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Fig. 25. — Coupe horizontale par mn et par op.

Fig. 23 à 25. — Fours Coppce. — A A, galeries de retour de flammes. BB, galeries et cheminées pour la circulation de Tair de refroidissement.

88. Bimen«ions. — La conduite de Topération n'offre rien de particulier. La durée dépend de la largeur du four. La distillation se propage en 24 heures sur une distance d'environ 20 centimètres à partir de chaque paroi. Ainsi la largeur sera d'environ 40 centimètres, si on veut carboniser en 24 heures, 80, si on veut carboniser en 48. D*après les remarques déjà faites, les fours larges conviendront aux houilles grasses, les fours étroits aux houilles maigres.

Les autres dimensions, qu'on a intérêt à augmenter pour obtenir une forte production, spnt limitées par la nécessité de ne pas opposer au défournement une trop grande résistance. La longueur est en général de 6 à 9 mètres ; la hauteur varie de 1 m. 10 à 2 m. La masse de houille monte jusqu'à 0, 50 centimètres au-dessous du sommet de la voûte : plus sa hauteur est considérable, plus le coke est dense et dur, qualités presque toujours recherchées dans le coke métallurgique. La sole reçoit une faible inclinaison, et les parois un léger évasement, vers le côté par où le coke doit sortir.

La contenance d'un four belge est de 3 à 4 tonnes de houille ; elle descend à 1500 kil. dans les plus petits, et la production est dans ces derniers de 1000 à 1500 kil. de coke par jour. En calculant le nombre de fours nécessaires dans une installation, on devra compter environ un four sur vingt comme inactif par suite de réparations.

Le déchet ne dépasse guère 3 unités : ainsi une houille rendant 78 au laboratoire rendra 75 au four belge, au lieu de 65 qu'on obtiendrait au four à boulanger.

Il existe un grand nombre de variantes des fours belges (systèmes Smet, Coppée, Dulait, Français, etc.). Les différences portent sur la largeur, qui varie avec la nature des charbons, sur le mode de circulation des gaz et sur le système de construction.

Nous avons déjà parlé de l'influence de la largeur. On tend de plus en plus à carboniser des houillçs peu grasses et par suite à employer des fours étroits. Les fours Coppée de construction récente, très employés dans le Nord et en Belgique, ont en général m. 40 de large sur 9 m. de long et 1 m. 15 de haut.

89. Disposition des caraeaux. — Dans un grand nombre d'installations, les prises de gaz sont disposées d'un seul côté et chaque four chauffe Tune de ces parois et la sole de son voisin :

son autre face est chauffée parle four contigu. C'est ce qui arrive dans les fours Smet. Oa y trouve t'avantage suivant : au ipoment où l'on décharge, et où je courant d'air existant entre les . deux portes tend à refroidir le four, celui-ci est chauffé par son

Fig. î6.

— Armalnres el ferrures. Fig. 27. — Coupe par les prises de ga/ AB. — Coupe par la clieminée CD. — Coupe par les galeries EF.

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ig. 98. — Coupe horizontale sous la sole.

Fig. 26 à 28. — Four DulaiL

voisin, tandis que rien ne l'empêcherait de se refroidir s'il n'était chauQc que par ses propres gaz, dont le dégagement est alors arrêté. Ainsi cette disposition conviendra surtout pour les charbons maigres, qui ont besoin d'être saisis par une vive chaleur.

En revanche, elle a un inconvénient, c'est que l'arrêt d'un four refroidira beaucoup le voisin, qui k son tour influencera le suivant, parce qu'il ne fournira que peu de gaz ; ainsi, chaque fois qu'on aura à réparer un four, il y en aura plusieurs dont la marche deviendra défectueuse. Pour rendre les fours plus indépendants, il suffit d'employer les gaz de chacun à chauffer sa propre sole ; cette disposition sera préférable pour les charbons gras.

On a cherché à réunir les avantages do ces deux dispositions en groupant les fours par groupes de deux.

Dans le système Dulait (fig. 26 à 28), les gaz d'un four A descendent directement par un conduit vertical sous ta sole du voisin B ; là ils se divisent et se rendent aux deux extrémités de

la sole, pour remonter par les piédroits : inversement les gaz de B viennent chauffer la sole de A et remontent par ses piédroits. Ainsi le couple AB est indépendant, et chaque four est chauffé par son voisin. Mais la construction des carneaux est compliquée et la sole est mieux chauffée que les p>arois, ce qui n'est pas avantageux.

Dans le système Coppée, (v.figï23 à 25), si nous considérons deux fours consécutifs, par exemple le 5* et le 6® de la rangée en commençant par la gauche, leurs gaz après avoir chauffé les deux faces du 5* se réunissent sous la sole de ce dernier et passent ensuite sous celle du 6® ; de là à la cheminée. Ces deux fours forment donc un couple à peu près indépendant : il n'y a que la face droite du 6° qui est chaufiée par les gaz du 7*. La construction est assez simple, mais les fours pairs sont un peu moins bien chauffés que les impairs.

Dans les anciennes installations, chaque four possédait sa cheminée, par où les gaz s'échappaient directement. Aujourd'hui on utilise souvent les gaz pour chauffer des chaudières : à cet effet on les recueille dans une galerie parallèle au massif^ placée au-dessus ou au-dessous, qui les conduit aux chaudières puis dans une cheminée générale. Ce système a Tinconvénient de donner un tirage un peu variable suivant la distance des fours à la cheminée. De plus, ce tirage, indépendant de la marche de ropération dans chaque four, peut être trop fort à certains moments et déterminer des rentrées d'air tropactives, ou provoquer le refroidissement du four pendant qu'on défourne et qu'on charge. Pour supprimer ces inconvénients, il serait peut-être.^ bon de munir chaque four d'un registre spécial placé à l'extrémité du carncau qui conduit ces gaz à la galerie : on pourrait s'en servir pour régler le tirage et l'arrêter dans les intervalles des opérations.

L'intervalle entre deux fours peut être décomposé en carneaux verticaux ou en carneaux horizontaux formant une espèce de serpentin. Dans le premier cas, les gaz se divisent en plusieurs courants verticaux qui descendent directement au niveau des soles ; dans le second, tous les gaz réunis serpentent le longdes piédroits et parcourent trois fois la longueur du four avant d'arriver à la sole. Le premier mode donne une construction plus simple et plus solide, mais le second répartit mieux la chaleur, car les gaz ne se distribuent pas toujours bien également entre les divers carneaux verticaux.

GARBONÎSATrON DK LA HOUILLE 73

Dans les premiers fours belges, on avait ménagé des conduits spéciaux pour amener l'air nécessaire à la combustion des gaz : on les a généralement supprimés, car les rentrées d'air par les fissures ne sont déjà que trop abondantes. B-xns le système Dulait, ces conduits étaient ménagés à l'intérieur de briques creuses formant Tune des parois des carneaux ; ces briques amenaient Tair chaud, par une multitude de petits jets, sur tout le parcours des gaz : cette disposition, avantageuse pour déterminer la combustion complète, donnait beaucoup de chaleur, mais ces fours étaient d'une construction un peu compliquée.

Il faut étudier avec soin les dimensions transversales des carneaux, de manière que les gaz y circulent assez lentement pour avoir le temps d'y brûler. Cette condition est importante, surtout pour les charbons demi-gras, qui donnent peu de gaz, et qui se carboniseraient mal si ces gaz n'étaient pas convenablement utilisés. En général, l'inlervalle libre entre les deux parois verticales des carneaux a une largeur qui varie de 10 à 20 centimètres environ : elle doit être d'autant plus faible que les houilles sont plus maigres.

