal dont la pièce serait composée. Si donc l’on sait par expérience que la fusion est plus rapide dans l’un des fours, on doit l’allumer plus tard.

y45. On a reconnu que les fours à réverbère activés avec de la houille et destinés à fondre du fer cru, produisent le plus d’effet avec la plus faible consommation de charbon, si la surface de la grille et celle de la sole sont entre elles dans le rapport de 2 à 7 , si la grille est à l’ouverture du rampant comme 5 * 1 , et si la cheminée a pour le moins 1 im,3o d’élévation. Comme ces données ne sont du reste que des résultats d’expériences, il serait à désirer que ces sortes d’observations ne fussent recueillies que par des hommes instruits et versés dans cette partie.

Le plan de la cheminée pourrait être égal à la section du rampant, mais il est d’ordinaire un peu plus grand; cependant il ne devrait jamais dépasser le quart de l’aire de la grille : en le faisant plus étendu, on manque le but qu’on se propose.

746. Il importe que l’air extérieur puisse affluer librement sous la grille. Si donc le fourneau est placé

DU FER CRÛ. 19

dans l’usine, la chauffe doit être au dehors; il serait avantageux même qu’elle fût tournée vers le nord et qu’il n’y eût point d’autres bâtimens dans le voisinage. L’espacé qui eât sous la grill e doit être assez vaste et assez profond pour que les cendres et les charbons embrasés, passant à travers les barreaux, ne puissent pas échauffer et dilater l’air affluant. On creuse pour cette raison le sol naturel ; mais il vaudrait mieux encore que les matières enflammées pussent s’éteindre en tombant dans un réservoir d’eau ; on y gagnerait doublement : l’air eii serait rafraîchi et les escarbilles , qui , d’ordinaire , se consument en pure perte , pourraient servir ensuite pour les forges de maréchal ou pour le grillage des minérais.

Les barreaux sont ordinairement en fonte : on ne les fait en fer forgé que lorsqu’ils doivent être trèsminces, parce que le fer se dejette moins facilement que la fonte , qui en se tourmentant perd d’ailleurs la couche d’oxide dont elle est couverte et s’use alors très- vite ; mais des barreaux assez épais pour ne pas se courber, durent plus long-temps , s’ils sont en fonte que s’ils étaient en fer forgé, parce que le fer cru est moins oxidable que le fer affiné. Leur écartement dépend de la grosseur des fragmens de houille qu’on emploie. On doit craindre toutefois d’espacer les barreaux trop fortement , parce qu’ils laisseraient tomber la houille et qu’il se formerait sur la grille des espaces dégarnis, qui donneraient entree à l’air froid et non décomposé ; ce qui serait extrêmement nuisible à l’opération. Des barreaux trop rapprochés retiennent les cendres, qui ferment alors le passage à l’air, quelque soin qu on prenne pour nettoyer la grille. L’écartement le plus convenable est de 7 à 10 millimètres : c’est 11 a5

i94 QUATRIEME SECTION.

d’après cette quantité qu’on doit calculer la grosseur des têtes des barres *. Ces têtes servent à régulariser la position des barreaux.

747. Tant que le fourneau est en activité, les barreaux sont rafraîchis suffisamment par l’air froid qui afflue sous la grille ; mais ils commencent à s’échauffer et à souffrir après la fusion , lorsque l’équilibre de l’air se rétablit. Il faut donc les enlever aussitôt que la coulée se trouve achevée.

Comme l’air ne doit entrer dans la chauffe qu’à travers la grille, il faut qu’elle joigne aux parois du mur, et qu’il ne reste entre les têtes des barreaux et la traverse x , fig. 26 et 27, qui sert de support à la voûte, que l’espace dont on a strictement besoin pour placer et pour retirer les barreaux.

748. On charge la grille par une ouverture Z, fig. 24 et 25, qui, pour plus de commodité, se trouve évasée en dehors. Elle doit être assez grande pour que le chargeur puisse répandre le combustible sur toute la grille. Cependant il devient difficile de fermer cette ouverture hermétiquement , quand elle est grande ; l’air froid pénètre alors dans l’intérieur du four et diminue le tirage. On la bouche avec du petit charbon ; c’est un moyen de la fermer mieux qu’avec un battant de porte. Si le four à réverbère a de grandes dimensions, on y introduit la houille par deux trous semblables pratiqués aux deux faces opposées.

749. Le pont b , fig. 24, 26, qui sépare la grille du foyer, a pour but d’empêcher la houille de se

* Ou bien 1 épaisseur des dents de la crémaillère qui reçoit les barres. Le T.

DU FER CRU

mêler avec la fonte et de préserver le métal du contact immédiat de l’air. Sa hauteur est de 8 à 24 centim. Trop bas, il ne protège pas le fer contre l’oxidation; trop élevé, il en retarde la fusion. De petits fours, dans lesquels la chaleur n’est jamais aussi intense que dans des fours de grandes dimensions , doivent avoir des ponts plus bas. Confectionnée avec les matériaux les moins fusibles, cette espèce de barrière doit être entretenue en très -bon état: les ouvriers la dégradent quelquefois en plaçant la fonte sur la sole.