Pour la carbonisation des houilles sèches, il est important que le coke soit bien tassé dans le four. Dans la Haute-Silésie, on emploie des procédés consistant à comprimer d'avance la houille sous forme de prisme ayant à peu près les dimensions intérieures du four. Cette opération se fait dans une caisse en tôle sans foniplacée sur un chariot, devant la porte du four ; on y dame la houille par couches successives. Quatre ou cinq ouvriers peuvent préparer ainsi en 3/4 d'heure une charge de 3 tonnes 1/2. On enlève alors l'enveloppe en tôle : le gAteau comprimé reste sur un fond mobile que l'on peut pousser dans le four avec une crémaillère* A ce moment, on abaisse la porte du four de manière qu'elle forme racloir et qu'en retirant la crémaillère on puisse enlever le fond et laisser la masse de houille.

On pourrait essayer d'opérer la compression dans le four luimême en introduisant par les deux portes opposées deux boucliers mus par une pression hydraulique.

•O. Détoilii de consitrucUou. — Le mode de construction doit être établi de manière à donner le plus de solidité possible et à diminuer les rentrées d'air par les joints. En Belgique^ on cherche généralement h construire les fours avec de petits maté-

74 \ CHAPITRE PREMIIlR. - COMBUSTIBLES SOLIDES

riaux. Dans le four Coppée, les carneaux étant verticaux, la construction est facile, et les fours se trouvent tous rejoints par les murettes de séparation des conduits. Dans le système Smet, on a adopté la circulation horizontale ; les fours sont réunis deux à deux par un mur de refend, parallèle à la longueur du massif, qui sépare en deux moitiés Tintervalle libre entre deux fours contigus : dans chacune de ces moitiés est un serpentin alimenté par un orifice spécial et formé de trois galeries horizontales communiquantes.

Dans la Loire, on emploie des briques spéciales de grandes dimensions, de sorte que la section transversale d'un conduit est formée par une ou deux briques seulement. On obtient ainsi une grande solidité, mais la nécessité de fabriquer les briques exprès augmente les frais de construction, d'autant plus queues grandes briques. ont besoin d'être très soignées.

Les orifices de sortie des gaz sont les points les plus exposés à se détériorer par excès de chaleur ; il faut les faire larges et solides. Le système de construction représenté fig. 26 à 28 est un des meilleurs. La voûte du four est remplacée vis-à-vis de Torifice par un arceau plus large couvrant à la fois le four et l'emplacement des con(}uits ; c'est sous cet arceau que passent les gaz, il n'y a plus à pratiquer d'ouvertures dans les reins de la voûte.

Pour diminuer la filtration d'air par les joints, on moule les briques avec des tenons et des mortaises, afin que les joints ne soient pas plans. Mais les rentrées d'air se font encore par les fissures que provoque la dilatation. On peut diminuer l'influence de ces fissures en fermant les surfaces extérieures de doubles parois de maçonnerie séparées par un lit de sable.

Les massifs sont armés par de forts montants en fer placés sur les faces latérales, entre -les fours, et réunis par des tirants horizontaux.

91. Dérournemeiit. — Le défournement se fait au moyen d'un treuil repoussoir : son organe essentiel est une longue crémaillère horizontale actionnant unboucliervcrtical dont la forme est celle de la section transversale du four. Il pénètre dans le four sur toute sa longueur, en poussant devant lui la masse de coke Le pignon de la crémaillère est mu par une locomobile quise déplace sur une voie ferrée parallèle au massif. Cette voie doit être établie très solidement, et les rails doivent être entre-

toisés, sinon ils s'écartent sous la poussée horizontale produite par le frottement du gâteau de coke contre les parois. Une locomobile de 8 à 12 chevaux peut défourner 10 fours par heure.

•9. Utilisation des gam, — Les gaz sortant des fours Belges ne brûlent qu'incomplètement dans les carneaux ; ils conservent en outre une température élevée. On peut les employer encore à chauffer des chaudières : on obtiendra un poids de vapeur à 4 ou 5 atmosphères à peu près égal au poids de houille carbonisée.

Dans les batteries de fours Coppée, on donne aux chaudières environ 2™^,50 de surface de chaufie par four.

•3. Frais. — Le prix de construction d'un four Belge varie de 1000 à 3000 fr. Le premier établissement revient en moyenne à 1000 fr. par tonne de houille à carboniser par jour : avec les accessoires cette somme s'élève à 1200 fr. La durée est de 3 à 6 ans sans réparations importantes. La main-d'œuvre spéciale varie de 1 fr. à 1 fr. 50 par tonne de coke : il faut doubler à peu près ce chiffre pour tenir compte de l'entretien et des accessoires ; enfin l'amortissement se montera à fr.50. En moyenne, on compte 3fr. 50 à 3 fr. de frais de carbonisation.

•4. Fours Appolt. — Le four Appolt (fig. 29 et 30) se compose d'une série de cornues verticales, rangées à côté les unes des autres dans un massif de maçonnerie de forme rectangulaire. Les cornues sont réunies entre elles et au massif par des briques de liaison ; elles se trouvent donc entourées de tout côté par un espace libre que remplissent les gaz provenant de la distillation.

La section des cornues est rectangulaire : leurs parois vont en s'évasant vers le bas pour faciliter la chute du charbon. La largeur est de 45 centimètres à la base et 35 cm. en haut : pour les charbons les plus maigres, on réduit ces dimensions à 38 et 28 cm. La carbonisation dure 24 heures. La partie inférieure des cornues étant plus large, il faut la chauffer plus fortement. Aussi c'est là qu'on place les orifices de dégagement des gaz ; cependant, avec les charbons les plus maigres^ il faut aussi ménager quelques orifices vers le haut, de manière que la combustion des gaz se produise sur toute la hauteur.

76 CHAPITRE PRF.MIKR. — COMBUSTIBLES SOLIDES

Fig, 29. — Four Appolt. — Demi-coupe AB de ia fig. 30.

Fig- 30. — Four Appolt. — Demi-coupe CD do la lig. 29.

Les gaz, en sortant des cornues, se répandent dans l'espace qui les entoure et y brûlent au contact de Tair qui s'introduit par des regards ménagés dans la' paroi du massif. Ces regards, munis de tampons, servent à surveiller la combustion et à la régler en les ouvrant plus ou moins. Les gaz vont ensuite dans une série de carneaux formant comme une seconde enveloppe creuse tout autour du four, et enfin dans la cheminée. Les parois du masssif sont doubles, avec couche de sable interposée, pour faciliter la dilatation et obstruer les fissures.

On remplit les cornues par Torifice supérieur, puis on ferme celui-ci. Le fond est obturé par une plaque mobile autour d'une charnière et maintenue par un verrou. A la fin de l'opération, on la fait basculer et le coke tombe dans des wagonnets qui circulent sur une voie ferrée placée au-dessous de chaque rang de cornues.

La couche de houille placée au fond des cornues s'agglomère mal et donne du petit coke. On met ce dernier de côté, et on en charge une couche au bas de chaque cornue dans les opérations suivantes, avant d*enfourner la houille. On limite ainsi le déchet qui résulte de ce défaut.

Les fours Appolt donnent un rendement presque égal au rendement théorique : la perte ne dépasse pas 1 à 2 unités.

Chaque cornue donne à peu près l tonne de coke par jour. Le nombre des cornues varie de 12 à 18: un massif de 18 cornues coûte 50 à 60.000 fr. de construction. Ainsi les frais de premier établissement montent à 2.000 fr. environ par tonne de houille carbonisée par jour. La durée est de 5 ou 6 ans comme pour les fours' Belges. Les frais de main-d'œuvre et d'entretien sont un peu plus faibles.

La supériorité du rendement semblerait devoir assurerla préférence aux fours Appolt; mais ils ne s'appliquent qu'aux charbons demi- gras. On ne peut y traiter les houilles qui foisonnent et s'attachent aux parois, parce que le défournement ne se fait plus bien. D'un autre côté, leur marche est moins sûre que celle des fours belges ; pour peu que les dimensions et la forme des cornues ne soient pas parfaitement appropriées à lanaturedes charbons, la carbonisation se fait mal et le coke est de mauvaise qualité : aussi dans certaines installations ces fours ont été abandonnés après des essais malheureux. Ces difficultés en restreignent l'emploi, bien qu'ils donnent par ailleurs d'excellents résultats.

•ft. Fours de diatillatioa. — Oq appelle fours de disiillatkuiLeeax qui sont disposés de manière à recueillir le goudron elles sels amoMHiîacaux produits pendant la carbonisation de la

houille.

BU. FoarlLnal». — Le plus ancien type de ce genre est le four Knab : il a la forme du four Belge^ mu» bt sole seule est chauffée ; aussi le four est beaucoup moins haut <ît plus large. Les gaz s'échappent par un tuyau qui traverse la voûte : ife débouchent dans un barillet et passent dans des condenseurs où se déposent les goudrons et les sels ; de là un conduit les ramène sous la sole. Ils s'allument en passant sur une grille ou Ton entretient un feu de petit coke : les flammes vont jusqu'à l'extrémité de la sole, puis reviennent par deux carneaux latéraux et se rendent enfin dans une galerie conduisant à la cheminée. La présence des condenseurs rendrait le tirage irrégulier ; il faut rassurer,comme dans les usines à gaz, au moyen d'un extracteur.

Le chargement et le défournement se font comme dans les fours Belges : seulement, au moment où un four est ouvert, il faut abaisser la cloche qui sert à l'isoler de la conduite où se rendent les gaz de tous les fours.

La carbonisation dure 48 heures lorsque l'épaisseur de la houille est de 60 centimètres. Dans ces conditions, un four de 7 mètres de long et de 2 mètres de large contient environ 4 tonnes de houille.

On peut transformer les vieux fours à boulanger et les faire fonctionner comme le four Knab en construisant des carneaux sous la sole et plaçant un tuyau de dégagement au sommet de la voûte.

Le coke obtenu au four Knab est léger et friable parce que la charge est faible ; il convient donc assez mal aux opérations métallurgiques.

Depuis une dizaine d'années, environ, l'ammoniaque a trouvé uu nouveau débouché dans les fabriques de soude par le procédé Solvay, et les huiles de houille ont reçu des applications plus nombreuses ; par suite, les fours de distillation ont pris une. certaine vogue et on a cherché à propager leur emploi dans les usines métallurgiques A cet effet, on leur a donné plus de hauteur et on a chauffé les parois, afin d'avoir de meilleur coke.

CAMBONISAtrOS DE LA HOUILLK

80 CHAPITRE PRIiMIEU. — COMBUSTIBLES SOLIDES

97, Fours Ciirvès (fig. 31 à 36). — Les fours Carvès ont exactement la forme des fours Belges, mais il n^y a pas d'orifices à la base de la voûte : les gaz sortent par un tuyau passant à travers le sommet, comme dans les fours Knab. Ils se réunissent dans le barillet, vont de là aux extracteurs et aux appareils de condensation, puis reviennent dans une conduite qui longe la face postérieuredu massif. Cette conduite les distribue par une série de buses dans les carneaux latéraux, où ils passent sur une petite grille d'allumage. Ils descendent par ces carneaux sous la sole, et vont ensuite à la cheminée par une galerie générale.

La conduite de ces fours demande des précautions spéciales. On est maître de régler la température en ouvrant plus ou moins les buses qui débitent le gaz. Pour obtenir un bon rendement en goudron et en ammoniaque, il faut commencer l'opération à une température de 450°, qu'on élève progressivement jusqu'à 800**. — En carbonisant plus vite, on a un peu plus de coke mais moins de sous-produits. La température doit être maxima dans les carneaux latéraux : aussi est-ce là qu^il convient de placer l'arrivée des gaz. Lorsque les fours sont construits de manière à faire arriver le gaz d'abord sous la sole, il faut y ajouter une série de buses amenant un supplément de gaz entre les piédroits

Les houilles grasses donnent assez de gaz pour que les flammes perdues puissent encore chauffer des chaudières.

Avec les houilles moins riches en matière volatile, on manque de chaleur. Dans les dernières installations on a employé des récupérateurs. Au-dessous des fours se trouvent une série de galeries voûtées parallèles entre elles, et perpendiculaires à la longueur du massif. Dans les unes circulent les flammes perdues, dans les autres circule Tair nécessaire à la combustion des gaz. Cet air s'éehauU'e avant d'arriver dans les carneaux, où il se mélange aux gaz ; par suite, la température de combustion se trouve augmentée. Toutefois, ce genre de récupérateurs très simples ne doit pas porter Tair à une température très élevée : il faudrait sans doute recourir à des récupérateurs plus perfectionnés, . comme ceux dont nous parlerons à propos des fours à gaz.

Du reste, pour obtenir une bonne distillation, il ne faut pas carboniser à trop haute température, car alors le goudron se décompose dans le four: on obtient plus de coke, mais moins de sous-produits Pour tous ces molifs, la carbonisation se fait tou-

jours plus lentement dans les fours Carvès que dans les fours Belges ordinaires. Elle dure au moins 48 heures : à Bessèges, avec des fours dont les plus étroits avaient 50 centimètres de largeur, on n'a obtenu de bons résultats qu'avec des opérations durant trois jours. Cette lenteur de marche augmente le prix de revient, en diminuant la production. Pour réaliser une marche plus rapide sans trop élever la température, il conviendrait de donner à ces fours de très faibles largeurs.

La marche des extracteurs doit être réglée de manière à maintenir dans les fours la pression atmosphérique ou même une pression très légèrement supérieure : on évite ainsi les rentrées d'air parles fissures, et on obtient un meilleur rendement. Il faut aussi que le gaz soit en pression dans les conduites, car toute rentrée d'air provoquerait des exjplosions au moment où les gaz s'allument. Pour la même raison, il faut prendre soin de purger les conduites avant d'employer le gaz, toutes les fois qu'on a arrêté les appareils pour les nettoyer ou pour toute autre cause. Il importe que le four et tous les accessoires soient construits soigneusement et bien entretenus :Je rendement en dépend. Si les maçonneries sont fissurées, s'il y a des rentrées d'air importantes, les goudrons brûlent en partie dans le four, et on n'en recueille plus assez pour couvrir lés dépenses supplémentaires qu'occasionne la condensation. II arrive parfois, pour ce motif, que le rendement diminue au boutd'un certain temps de marche.

Il peut être commode dans certains cas d'arrêter l'usine de condensation sans arrêter les fours. A cet effet on place entre le barillet et l'extracteur un branchement qui permet au gaz de gagner directement la conduite d'alimentation des fours. Ce branchement est fermé en temps ordinaire : on l'ouvre quand on veut arrêter la condensation, et on ferme les registres qui établissent la communication avecles autres appareils et permettent de les isoler.

Dans les fours de distillation Knab et Carvès, les frais de carbonisation ne dépassent pas 3 francs si Ton ne tient pas compte de l'aqiortissement. Mais les frais de construction sont considérables :ils montent à 3 ou 4000 fr. par tonne de houille carbonisée par jour. Un four Knab avec ses accessoires (condenseur, extracteur, tuyautage, etc.,) coûte 10.000 fr. Un four Carvès revient à 4 ou 5000 francs, auxquels il faut ajouter près de tOOO fr. pour sa part de l'usine de condensation. En calculant l'amortis-

'' 8î CHAPITRE PREMIER. — GOMbUSTlbLES SOLIDES

sèment à 10 0/0, la tonne de coke sera donc grevée de 1 fr, 50 à2fr. En revanche, on peut recueillir par tonne de bouille 15,20, parfois 30 kil. de goudron, et de 3 à 5, parfois 6kil. de sulfate d'ammoniaque : la valeur de ces produits peut être de 2 à 3 fr. D'après certains exemples, le rendement en coke, dans les fours Carvès, serait supérieur à celui des fours Belges, et atteindrait parfois le rendement théorique. Ce résultat ne peut s'expliquer ' que par reffetde la contre- pression qui règne dans le four et qui empêche les entrées d'air. Il n'c^t pas inhérent au système de distillation, et il est probable qu'on l'obtiendrait avec les fours ordinaires, si on remplaçait le tirage de la cheminée par Taction d'un extracteur bien réglé.