75o. On a souvent changé la forme et les dimensions de la sole : elle a été tantôt rectangulaire , tantôt elliptique ou composée de plusieurs lignes droites ou courbes. On a donné à la sole une plus grande largeur qu’à la grille, ou bien on a fait un ventre au milieu de sa longueur ; mais la forme la plus naturelle et la plus commode à exécuter, serait celle d’un trapèze dont le plus grand côté tourné vers la grille, aurait une largeur égale à celle-ci , parce que la chaleur diminue toujours à mesure qu’on s’éloigne de la chauffe. L’élargissement du foyer vers le milieu de sa longueur, ne présente aucun avantage , et nuit à la solidité de la construction. Il est d’ailleurs déraisonnable d’augmenter les dimensions du foyer en un point où le degré de chaleur n’est pas le plus élevé.

75 r. La sole reçoit une inclinaison pour l’écoulement des matières liquides ; une partie en est pourtant horizontale , celle sur laquelle on place le fer cru , qu’on rapproche le plus possible du pont : celte partie qui ne s’étend que jusqu’au quart de la longueur totale de la sole , se nomme V autel. Une pente trop rapide offrirait le double désavantage de laisser descendre

j96 QUATRIEME SECTION.

dans le creuset des matières demi- fondues, qui refroidiraient la masse liquide , et de soustraire le bain h l’action de la flamme et de la chaleur. Une pente trop douce ralentirait l’écoulement de la fonte et favoriserait l’oxidation * : il parait qu’un angle de 20 à 240. avec l’horizon , forme l’inclinaison la plus avantageuse.

752. La substance employée pour la confection de la sole doit être très-réfractaire. Les cendres d’os serviraient parfaitement à cet usage , si la grande quantité dont il faudrait se pourvoir n’en rendait l’emploi impossible. La meilleure matière est le sable quartzeùx le plus pur, mêlé avec de l’argile réfractaire dans des proportions telles que le mélange reçoive assez de cohérence pour être damé. La' couche de la terre dont on confectionne la sole doit avoir 1 5 à 16 centimètres d’épaisseur j elle repose sur une maçonnerie quelconque. Il est cependant avantageux que les matériaux employés à la construction de ce mur ne soient pas trop compactes, afin que l’humidité puisse s’échapper par le bas sans occasionner de crevasses '**.

753. Le fer cru refondu se rassemble à l’extrémité inférieure de la sole, dans une cavité formant le creuset, où la flamme l’entretient à l’état liquide. Au point le plus bas de ce creux, on ménage une ouverture m, fig. 24 et 26, qui traverse le inur antérieur, et qui, fermée durant la fusion avec de la terre mêlée de fraisil, n’est ouverte que pour la coulée. Si, au lieu de couler la fonte, on veut la puiser, on introduit les poches dans le fourneau par une ou-

* D’ailleurs, si la pente est trop douce, la fonte s’affine et devient trop épaisse. Le T.

** C’est pour cette raison qu’on établit ordinairement la sole sur tin remblai de briques concassées. Le T.

DU FER CRU

verture carrée O, fig. 26, qu’on referme chaque fois, afin de 11e pas trop refroidir le bain. On pratique dans la porte un petit ' trou , au moyen duquel on observe la marche du fourneau et qu’on bouche ensuite avec un tampon d’argile. Quand on veut puiser la fonte , il faut que le creuset soit plus profond qu’il ne l’est quand on la fait couler, afin qu’on puisse le vider entièrement.

754. On introduit le fer cru dans le fourneau par une ouverture q , fig. 24, 2,5 et 2 6, fermée durant la fusion par une porte en fer r, qu’on enduit à 1 intérieur d’une couche d’argile , pour l’empêcher de se fondre ou de se détériorer par l’oxidation. Cette porte qui se meut dans une rainure en fer, est soulevée au moyen d un balancier chargé de contre-poids, afin que la manoeuvre puisse s’exécuter avec facilité. Lorsque le fourneau est à feu, on jette contre la porte du sable sec pour intercepter le passage de l’air atmosphérique.

755. La voûte reçoit une hauteur telle que l’aire de la coupe faite à l’extrémité la plus large du foyer, soit tout au plus égale aux trois quarts de la grille. La hauteur de la voûte dépend donc de la largeur de la sole et de l’aire de la chaufTe. Si on 1 élevait davantage , on ne pourrait concentrer la chaleur ; si on l’abaissait , on serait gêné en chargeant le fourneau. Construite en briques très - réfractaires , elle doit etre executée avec soin. Son inclinaison est réglée par celle de la sole , ou , ce qui revient au même , sa hauteur ne varie point ; mais on ferait mieux de l’abaisser vers le creuset , parce que la chaleur va toujours en diminuant, a mesure que la flamme avance vers la partie antérieure du fourneau.

i98 QUATRIEME SECTION.

Une voûte bien construite doit résister à plus de çent fondages; mais quelquefois on est obligé de la reconstruire après le dixième.

75 6. Bien que nous ayons fixé déjà ( 745 ) le rapport qui doit exister entre la surface de la sole et celle de la grille, nous devons faire observer encore que la largeur et la longueur du foyer doivent être déterminées Tune par l’autre, de manière que le combustible puisse produire son maximum d’effet. Un foyer trop court est traversé trop rapidement par la flamme *, une partie de la chaleur est perdue alors : si la distance de la chauffe à la partie antérieure du feu est trop considérable , la fonte se refroidit. Il paraît qu’en refondant le fer cru avec de la houille, le rapport entre la longueur et la plus grande largeur devrait être comme 3 * 1 , mais dans les fours employés en Silésie, il est ordinairement comme 1 1 . 4-

y5y. Le rampant ou le canal qui conduit la flamme dans la cheminée, se trouve ménagé dans le mur antérieur du four, à l’endroit le plus éloigné de la chauffe, afin que la flamme puisse parcourir tout le foyer. Dans les fours' à réverbère qui n’ont point de rampant, la voûte est percée d’une ouverture où la cheminée aboutit immédiatement. Il serait d’autant plus inutile d’évaser le rampant, qu’il a presque toujours la même largeur que la cheminee. Les briques qui en bordent le contour doivent être très- réfractaires pour ne pas entrer en fusion. Ce conduit ne doit jamais déboucher ni sur une face latérale du four, parce que la flamme serait attirée exclusivement vers ce côté , ni immédiatement au-dessus du trou de la coulée, parce que la flamme agirait avec trop d’énergie sur le bain et que le rampant générait d ail—

DU FER CRU

leurs les ouvriers dans leur travail. Il faut donc le pratiquer dans le milieu et à l’extrémité antérieure de la voûte.

758. La dilatation de l’air est d’autant plus imparfaite et le tirage d’autant plus faible, que la cheminée ou le rampant est plus large. C’est pour cette raison que dans les fours à réverbère qui ont une large cheminée, on ne pourrait produire un haut degré de chaleur, en y brûlant même une grande quantité de combustible. Si la cheminée et le rampant sont trop étroits, l’air raréfié ne peut s’échapper assez promptement, ce qui nuit également au tirage. Il est vrai que dans ce dernier cas on perd moins de chaleur ; mais , comme la combustion est très-lente, la température ne peut s’élever au degré nécessaire pour liquéfier la fonte. Si l’on voulait ne chauffer qu’au blanc ou fondre des métaux moins réfractaires , on devrait employer un rampant moins large , eu égard à la surface de la grille ; le contraire arriverait, si l’on disposait d’un fer cru difficile à fondre. Cependant il ne faudrait pas dépasser une certaine limite qui 11’est pas encore bien connue.

Serait-il possible de produire dans les fours à réverbère , un degré de chaleur suffisant pour liquéfier le fer ductile? c’est ce qu’on ignore encore.

75g. Dans la construction des fours à réverbère, la cheminée est la partie la plus dispendieuse , parce qu’elle doit avoir quelquefois r 5 à 1 6 mètres de hauteur et au-delà, sur-tout lorsqu’il existe dans le voisinage des bâtimeus élevés, qui gênent le mouvement de l’air. Les cheminées établies sur de larges fondations sont consolidées encore par des tirans en fer, afin qu’elles puissent résister aux ouragans. Les murs re-

2oo QUATRIEME SECTION.

coivent un retrait pour ne pas exercer une trop forte pression sur la base. La partie intérieure soumise quelquefois à un haut degré de chaleur , doit être en briques réfractaires , car il n’est pas rare que la flamme paraisse au-dessus des cheminées qui ont jusqu’à 16 mètres d’élévation.

Le tirage devient plus fort à mesure qu’on augmente la hauteur des cheminées , parce que la pression de l’air atmosphérique est plus faible dans les régions supérieures , et que l’air dilaté , en débouchant de ces conduits élevés , éprouve moins de résistance. C’est pour cette raison que l’on ne pourrait employer des cheminées horizontales , quoiqu’elles fussent moins dispendieuses à construire et qu’elles pussent servir aussi comme conduits de chaleur.

Dans les cheminées qui ont une grande largeur , la dilatation est non-seulement très-imparfaite , mais il s’y établit aussi deux courans d’air-; dont l’un, composé d’air atmosphérique , descend , tandis que l’autre qui se forme de l’air dilaté , remonte ; le tirage est dans ce cas incertain et faible. Ainsi , en n’établissant qu’une cheminée pour plusieurs fours, ce qu’on fait très -souvent à cause de la cherté de leur construction, on doit diviser l’intérieür de ces conduits en autant de coinpartimens qu’il y a de foyers ; car si la largeur de la cheminée se trouvait être calculée pour un seul four, on ne pourrait en mettre plusieurs à feu ; et si elle l’était pour deux, il faudrait toujours les activer à la fois : dispositions vicieuses qui contrari raient les travaux de la fonderie *.