En résumé, l'emploi des fours Carvès peut être avantageux pour des houilles qui contiennent plus de 25 0/0 de matières volatiles, à condition que l'usine soit bien placée pour l'écoulement des sous-produits.

Les premiers fours Carvès donnaient souvent une température insuffisante, et le coke produit était boursouflé et peu dense : on les a modifiés en réduisant leur largeur progressivement jusqu'à 45 cm. On y ajoute aujourd'hui des régénérateurs destinés à élever la température de l'air de combustion ; ces régénérateurs sont chauffés eux-mêmes parles flammes perdues qui ont circulé dans les carneaux.

BH, Fours Otto. — En Allemagne, les fours les plus employés pour l'utilisation du goudron sont ceux du système Hoffmann- Otto, lequel est une transformation du four Coppée destinée à permettre la condensation des sous-produits ; les gaz se rendent à deux barillets (fig. 37, 38), par deux ouvertures placées da^s la voûte, puis ils arrivent alternativement de chaque côté du four par les distributeurs q ou y, pour venu* brûler sous la sole. De là, les flammes s'élèvent par une série de conduits verticaux sur les côtés communiquant avec le carneau supérieur horizontal^ l'air de combustion est chauffé par les récupérateurs à voûtes R et Ri. Comme on le voit sur le dessin, la chambre de combustion au-dessus de la sole est divisée en 2 compartiments par une cloison^.

Le chauffage se fait par renversement, comme dans les fours Siemens. Si les gaz arrivent de droite par le distributeur q^ 1'^ est chauffe par le récupérateur R,, et les flammes, après s'être éle-

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84 CHAPITRE PRt:MIF.R. — COMBUSTIBLES SOLIDES

vées par les cameaux verticaux, redescendent par ceux de gauche et vont chaufler le récupérateur R. Au bout d'une heure, on renversera le courant, les gaz arriveront par q, Tair chaud par R, et les flammes sortiront par le récupérateur Rj. On arrive de cette manière à avoir de Tair très chaud.

La marche de ces fours est très satisfaisante ; ils sont fermés très hermétiquement et le rendement y est parfois supérieur à celui des fours ordinaires. Aussi les quantités de divers produits que Ton obtient avec quelques-uns des types de houilles employés en Allemagne.

•9. Fours à. réeupératlon Semet-Solvaj. — On sait que le coke métallurgique est d*autant meilleur qde le charbon est soumis à une plus haute température, dès son introduction dans le four d'abord, puis pendant le reste de la durée de l'opération. Il en est particulièrement ainsi avec des charbons contenant une faible proportion de matières volatiles.

Pour avoir une température élevée au moment de la charge, où le four tend à se refroidir par l'introduction d'une grande quantité de combustible frais, il est nécessaire que les murs extérieurs aient une forte épaisseur, pour pouvoir emmagasiner une grande quantité de chaleur alors que la température du four est élevée. Les parois des carneaux, au contraire, doivent être aussi minces que possible, afin que l'échange de chaleur entre les deux faces se fasse rapidement.

M. Semet a concilié ces deux conditions de fonctionnement en rendant, dans la construction du four, les murs ou piédroits indépendants des carneaux, et en constituant ceux-ci au moyen de sortes de poteries aux parois latérales desquelles il donne une épaisseur de 70 mm. seulement. Ces poteries, d'une faible longueur (fig. 39 et 40), sont emboîtées les unes dans les autres, ce qui permet d'obtenir une étanchéité qui est favorable au rendement en coke ; elles sont en outre facilement réparables sans qu'il soit nécessaire pour cela de toucher aux piédroits.

Les fours système Semet sont construits par la société Solvay : ils ont une longueur intérieure de 9 m. et une hauteur de 1,70 m ; quant à leur largeur, elle est variable suivant la teneur en matières volatiles des charbons à traiter : elle est ainsi réduite à 360 mm. lorsque cette proportion est de lo,o à t7 0/0, et elle s'élève à 420 ou 460 mm. quand la proportion atteint ou dépasse

23 0/0. Les carneaux sont superposés au nombre de trois sur chacune des parois longitudinales du four^ comme le montre le dessin (fig. 39).

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Fig. 39. — Four Semet-Solvay.

L'épaisseur des piédroits atteint jusqu*à 500 mm., et celle de la voûte 1,20 m.; les fours sont fermés à leurs extrémités par des portes en fonte, doublées de portes en tôle, dans le but de réduire la déperdition de chaleur: elles sont, comme de coutume,

Fig. 40. — Elément de carneau.

soigneusement lutées à Targile pour éviter des rentrées d'air qui amèneraient la combustion d'une partie du coke, en nuisant au rendement. Les trous de charge et de nettoyage sont fermés par des obturateurs à joints dressés, appuyés par des ressorts.

On récupère une partie de la chaleur des gaz brûlés, pourréchaufFer Tair nécessaire à la combustion des gaz de chauffage, en faisant circuler cet airdans des conduits F (fig. 39) ménagés en dessous de la sole E ; avant de se rendre à la cheminée, ces gaz brûlés sont encore employés à chauffer des générateurs à vapeur.

Un four Semet-Solvay revient en Belgique, avec sonaire de défournement, ladéfourneuse, les voies de cette dernière, les appareils de distribution d'eau et les chaudières nécessaires à l'utilisation des flammes perdues des fours, à 6.000 fr. ; il faut ajouter 3.500 fr. à ce chiffre pour Textracteur, la pompe et les appareils de récupération, ce qui donne un total de 9.500 fr.

Chaque four reçoit une charge de 4 à 5 tonnes de charbon, dont la cuisson ne demande pas tout à fait 24 heures, avec des charbons contenant 15 1/2 à 17 0/0 de matières volatiles ; le rendement, d'après la Reoue industrielle^ est en moyenne de « 81 0/0 de coke fort bien cuit, très-dur, convenant parfaitement aux usages industriels». Comme sous-produits, on obtient par tonne de coke produit de 7 à 17 kg. de sulfate d'ammoniaque et de 18 à 70 kg. de goudron et hydrocarbures.

Quant au prix de la main-d'œuvre, il serait sensiblement le même que pour les fours sans récupération ; le service d'une batterie de fours à coke à sous-produits comporte bien un personnel supplémentaire nécessité par la conduite de l'extracteur à gaz et le nettoyage des appareils de récupération, mais la régularité du travail de défournement et la forte production par four per- ' mettraient une meilleure utilisation de la main-d'œuvre venant compenser les frais nécessités par la récupération des sous-produits.

D'après le Bulletin de la Société de l'industrie minérale (1), la main-d'œuvre dans les fours Semet-Solvay coûterait 0,40 fr. plus cher par tonne de coke que dans les fours sans récupération. Le coke produit laisserait aussi à désirer au point de vue de la dureté et de la grosseur des morceaux : il ne pourrait s'appeler ainsi du coke métallurgique, et son emploi serait plutôt réservé au chaufRige domestiqué. Enfin les sous-produits seraient en moins grande quantité, et le goudronne contiendrait que peu de benzols, ce qui s'expliquerait par ce fait que la température y est peu élevée.

(l)TomeV, 3e livraison, 1891.