* Voyez aussi pour la construction des fours à réverbère, les annales des mines, tome 2, p. 129.

Il nous semble que les considérations qui déterminèrent l’auteur

760. Le fer cru qu’on veut liquéfier ne devrait être employé en pièces ni trop grosses ni trop minces ; ce qu’il y a de jflus préjudiciable, c’est de charger à la fois les gros et les petits morceaux. Les premiers fondent lentement et doivent être exposés long- temps' à la flamme. Le défaut des petits fragmens est d’offrir beaucoup de surface et d’entraver, s’ils sont plats, le passage de la flamme. La forme la plus avantageuse qu’on pourrait donner au fer cru pour le refondre , serait de le couler en barres de 7 à 10 centimètres d’équarrissage.

Si l’on est forcé de refondre à la fois des morceaux de différentes grosseurs , on doit placer ceux qui sont minces immédiatement sur l’autel, mettre les autres

de cette note à élargir le rampant, parce qu’il Se proposait de faire usage de bois au lieu de houille , auraient besoin d’être modifiées. On peut admettre en principe , que si l’aire d’une section perpendiculaire aux arêtes du rempant est très-grande, le fourneau donne peu de chaleur; à mesure qu’on rétrécit le rampant, la température du foyer s’élève davantage; enfin, elle arrive à son maximum : en rétrécissant encore ce canal, on diminue l’activité de la combustion et 1 on fait baisser la température. Supposons maintenant que l’aire de la section du rampant qui correspond au maximum d effet produit, ait été déterminée rigoureusement pour une espèce de combustible donné, tel que la houille par exemple; et supposons en outre qu’on veuille substituer le bois au combustible minéral, ce qui serait du reste vicieux, si l’on ne changeait pas les dimensions de la grille; mais faisons cette hypothèse, parce qu’elle est conforme à ce qui a été pratiqué. Nous disons, fondé sur ce qui précède , qu’il faudrait alors diminuer plutôt la section de l’échappement que de l’augmenter, puisque le bois brûle plus facilement que la houille et qu’il produit moins de calorique: il serait donc nécessaire de retenir la chaleur davantage dans le foyer, et il ne serait point nécessaire, pour activer la combustion suffisamment, d’ouvrir à la flamme un aussi large passage que dans la première supposition. Le T. *

pardessus et le plus près possible du pont où la chaleur est le plus intense. C’est pour la même raison que la gueuse grise doit être placée au-dessus de la blanche, si toutefois celle-ci est rayonnante ou lamelleuse, car la fonte blanche grenue est plus réfractaire encore que la grise.

-761. Il faut une certaine habitude pour bien charger le four : on ne doit ni trop serrer les fragmens de fonte , afin que la flamme puisse trouver un passage, ni laisser de trop grands interstices entre les morceaux , afin de tirer tout le parti possible de la capacité du foyer. Si d’ailleurs la flamme passe trop librement entre les fragmens , elle donne peu de chaleur et produit une forte oxidation. En refondant des barres régulières coulées exprès, il suffit de les disposer en forme de grilles, et de manière que la rangée inférieure soit appuyée sur des supports de briques réfractaires, au lieu de toucher l’autel immédiatement. Il est bien plus difficile de charger des morceaux irréguliers, parce qu’on ne doit jamais s’écarter des règles que nous venons de prescrire.

1762. Le fer cru éprouve aussi un changement dans sa composition, en se liquéfiant. Cetneffet est d autant plus marqué que la fusion est plus lente. Expose long-temps à l’action de la flamme et de la chaleur blanche, la fonte se couvre à la fin d’une couche d’oxide si épaisse , qu’on ne peut liquéfier la partie intérieure que par un coup de feu des plus violens , et lorsqu'on est parvenu a la mettre en fusion, elle s’écoule en laissant sur l’autel une enveloppe creuse , qui conserve la forme du morceau chargé dans le four et qu’on appelle carcas. La couche extérieure de cette enveloppe est une substance semblable aux

DU FER CRU

battitures : c’est un oxide ; mais les couches intérieures se composent de fer plus ou moins ductile.

La fonte rouillé e donne souvent des carcas trèsépais. Il suit de là que si l’on ne parvient pas à produire une chaleur rapide, on éprouve une perte considérable, sur -tout en refondant des plaques de peu d’épaisseur.

Les deux espèces de fer cru ne se comportent pas de la même manière : la fonte grise résiste plus longtemps à la chaleur blanche sans éprouver de changement ; elle finit par perdre sa force de cohérence , sans devenir aigre ; entrée ensuite en fusion , elle devient plus épaisse qu’elle ne l’est ordinairement, paraît extrêmement rouge et se fige très- vite. Refroidie, elle présente une cassure grise et à facettes, et ne possède plus qu’une faible ténacité, quoique ses parties séparées semblent être ductiles. La fonte blanche chauffée sous une couche d’oxide, perd de son aigreur , devient plus réfractaire et prend une texture grenue. Mise après cela en fusion, par un très-haut degré de chaleur, elle est très- épaisse, se fige à l’instant et prend une cassure grise, claire et grenue.

Quand le travail suit une marche si incertaine, il reste beaucoup de fer sur l’autel sous forme de carcas , et la perte est très-considérable, à cause de l’oxidation qui a lieu avant et même après la fusion, attendu que le métal ne coule que très-lentement dans le creuset.

763. On nuit donc à l’une comme à l’autre espèce de fonte, en élevant la température du four avec trop de lenteur : on éprouve un grand déchet ; la gueuse grise perd sa résistance, et la fonte blanche devient si épaisse qu’elle ne remplit pas les moules.

Si l’on donne une chaleur très-vive, la fonte blanche conserve son tissu et devient pourtant un peu moins aigre; refondue à plusieurs reprises, ou tenue longtemps en bain, elle prend une texture grenue, semblable à celle du fer affiné; mais on n’aime pas à l’employer, parce qu’elle s’oxide avec une trop grande facilité, qu’elle est épaisse et qu’elle se fige promptement. La fonte du fer tendre reste assez liquide, mais l’emploi en est très-restreint.

La fonte grise mise rapidement en fusion ne subit qu’une faible altération; mais elle se comporte comme la blanche si elle coule avec trop de lenteur dans le creuset, ou si on la conserve trop long- temps «à l’état liquide. Refondue plusieurs fois, elle prend comme l’autre une couleur claire et une texture semblable au fer affiné. I/état de la combinaison du carbone avec le fer est alors le même dans ces deux espèces de fonte, mais la blanche se trouve chargée en outre de tous les métaux terreux qui entrent dans sa composition, lorsqu’elle provient d’un excès de minerai. A mesure que la couleur du fer cru se rapproche davantage du gris clair et que sa cassure paraît plus crochue , le métal devient plus tenace, et si la foule a été d’abord blanche, elle devient aussi plus douce et plus malléable. La raison de ce phénomène, dû à l’action de l’oxigène sur le carbone combiné avec le fer cru, est facile à concevoir.

764. C’est principalement en s’écoulant avec lenteur de l’autel dans le creuset, que la fonte éprouve les ehangemens dont nous venons de parler, parce qu’elle présente alors beaucoup de surface à l’action de l’air. On peut donc, en refondant de la fonte grise, donner à la sole une pente légère, ou tenir le métal

DU FER CRU

long- temps en bain; mais ce dernier moyen occasionnerait une grande consommation de combustible et ne conduirait même qu’imparfaitement au but proposé.

Les modifications que le fer cru subit dans les fours a réverbère sont, en general, d’autant plus prononcées que la clialeur y est moins intense et que la pente de la sole est moins rapide.

En coulant des bouches à feu, on désire principalement que le fer devienne plus tenace qu il ne 1 é— tait auparavant ; on doit donc construire les fours a réverbère de manière que la sole ait une pente trèsdouce et que la température puisse s elever vivement, afin qu’on ne produise pas trop de carcas ; mais la plupart des objets n’ont pas besoin d’une si grande solidité : il vaut donc mieux alors que la sole fasse avec l’horizon un angle plus grand, celui de 240. à peu près, pour qu’on obtienne une fonte très-liquide.

765. Il résulte des faits que nous venons d’établir, que si dans un objet de fer coulé on demande une parfaite homogénéité , comme dans les bouches à feu, 011 ne doit pas, en chargeant le four à réverbère, mêler la fonte de première fusion avec le fçr cru qui a été refondu déjà : du moins doit- on les employer dans des proportions très-inégales , comme par exemple dans le rapport de 1/4 ou de r/3 et placer toujours la fonte de haut fourneau immédiatement sur l’autel.

La fonte blanche rayonnante qui est la plus dure , ne peut cependant être employée pour les cylindres de compression ou pour les enclumes, parce qu’elle est trop aigre : elle ne peut servir d’ailleurs pour les pièces qui doivent être travaillées au foret ou achevées sur le tour. La meilleure fonte dont on puisse faire usage pour ces sortes d’objets, est celle qui a été refondue

ao6 QUATRIEME SECTION.

plusieurs fois et dont la cassure est grenue ; on ne peut la liquéfier qu’à une très-haute température et l’on doit se hâter de la verser ensuite dans les moules. Si la piece doit avoir une dureté particulière, on peut la tremper après qu’elle est entièrement achevée.

7 66. On doit, durant la liquéfaction du fer cru, prendre toutes les précautions possibles pour empêcher l’air extérieur de pénétrer par les différentes ouvertures dans le foyer. On doit donc charger la grille avec beaucoup de promptitude, la tenir toujours couverte de combustible, y mettre beaucoup de houille à la fois, au lieu de répéter cette opération fréquemment. La grille doit jeter un éclat très- vif : le contraire prouverait qu’elle est obstruée.