Cependant dès la fin de 1894 onze usines belges ou anglaises employaient déjà 492 de ces fours, produisant annuellement 593.500 tonnes de coke.

Ainsi, grâce à ces différents moyens : réduction de la largeur des fours, amincissement des parois, chauffage de Tair destiné à la combustion, on parvient comme on le voit à obtenir, dans les fours à récupération, une température au moins aussi haute et un rendement aussi bon que dans les fours ordinaires. Aussi deviennent-ils d'un usage de plus en plus général. On cherche même maintenant à étendre la récupération des goudrons à d'autres appareils métallurgiques. II y a en Angleterre plusieurs usines où Ton condense les gaz des hauts-fourneaux^ et depuis quelque temps on essaye de condenser ceux des gazogènes. Ces procédés segénéraliseront sans doute à mesure qu'on sentira le besoin de les utiliser dans les combustibles, et ils pourront présenter un intérêt spécial pour les usines métallurgiques si l'emploi des combustibles liquides se développe. Les huiles lourdes ainsi récupérées pourraient, là où il n'y aurait pas un débouché commercial suffisant, rendre des services, comme nous le verrons, pour le chauffage de certains fours.

Dans les fours les plus perfectionnés, le pouvoii* calorifique des gaz condensés est encore plus que suffisant pour opérer la carbonisation, et on peut en employer une partie à produire de la vapeur.

iOO. ChoiiL d*un four. — Nous avons indiqué, au fur et à mesure de notre exposition, les avantages et les inconvénients de chaque système. Les fours Belges sont encore les plus employés pour la fabrication du coke métallurgique ; ce sont ceux qui se prêtent le mieux à la carbonisation des différentes variétés de houilles et à la production d'un coke dur et dense. Le four Appolt donnera de bons résultats pour certaines houilles demigrasses, mais sa réussite sera un peu aléatoire lorsqu'on voudra l'appliquer à des charbons qui n'y auront pas encore été expérimentés. En général, on emploie surtout les fours belges à faible largeur, permettant de carboniser les charbons demi gras rapidement. Les fours du système Otto sont très employés là où la vente des sous-produits est rémunératrice. Enfin on emploie encore quelquefois le four à boulanger, parce qu'il donne un coke léger mais brillant, d'un très bel aspect, qui est recherché

et payé très cher par les fondeurs au creuset : il convient aussi pour les cubilots. •

f Of . !Vature des bouilles. — Les houilles que Ton recherche pour la fabrication du coke sont les houilles demi-grasses : en effet, plus la houille est maigre, plus elle donne de coke et plus ce coke est dur : il y a donc double avantage. Les houilles maigres doivent être carbonisées fraiches, car l'exposition à Fair leur fait perdre leur pouvoir collant. On a parfois carbonisé des houilles anthraciteuses en les mélangeant avecdubraiou du goudron : le coke ainsi obtenu décrépite au feu, et en pratique on n'emploie que les houilles qui donnent par elles-mêmes un coke aggloméré. Cependant on fait souvent des mélanges de houilles, et on ajoute des charbons gras à d'autres qui seraient trop difficiles à carboniser seuls. On cherche en général à obtenir un mélange aussi homogène que possible ; parfois, au contraire, on place la houille la plus grasse dans les parties des fours les plus froides, près des portes.

tôt. Préparation de la houille. — Nous avons déjà dit que le coke se fabrique toujours avec les menus : plus ils sont fins, plus le coke est dur et homogène. La houille doit donc toujours être criblée ;en outre, si elle contient plus de 10 0/0 de cendres, il faut la laver. Enfin on la broie souvent, soit pour la rendre plus fine, soit pour réaliser un mélange intime des différentes qualités : dans ce cas on emploie le broyeur Cdrr. Le prix de ces manipulations monte en moyenne à 1 fr. par tonne : il peut atteindre 2 francs lorsque le lavage est poussé loin, et s'abaisser à Ofr. 30 pour les houilles pures. En outre il se produit au lavoir un déchet de 10 à 20 0/0, parfois même plus élevé, qui augmente d'autant le prix de revient du menu épuré.

f 03. EiKtîuetlon du eoke. — Le coke au sortir du four est rouge. On l'éteint enTarrosant avec des lances : il faut une certaine habileté de la part des ouvriers pour faire Textinction régulièrement et rapidement, sans employer un excès d'eau. A Méons, on a essayé un système consistant à recevoir le gâteau de coke tout entier dans un panier en tôle à claire-voie suspendu à une grue et à le plonger quelques minutes dans un réservoir plein d^eau : on obtient une extinction plus régulière, et il se produit

GARBONTSATION DK LA HOUILLE 89

un dégagement de vapeurs qui projette les cendres et la poussière, de façon que le coke est plus propre. Mais les paniers se détériorent trop vite. Il y aurait/peiit-être intérêt à reprendre ces essais en cherchant un dispositif plus pratique pour réaliser Timmersion du coke. Dans d'autres usines, on arrose le coke avec des tuyaux fixes percés de trous. Le coke convenablement éteint retient environ 5 0/0 d/eau. Il peut en garder bien plus si les ouvriers sont malhabiles. On peutencore recevoir le gâteau dans des fosses où on le recouvre de sable, ou mieux de poussier de charbon ; le coke est moins humide, mais moins propre : ce procédé est peu employé.

i04. Cbar^ement. — Pour charger le coke dans les wagons qui doivent Temmener, on se sert de pelles à jour formées par des barreaux écartés de 3 à 4 centimètres ; on sépare ainsi le petit coke, qui passe entre les barreaux et qui a moins de valeur : il forme à peu près 2 0/0 du poids total, quand le coke est assez dur.

Pour ces différentes manipulations, on établit tout autour de la batterie une esplanade large de 10 à 12 mètres, élevée audessus du sol de la hauteur des wagons. En tenant compte de cet espace, chaque four Belge occupe environ 40 mètres carrés : le four Appolt n'exige que vingt mètres carrés par cornue.

106. Emplacement des roiim. — Les fours à coke sont situés près des mines de houille. Tout autre emplacement donnerait lieu à des frais de transport plus élevés, en raison de la perte de poids que produit la carbonisation. Cependant les usines métallurgiques, lorsqu'elles sont situées à proximité de houillères importantes, ont souvent avantage à fabriquer leur coke, surtout si la nature des houilles force à mélanger des charbons de diverses provenances.

lOtt. Propriété* du coke. — Le coke bien préparé a une couleur grise, un éclat métallique analogue à celui du graphite ; il ne doit pas tacher les doigts. Lorsqu'il est terne, il est friable et de mauvaise qualité ; lorsqu'il présente des taches noires, elles sont généralement formées par du proto-sulfure de fer, résidu de la pyrite qui se trouvait dans la houille.

Le coke ne se compose pas de carbone pur ; il retient de 1 à 2 0/0 de gaz dont la moitié est de Thydrogènc et le reste de

Toxygène et de Tazote. Soa pouvoir calorifique est d'environ 8000 calories : il ne s'enflamme qu'au rouge blanc ; il exige un tirage énergique et brûle d'autant plus difficilement qu'il est plus dense. Le mètre cube (en fragments) pèse de 350 à 450 kil., 500 pour les cokes les plus denses.

En général, on recherche le coke dur et dense : cependant, lorsqu'on veut le brûler à basse pression (par exemple pour les hauts fourneaux où on le mélange au charbon de bois, ou pour les foyers de fusion de l'acier au creuset), on le préfère léger et poreux.

La densité augmente, comme nous Tavons vu, avec la hauteur sur laquelle le charbon est entassé dans le four, et avec la durée de la carbonisation ; elle dépend aussi de la nature des houilles : les plus grasses donnent les cokes les plus légers.

Les cendres sont les mêmes que celles de la houille : elles sont en général siliceuses ou argileuses ; les substances nuisibles qu'elles peuvent contenir sont les sulfates et les sulfures. La teneur en cendres ne doit pas dépasser 6 0/0 quand le coke est destiné à l'alimentation des locomotives ou voitures à vapeur de tramways ; mais les cokes métallurgiques en contiennent le plus souvent 10 à 12 0/0 (l).

t07. Valeur du eoke. — Le prix du coke dépend essentiellement dô celui de la houille. On obtiendra la valeur d'une tonne de coke en calculant le poids de houille nécessaire pour la produire et ajoutant environ 3 fr. à la valeur de ce poids de houille. Les districts où le coke sera le meilleur marché seront ceux où on aura la houille à bas prix et où en même temps on trouvera en abondance des houilles demi-grasses ayant un fort rendement 11 reviendra plus chçr dans les bassins où Ton ne trouve que de la houille grasse, qui donne un plus faible rendement et a par elle-même plus de valeur. Il atteindra son prix maximum dans les bassins où il n'y a que des houilles sèches ou très maigres, que Ton ne peut carboniser sans addition de charbons gras importés de loin.

(1) Il faut bien tenir compte des cendres quand on veut apprécier le rendement des fours, car, leur poids restant constant, les houilles donnent, toutes choses égales d'ailleurs, un rondement apparent d'autant plus fort qu'elles sont plus impures : il faut toujours calculer le rendement réel en éliminant les cendres. Il faut aussi tenir compte de l'humidité, qui n'est pas la même dans la houille et dans le coke. Aussi la détermination du rendement réel est beaucoup plus difficile qu'on ne le croirait au premier abord.

CARBONISATION DE LA HOUILLE Ôl

Le coke métallurgique de qualité moyenne, contenant de 10 à 12 0/0 de cendres, vaut en général plus de 20 fr. la tonne. Ce prix peut s'abaissera 18 fr.^ voire môme au-dessous, dans les contrées les plus favorisées. Dans le midi et le centre de la France, il est en moyenne de 24 à 25 fr., dans le nord il ne dépasse guère 20 fr. Dans certains bassins du centre, pauvres en houille grasse, il peut montera 30 fr. On compte le plus souvent SO c. de différence par unité de cendres.

t09. Cbarbou de tourbe. — On carbonise quelquefois la tourbe. On peut opérer en meules ou en fours, comme pour le bois. Toutefois^ quand on exploite des gisements importants, il est plus rationnel de carboniser en fours, puisque le siège de la production ne se déplace pas comme pour le bois. On peut employer tous les genres de four qui servent pour le bois ou pour la houille. On a employé parfois des cornues verticales analogues à celles du four Appolt. Les gaz extraits par des tuyaux laissaient condenser leurs eaux avant de revenir bri\ler dans des carneaux. Ceux-ci étaient en outre chauffés par les flammes de foyers auxiliaires alimentés avec de la tourbe, car les gaz distillés n'auraient pas donné assez de chaleur. Dans ces conditions, il est plus simple d^employer des fours à admission d'air, analogues à ceux qui servent pour le bois.

La tourbe ne se boursouffle pas et donne un charbon qui conserve la forme du produit : le rendement est très faible, 30 à 33 0/0. Aussi le charbon obtenu est très chargé en cendres et très impur. Comme il est en outre presque toujours essentiellement friable et léger, il n'a guèrç d'emploi en métallugie. On Ta parfois mélangé au charbon de bois dans de petits fours à cuve.

On a proposé de carboniser les tourbes comprimées et mélangées de goudron. Il est peu probable que cette opération puisse présenter des avantages.

On peut aussi carboniser en tas ou en fours les bois fossiles et les lignites :1e charbon conserve la forme de la matière primitive, mais il est trop friable, et le rendement trop faible.

Les menus des houilles maigres, impropres à la carbonisation et doués d'un pouvoir calorifique considérable, sont ceux que l'on emploie d'ordinaire pour la fabrication des agglomérés»

109. Emploi du brai. — Il faut mélanger à la houille une substance qui serve de ciment, et qui n'augmente pas la teneur en cendres du combustible : les produits de la distillation du goudron remplissent seuls ces conditions. Le goudron, fluide à trop basse température, donnerait des agglomérés peu solides; mais si on le distille à 200®, il perd 25 0/0 de son poids, et le résidu, qu'on nomme brai gras, n'est fluide qu'à une température voisine de 100**. En poussant la température à 280®, la perte de poids s'élève à 40 0/0 et on obtient le brai sec, qui ne fait que se ramollir à 100°. Le brai sec donne aux agglomérés plus de solidité que le brai gras, mais il faut en employer davantage, car n'étant pas liquide il se mélange moins bien à la houille : aussi on préfère généralement le brai gras. Souvent on le reconstitue en mélangeant avec un peu de goudron le brai sec qui est plus facile à transporter : cette combinaison, qui exige une opération de plus, ne peut être motivée que par des circonstances locales, là où il faut faire venir le brai de loin.

La fabrication des agglomérés comprend deux phases :

V la préparation de la pâte ;

2** le moulage des briquettes.

f iO. Préparation du mélaag^c. — Il est très important de mélanger aussi bien' que possible la houille et le brai. Un mélange bien fait peut seul donner des briquettes offrant une cohésion régulière. C'est aussi la condition principale pour obtenir une cohésion suffisante avec la moindre consommation de brai. En effet, il faut, pour avoir des briquettes solides, qu'en aucun point la proportion de brai ne descende au-dessous d'un minimum qui peut être d'environ 4 0/0. Si le mélange était parfaitement homogène, on pourrait employer juste cette proportion de brai ; comme il ne Test jamais, il y aura des points où le brai se trouvera en plus grande quantité qu'à d'autres, et par suite il faudra en mettre un excès : cet excès sera d'autant plus faible que le mélange sera plus parfait.

lit. Proportion de brai. — En pratique, la consommation de brai varie de 5 à 10 0/0. Elle n'est pas indépendante de la nature des charbons : plus ceux-ci sont gras, plus l'agglomération est facile. On a même pu faire des agglomérés sans aucun mélange, en chauffant à 3 ou 400^, et sous pression, des houilles

AGGLOMERATION 93

grasses. Les hydrocarbures fusibles à cette température servent alors de ciment. Au contraire, avec les charbons les plus maigres, il faut parfois jusqu'à 12 0/0 de brai.

il». Nature des oharboiis. — Les charbons que l'on passe à raggh)mération sont en général des menus, criblés à un diamètre maximum de 1 à 2 cm. Les charbbns les plus fins donnent les briquettes les plus solides, mais ils exigent plus de brai ; ainsi, avec des menus, on est obligé d*en mettre jusqu'à 20 0/0. Au point de vue de la consommation de brai, il y a avantage à avoir un mélange de poussières et de fragments de dimensions variables, qui diminuent les surfaces à enduire de matière agglomérante. Quand on ne recherche pas une grande cohésion, on peut employer des charbons criblés à 3 cm. Lorsqu'on mélange diverses sortes de houilles, on les passe au broyeur Carr : lesbroyeurs à cylindres ont l'inconvénient de donner plus de poussière. Comme les agglomérés sont destinés souvent à des industries qui demandent des combustibles de choix, on les fabrique en général avec du charbon lavé. Celui-ci doit alors être égoutté avec grand soin, à moins qu^on ne choisisse les procédés de fabrication qui, comme nous le verrons, permettent le départ de Teau avant ou pendant le mélange.

lis. Distributeurs. — Le brai sec doit être préalablement broyé ; le brai gras peut être broyé, ou fondu dans une chaudière. On le fond toujours lorsqu'on emploie le brai reconstitué par addition de goudron. Le brai et le charbon doivent être livrés régulièrement et en proportions déterminées aux appareils mélangeurs, par distributions automatiques. On peut employer des hélices, des norias, etc. L'appareil le plus précis est le distributeur à sole tournante. Les matières, versées dans une trémie, sont reçues sur une table circulaire, animée d'un mouvement de rotation. Elles butent ensuite contre une raclette qui les fait tomber de la table dans le mélangeur. On règle la quantité distribuée dans un temps donné en plaçant convenablement la raclette. On doit avoir un distributeur semblable pour le brai et un pour le charbon, qui arrivent ainsi d'une manière continue, par petites charges faciles à mélanger. Il est bon que ces organes soient visibles, pour qu'on puisse en surveiller le fonctionnement. Quand le brai est préalablement fondu, il arrive par un tuyau et on règle l'admission par un robinet.