La durée de la fusion est très-variable : il faut de 2 à 4 heures pour liquéfier de 800 à 3ooo kilog. de fonte , selon les proportions qui ont été observées entre les différentes parties du fourneau et selon la qualité du combustible. Si la houille donne beaucoup de fraisil ou de cendres , elle brûle avec lenteur et bouche la grille à chaque instant.

767. Des fours neufs absorbent beaucoup de chaleur, ce qui ralentit la fusion. On doit pour cette raison les chauffer jusqu’au blanc avant de charger l’autel , afin que la fonte ne soit pas exposée très longtemps à l’action de la flamme. Lors même que les fours auraient servi , on ne devrait pas négliger cette précaution , tant pour diminuer le déchet que pour obtenir une fonte plus homogène ; mais le chargement présente alors quelques difficultés, sur- tout lorsque les morceaux de métal sont irréguliers. Le fondeur préfère par conséquent de n’allumer le four qu’après l’avoir chargé > il en résulte d’ailleurs une économie de com-

DU FER CRU

ao 7

bustible. Si la fonte est grise , on peut ne pas chauffer le four préalablement ; mais si elle est blanche ou si elle a été refondue à plusieurs reprises, on ne doit jamais s’en dispenser.

768. La fonte liquide est toujours couverte d’une légère couche de scories , provenant soit des matériaux du four, soit des cendres qui ont été amenées par le courant d’air , soit enfin de 1 oxidatiou d une partie du fer. Mais la plus grande perte résulte du carcas qui reste sur l’autel en quantité d’autant plus considérable , que la fonte est plus blanche et que la fusion s’exécute avec plus de lenteur.

Dès que l’opération est terminée , on détache le carcas avec des ringards , en ménageant l’autel le plus possible. Ce fer demi-ductile, ne peut servir dans les feux d’affinerie que dans le cas où la fonte qu’on y traite reste long-temps liquide. On le charge ordinairement avec les minérais dans les hauts fourneaux, ou bien on le fond en petite dose dans les fourneaux à manche , parce qu’il contient aussi beaucoup de cendres vitrifiées.

76g. En faisant couler la fonte, on doit la rassembler d’abord dans un bassin , pour ôter les impuretés. En la puisant on en sépare le laitier dans le four même et l’on continue le feu jusqu’à ce que le creuset soit entièrement vide.

Les vases qui servent aux ouvriers à puiser où à transporter la fonte liquide , doivent être parfaitement secs : l’eau qu’ils pourraient contenir ferait bouillonner le métal, dont une grande partie serait lancée audehors sous forme de pluie ; une autre partie se figerait et occasionnerait de nouveaux frais pour être refondue.

Si l’on ne veut couler qu’un nombre de pièces déterminé, on doit en calculer le poids exactement, ainsi que celui des jets et des masselottes , afin de ne pas liquéfier une trop grande quantité de fonte ; ce qui occasionne toujours une perte de métal et une grande dépense en combustible.

770. La fonte tenue en bain devient plus tenace, mais elle finit par s’épaissir : suite nécessaire d’une modification chimique et d’un premier refroidissement, attendu que le creuset se trouve dans la partie du foyer où la chaleur est le moins intense. Comme beaucoup d’objets ne pourraient être coulés avec une fonte épaisse , bien qu’elle fût très-résistante, 011 ne doit pas la conserver long- temps à l’état liquide ; de là , la nécessité de prendre les dispositions convenables, pour que la fonte entre par- tout en même temps en liquéfaction, si l’on fait usage de plusieurs fours à réverbère.

77 r. L’emploi de ces fours n’est réellement avantageux que dans le cas où la fabrication doit recevoir une assez grande extension pour qu’on puisse faire plusieurs refontes consécutivement, afin d’économiser le métal et le combustible.

Le décliet varie selon la nature du fer cru qu’on veut refondre et selon le degré de chaleur que l’on peut produire. La fusion étant plus lente en été qu’en hiver, l’oxidation du métal est plus forte aussi. Une grande partie de la perte provient au reste des grains de fonte qui se répandent dans l’usine : la sole du four absorbe aussi , avec des scories , un peu de fer. Si la fonte est grise et si le travail suit une bonne marche, la perte totale ne doit s’élever qu’à 10 pour cent ; dans le cas opposé, elle s’accroît jusques à r5.

La consommation de houille, terme moyen de plu-

DU FER CRU. 2o9

sieurs années s’élève dans la fonderie de Gleiwitz, à 0,12077 mètres cubes par 100 kilog. de fonte. Le mètre cube de ce combustible pèse, terme moyen, 798 kilog.; il s’ensuit que 100 kilog. de fonte demandent pour être refondus 96 kilog. de houille; c’està-dire, un poids presqu’égal à celui du métal.