94 CHAPITRF: premier. — COMBUSTIBLES SOLIDES

114. Hélante. — Les deux matières réunies tombent dans une vis d'Arcliimède horizontale, où elles se mélangent intimement. L'arbre de la vis peut être muni de couteaux, si on veut rendre le brassage plus énergique. Sa longueur peut être de 4 à 6 mètres ; on la réduit lorsque l'appareil de cbauO'age est disposé de .manière à procurer encore un brassage efficace. L'enveloppe, en tùle.doitêtre double, et réchauITée par une circulation de vapeur lors<pie le brai a été fondu : il est môme nécessaire dans ce cas que le charbon soit chauffé avant de se réunir au brai.

■ Ift. ChnulTase. — De Ih, le mélange passe dans un malaxeur vertical (fig. 41) où on achève de le chauffer à 100° au moins, en y injectant de la vapeur. C'est un cyUndre dans l'axe duquel se meut un arbre muni de palettes horizontales, faisantenviron 40 tours par minute. L'enveloppe est double. La vapeur circulant entre les deux tùles vient se condenser dans le charbon par

Fig. 41. — Malaïeur,

des trous ménagés dans la tôle intérieure. Avec 4 ou 5 0/0 de vapeur il 150°, on peut chauffer la houille à près de 100°. Dans les installations les plus récentes, la vapeur, avant de pénétrer dans le malaxeur, traverse un serpentin placé dans un four : elle s'y dessèche et s'y surchauffe jusqu'à 4 ou COO", de sorte qu'il en faut moins, et qu'on introduit moins d'eau dans le charbon.

Les malaxeurs verticaux n'ont guère plus de 1 m. 50 de hauteur : on ne peut pas porter celle-ci à plus de 2 mètres, sans quoi le charbon s'y tasserait, et le mouvement de l'arbre deviendrait trop difficile. On y fuit passer en^iI'ou 10 à 12 tonnes par heure.

AGGLOMERATION 95

et la houille met tout au plus 5 ou 6 minutes à les traverser. Ce temps n'est pas suffisant pour obtenir un mélange intime, surtout si on emploie le brai sec. C'est pourquoi il faut toujours les faire précéder par un malaxeur horizontal. L'addition du premier malaxeur, dans une usine qui ne possédait d'abord que le second, a fait baisser la consommation de brai de 10 à 6 0/0.

Pourdessécher un peu le charbon et chasser la vapeur en excès, on peut disposer à la base du malaxeur, un peu au-dessous des orifices d'arrivée de la vapeur, une tuyère injectant de Tair chaud. On peut encore mettre le malaxeur horizontal après le réchauffeur : on le munit alors d'une auge à double enveloppe et à circulation de vapeur, pour que le mélange ne se refroidisse pas ; cette auge est demi-cylindrique, de sorte que les matières y circulent à découvert et que l'eau peut s'évaporer.

f iO. ChanlTiig^e eu four». — Dans quelques usines, on fait le chauffage dans des fours. Le four employé à Méons a la forme d'un cylindre horizontal ; il est traversé par un agitateur en fer : le foyer est disposé de manière que la flamme lèche la surface des matières, qui ne remplissent que la moitié inférieure du cylindre. On introduit une charge de char^ bon pesée dans une trémie placée au-dessus du four, où elle commence à se dessécher ; puis, lorsque le four est libre, on verse dans la trémie un poids déterminé de brai fondu, et on ouvre la trémie. Les matières commencent à se mélanger en tombant dans le four. Elles y séjournent 15 minutes environ ; ouvrant une trappe ménagée dans le fond, on les fait tomber dans une trémie, et de là sur l'appareil de moulage. Les résultats obtenus sont très bons^ caria proportion de brai descend au-dessous de o 0/0 ; la cause en est sans doute dans la perfection du mélange, plutôt que dans le mode de chauffage. La nature des charbons employés à Méons et le mode de moulage contribuent aussi à ce résultat exceptionnel. A FirmLny, avec le môme système de four et la machine Biétrix, on emploie 6 0/0 de brai. Les charbons traités dans ces deux usines sont, du reste, gras ou demi-gras.

117. Fours tournants. — Â. Blanzy, on emploie des fours à sole tournante, qui se retrouvent dans la plupart des installations faites d'après le système Biétrix-Couffinhal. La sole, en fonte, a

96 GHAHITRK PRKMIER. — COMBUSTIBLES SOLIDES

la forme d'un tronc de cône à pente très douce, tournant lentement autour de son axe vertical. Une trémie fine déverse le charbon sur un point de la sole. Le brai arrive tout fondu. Ces matières, étendues en couche mince, suiv^ent le mouvement de la sole et font le tour du four. Elles rencontrent des agitateurs qui effectuent le brassage. Les flammes, admises à une autre extrémité du four, circulent en sens inverse du mouvement de la sole et reviennent par dessous (1), de manière à la chauffer sur ses deux faces. Les matières mélangées et échaufiées vont buter contre un râteau oblique qui les décharge automatiquement.

Ces fours ont des dimensions variables : avec 4 m. de diamètre et une rotation de 4 à 3 tours par minute, un four passe environ 60 tonnes par poste de 10 heures.

La fusion préalable du brai est nécessaire : les morceaux un peu gros n'ont pas le temps de fondre tout à fait dans le four. Il est bon du reste de placer, avant ou après cet appareil, un malaxeur qui rende le mélange plus parfait.

Dans les dernières installations, le brai n'est incorporé au char? bon qu'au sortir du four ; ce dernier ne sert qu'à chauffer le charbon : on évite ainsi le danger de brûler les éléments volatils du brai. Après le four, est une vis horizontale à double enveloppe où s'opère le mélange du charbon eidu brai fondu.

Il est difficile de se prononcer sur la valeur respective de ce four et de celui de Méons, car il nexiste pas à notre connaissance d'usine où on ait employé les deux, et les bons résultats obtenus à Méons peuvent tenir à bien des causes.

Le chauffage direct, tel qu'on le fait dans les fours, offre l'avantage de ne pas introduire d'eau dans les agglomérés ; au contraire il les dessèche, et par suite convient pour fes charbons humides. En revanche, il est moins commode que le chauffage à la vapeur ; il exige plus de main-d'œuvre : enfin on est exposé, si le four n'est pas très bien conduit, et si le charbon est gras, à brûler une partie des hydrocarbures, ce qui diminue le pouvoir calorique des briquettes. Au point de vue de la dépense en combustible, il y a peu de différence. Les fours consomment 20 à 25 kil. de houille par tonne d'agglomérés : dans les usines où

(1) Il faut avoir soin que le mélange ne se répande pas jusqu'aux bords de la sole, sinon le brai en tombant à travers le joint dans le retour de flamme pourrait provoquer des incendies : on peut munir à cet effet la sole d'un rebord en saillie.

ron chauffe à la vapeur, le combustible consommé est confondu avec celui qui sert à la production de la force motrice.