772. Dans les usines où l’on fabrique de grosses pièces qui ne peuvent pas être coulées avec la fonte de haut fourneau, on doit pouvoir disposer à la fois de plusieurs fours à réverbère, puisque l’emploi de ces foyers devient toujours désavantageux quand ils sont très - grands : les grilles sont alors très - étendues, une partie de la houille brûle à une grande distance de l’autel et ne produit que peu d’effet : la chaleur n est pas assez concentrée dans les vastes corn— partimens de ces fours, qui présentent d’ailleurs beaucoup de surface. On ignore encore quelles sont les limites qui ne peuvent être dépassées sans qu’il en résulte une trop forte consommation de houille. Il est évident du reste que si l’on tombe dans l’excès contraire , en donnant aux fours à réverbère de trop petites dimensions , on éprouve aussi une grande perte de calorique absorbé par les murs.

773. La houille est le meilleur combustible qu’on puisse brûler dans les fours à réverbère ; c’est celui qui développe le plus de chaleur. Cependant , on peut se trouver dans le cas d’employer la tourbe et le bois ; mais les fours à réverbère sont construits alors différemment . ils doivent recevoir des grilles très-grandes des voûtes surbaissées et des cheminées étroites.

Dans les fours à réverbère activés avec du bois , l’aire de la sole doit être à celle de la grille dans le rappoit de ti ois a deux, tout au plus, et cette dernière doit

aio QUATRIEME SECTION.

être dix fois plus grande que la section horizontale de la cheminée. Il faut que les voûtes soient tellement surbaissées que l’aire de la coupe verticale du foyer, faite dans la direction et à côté du pont, ne fasse que la quatrième partie de celle de la grille. La grande différence qui existe entre ces fours et ceux qui sont chauffés avec la houille, s’explique facilement par la nature du combustible.

On a représenté par les fig. 28, 2get3o, pl. 4, un four à réverbère activé avec du bois , et tel qu’on le trouve exécuté dans la fonderie de St.-Pétersbourg; on a fait varier seulement la construction de la grille , qui (fig. 3c) est supportée dans son milieu par une grosse pièce de fer, et qui (fig. 29) est divisée en deux par un mur vertical , de manière que la deuxième moitié A soit de 3g à 47 centim. plus basse que l’autre. On introduit le bois par deux ouvertures a et b ^ fendu et coupé en morceaux de 52 à 62 centim. de longueur et de 5 à 9 centim. d’équarrissage, il doit être d’une parfaite siccité : on le dessèche dans des étuves particulières, qu’on échauffe par des canaux dont la direction est horizontale; les barreaux de la grille sont espacés de 8™, 5.

Si les cheminées et les rampans étaient plus larges que nous ne venons de l’indiquer, il serait impossible de faire entrer la fonte en liquéfaction , parce que la flamme traverserait le foyer trop rapidement et n’y laisserait pas assez de chaleur. Il faut consulter encore l’expérience pour connaître le minimum de largeur qu’on peut donner aux cheminées de ces fours , sans cesser de produire le degré de chaleur nécessaire pour fondre le fer cru. Il est probable que ces dimensions ne doivent pas être les mêmes si l’on brûle du bois dur,

DU FER CRU

qu’en faisant usage de bois tendre. En Russie , on chauffe les fours avec du bois de pin silvestre ; quelle que soit du reste l’espèce de bois employée, il faut toujours que le rampant ou la cheminee ait le moins de largeur possible.

Les dimensions du foyer doivent être plus faibles si le four est activé avec du bois, qu’elles ne le seraient s’il était chauffé avec la houille. Il serait impossible de liquéfier le fer cru, si la voûte du foyer était trop haute, et la fonte se figerait, si la sole avait une trop grande longueur.

774. Le travail ne change pas , quel que soit le combustible dont on fasse'usage ; mais, en chauffant avec du bois , on obtient , à cause des cendres qui sont amenées par la flamme en grande quantité , beaucoup plus de laitier que si l’on brûlait de la houille : ce laitier qui est très-fusible , préserve le fer de l’cüxidation.

D’après les expériences qu’on a faites en Russie, il faudrait pour refondre 100 kilog. de fer cru, brûler 0,5636 mètres cubes de bois parfaitement sec. Si le mètre cube pèse 3o3 kilog. , il s’ensuit que roo kilog. de métal exigent pour être liquéfiés 170 kilog. de bois de pin ; cette consommation est très- forte : on ne peut donc procéder de cette manière que dans les pays où ce combustible est très -abondant.

775. Je ne connais point de four à réverbère chauffé avec de la tourbe et destiné à refondre le fer cru. Cependant, il pourrait être avantageux d’en construire dans les pays où les autres combustibles sont d’un prix élevé. Il est probable que la grille devrait être plus étendue en surface , la voûte plus surbaissée encore s’il est possible , et la cheminée plus large qu’elles ne le sont dans les fours chauffés avec le bois , parce que la

2iz QUATRIEME SECTION.

tourbe donne moins de chaleur que ce dernier , et demande un courant d’air plus fort ; mais les dimensions précisés des differentes parties du four ne peuvent se déterminer que par l’expérience. L’analogie paraît indiquer , si 1 on compare en général les feux de tourbe aux feux de bois , que la surface de la grille serait à 1 aire au plan de la cheminée , dans le rapport de 7 à i .

776. Si l’on établit un parallèle entre les différentes méthodes qu’on suit pour refondre le fer cru, il en résultera :

ï0- Qu’en le liquéfiant au creuset, on consomme, beaucoup de matières premières; mais les frais occasionnés par la construction du foyer sont peu considérables. On ne peut suivre cette méthode que pour la fabrication de petits objets de luxe. Une fonderie qui fait usage de fourneaux à manche peut se dispenser d’employer des creusets.

a°. Que la construction des fours à réverbère, assez dispendieuse du reste , à cause de la hauteur des cheminées , exige des matériaux très-réfractaires ; et qu’on ne peut d’ailleurs couler avec la fonte de ces foyers des objets délicats, à moins d’employer de la gueuse très -grise.

3°. Que les fourneaux à manche peuvent être activés seulement dans les lieux où l’on dispose d'une force motrice suffisante pour mettre les soufflets en mouvement, et que les frais d’établissement peuvent devenir alors plus grands qu’ils ne le seraient pour les fours à réverbère. Mais on peut refondre aussi dans ces foyers toute espèce de fer cru, ce qui n’a pas lieu pour les autres. En un mot, ces fourneaux de fusion doivent toujours être préférés aux fours à réverbère, s’ils peuvent contenir assez de fer, ou si

DU FER CRU

ai3

les objets qu’on veut couler ne doivent pas avoir un poids trop considérable ni une dureté extraordinaire jointe à une grande résistance.

Les fourneaux à manche occupent les ouvriers d’une fonderie bien plus régulièrement, que ne le font les fours à réverbère, parce que ceux-là donnent de la fonte presqu’à chaque demi - heure , tandis que dans ceux-ci on obtient à la fois une grande masse de fonte liquide, qui doit être employée en peu de temps," ce qui exige un fort approvisionnement en modèles et en châssis.

La consommation de combustible est d’ailleurs plus faible dans les fourneaux à manche que dans les fours à réverbère, et le déchet de la fonte s’y trouve de 3 à 5 pour cent moins fort. Cent kilog. de fer cru mis en fusion dans des fourneaux à manche, occasionnent une dépense de o,23i mètres cubes de charbon de bois; liquéfiés dans des fours à réverbère, ils font naître une dépense de o,5636 mètres cubes de bois. Si l’on admet que quinze parties de bois, prises au volume, en donnent sept de charbon, il s’ensuit que les o,a3i mètres cubes de charbon équivalent à 0,495 mètres cubes de bois : résultat qui, comparé à la quantité de bois brûlée dans les fours à réverbère, présente une économie d’un huitième.

777* Veut -on établir une semblable comparaison entre la houille et le coke? nous rappellerons que 100 kilog. de fer cru demandent pour être fondus dans des fourneaux à manche, io5litres,59 de coke (735), et qu’il faut I20litr%77 (77r) de houille, pour liquéfier la même quantité de fonte dans des fours a îéverbere. Si maintenant on voulait contester qu’une mesure de houille n’en donne pas une de coke, il

ai4 QUATRIEME SECTION.

n’en serait pas moins vrai que , en supposant même les io5lltr“,5p de ce combustible égaux aux i20lltres,77 de houille , le poids du coke est à celui de la houille dans le rapport de 3 à 5 ; et qu’une si forte diminution des frais de transport, est un objet essentiel à considérer, pour les usines qui sont à une certaine distance des houillères.

L’effet du coke est , dans les fourneaux à manche , à celui du charbon de bois comme 23i * 105,59; ou comme 100 * 45,7. Il s’ensuit que, dans tous les lieux où cent parties de charbon végétal prises au volume , sont moins chères que 45,7 de coke, on doit préférer le premier de ces deux combustibles.

Dans les fours à réverbère, on brûle omèt cub,,5636 de bois pour produire l’effet qu’on obtient avec cmet. cub.^ r 2077 de houille : il s’ensuit qu’on doit préférer le bois, si 100 stères de bois fendu et séché sont moins chers que 2 1 mètres cubes de houille *.

* Voyez aussi, pour comparer l'effet de la houille à celui du bois, une note inse'rée dans le troisième tome des Annales des mines, page 61. Mais quelle que soit la sagacité de celui qui fait ces sortes d’observations , quelle que soit la rigueur de son raisonnement , on ne peut se dissimuler qu’il existe une foule de circonstances qu’on ne peut mettre en ligne de compte et qui jettent de l’incertitude dans les résultats. Ces causes d’erreur ont été parfaitement bien exposées par M. Berthier, dans la note que nous venons de citer. On pourrait y ajouter encore que les comparaisons faites entre les deux espèces de combustibles dans des foyers dont la température est peu élevée , ne sont pas applicables aux fours à réverbère destinés à la refonte et à l’affinage du fer cru, parce que toute espèce de combustible doit brûler dans un temps donné pour produire le maximum d’effet, et que dans les foyers activés par un faible tirage, la houille s’éloigne beaucoup plus de ce maximum que le bob 5 il s’ensuit que dans cette comparaison , l’effet de ce

DU FER CRU