119. Alonlaf^e. — Dans Tétude des appareils de moulage, le but qu'on doit se proposer est de donner aux briquettes une cohésion suffisante dans toutes leurs parties. Pour cela, il faut que leurs dimensions soient faibles. Dans le sens suivant lequel s'exerce la compression^ l'épaisseur ne doit pas dépasser 10 à 12 centimètres ; en effet, le frottement le long des parois empêche la pression de se transmettre irftégralement, et elle diminue rapidement à mesure que Ton considère des couches plus éloignées du piston : si l'épaisseur était trop grande, la cohésion serait beaucoup plus faible à l'une des extrémités qu'à l'autre. Quant aux dimensions transversales, elles varient de 15 à 30 centimètres. La forme est le plus souvent celle d*un parallélipipède rectangle. Quelques machines donnent des briquettes cylindriques. La pression exercée doit être d'au moins 100 atmosphères : elle atteint en général 130 ou 150. Lorsque le charbon est solide ou lorsqu'on traite des menus très fins avec beaucoup de brai, la cohésion augmente avec la pression ; on peut aller avec avantage à 200 et même 250 atmosphères. Si, au contraire^ on traite des charbons friables contenant des fragments un peu gros, il ne faut pas dépasser 100 atmosphères, pour ne pas écraser ces fragments. La présence de Teau dans la pâte facilite le moulage : une proportion minima de 2 à 3 0/0 est nécessaire pour qu'il se fasse bien. D'autre part l'eau qui reste dans la briquette fabriquée diminue sa cohésion ; il ne faut pas que sa proportion dépasse 5 0/0.

Les briquettes étant de faibles dimensions, il faut, pour avoir une production suffisante, en mouler rapidement un grand nombre.

11 existe un grand nombre de machines à mouler : chacune étant brevetée et fabriquée par des constructeurs spéciaux, il est inutile d'en faire une description complète. On peut diviser les plus usitées en 4 classes :

ilB. Maehiues à, roues. — V Machines à roues tan^rcntielles (Machines Milch et David, flg. 42, 43).

Les moules, creusés dans la jante d'une roue verticale, viennent paçser successivement devant un rouleau compresseur tan-

gent à la surface de cette roue. Le fond des moules est fermé par des pistons mobiles, que des galets fixes repoussent lorsque

Fig. 42, 43. — Machine à agglomérer, à roues.

le mouvement de rotation les amènent en face. On opère ainsi la

compression et le démoulage. On ne peut obtenir qu'une pression insuffisante pour les usages industriels.

t:90. Maeliine Mozeline. — 2^ Machines à moules fermés et à pression produite par la vapeur.

C'est la classe la plus répandue. Un des types les plus employés est la machine Mazeline. Elle se compose d'un plateau horizontal dans l'épaisseur duquel sont ménagés des moules de sectioa rectangulaire répartis sur tout le pourtour ; ces moules sont ouverts en dessus et le fond de chacun d'eux est fermé par un piston qui peut se soulever. La rotation du plateau amène chaque moule : d'abord au-dessous du distributeur, où il se remplit, puis au-dessous d'un chapeau de fonte fixe qui forme Torifice supérieur ; à ce moment un levier, mu par un piston à vapeur, relève le piston du moule et opère la compression. Enfin le moule passe au-dessus d'une surface hélicoïdale qui soulève le piston progressivement de façon à faire sortir la briquette.

Une machine portant 10 à 12 moules et tournant à deux tours et demi par minute peut mouler 13 à 15 tonnes par heure, et exige 80 à 100 chevaux de force. L'atelier complet occupe 15 ouvriers.

191. WacliineCouraiilial. — La machine Mazeline a Tinconvénient de donner une pression trop brusque qui écrase la matière et n'a pas le temps de se transmettre sur toute l'épaisseur. Ces conditions ne sont pas favorables à la cohésion. Dans le système Couffinal, cet inconvénient est diminué par l'emploi du pot de presse. L'axe du levier compresseur, au lieu d'être fixe, est porté par un piston mobile dans un cylindre et soutenu par de l'eau à haute pression qui vient d'un accumulateur. Cette eau peut s'échapper par une soupape, dont on règle la pression au moyen d'un ressort. Si la pression sur la briquette est trop faible, l'eau repousse Taxe et augmente l'action du levier. Quand la pression atteint la limite fixée par le ressort, l'eau s'échappe, et Taxe n'étant plus maintenu le levier cesse d'agir. On obtient donc une pression bien déterminée : de plus, elle ne s*exerce pas d'une manière aussi brusque que dans la machine Mazeline. La compression prbgressive augmente la cohésion des agglomérés ; en outre elle exprime l'eau dont ils sont imprégnés et en enlève une partie. C'est un avantage quand on a employé le -chauffage à la vapeur.

IS9. Machine Couffinlial à double eompressioo. —

M Couffinal aperfectionné sa machine en y introduisant d'abord la double compression. Dans ce type, .les moules sont ouverts aux deux bouts : ils tournent en glissant sur un plateau plein qui leur sert de fond pendant le remplissage, puis ils viennent se placer entre deux pistons qui y pénètrent à la fois et compriment également les deux faces de la briquette (tig. 44 à 49).

Le levier A,, composé de deux flasques réunies par la tige H^ n'a pas de point fixe. Son extrémité droite reçoit un mouvement alternatif régulier par l'intermédiaire de la tige H et des deux bielles qui la commandent. Son extrémité opposée, D, est maintenue par le pot de presse. Cet organe se compose d'un cylindre en partie plein d'eau, où s'engage un piston dont la tige est articulée au levier A. Le cylindre est divisé en deux compartiments par une cloison horizontale que traversent deux ajutages munis de soupapes : l'une d'elles, s'ouvrant de haut en bas, laisse librement l'eau passer du compartiment supérieur dans l'inférieur ; l'autre, s'ouvrant de bas en haut, est retenue par un ressort et ne permet le passage de l'eau que si elle est soulevée par une force déterminée^ dépendant de la tension du ressort. Le

piston R' ne peu s'élever dans le cylindre qu'à Condition de soulever cette soupape et' par suite d'exercer sur l'eau un effort r, proportionnel à la tension du ressort.

Fig. 44 à 49. — Machine Coufliiihal à double compression.

D'autre part, le cylindre F est fixé à deux tiges T, qui sont articulées en C aux tlasques du levier inférieur B ; ce dernier peut tourner autour de l'axe M, situé h son extrémité droite. Ainsi, le piston D', le potde presse F et les tiges T constituent un attelage non rigide par lequel le levier A commande le levier B, mais à condition que l'effort â exercer au point C ne soit pas supérieur à r, car dans ce cas le piston O', avant d'exercer cet efiort, s'enfoncerait dans le pot de presse .

Appelons p l'cflort nécessaire pour soulever le levier B, et que nous supposons inférieur à r. Si le point D est sollicité à s'élever par une force f, trois cas peuvent se présenter : 1* la force / est inférieure à j) ; dans ce cas le piston D' ne peut ni s'enfoncer

dans le pot de presse ni le soulever, le point D est donc maintenu fixe et le levier A ne peut que tourner autour de lui. — 2° La force / est égale à p ou comprise entre p eir \ — dès lors le piston D' peut soulever le pot de presse, le point D n'est plus fixe et peut s'élever en entraînant le levier B. — 3° La force / devient supérieure à i\ A partir de ce moment, le piston D' peut s'enfoncer dans le pot de presse et le point D peut s'élever sans entraîner le levier B : c'est ce qui arrivera si ce dernier vient à rencontrer une résistance supérieure à r.

Ces trois phases se présentent successivement pendant la compression des agglomérés. — Les deux leviers A et B portent chacun, au quart de leur longueur à partir de la gauche, des pistons compresseurs Q', E', qui peuvent s'engager tous les deux dans le moule plein de houille. Pendant la course ascendante des bielles, Textrémité H s'abaisse d'une manière continue : le piston Q' commence par descendre dans le moule, et tant que la résistance qu'il éprouve est inférieure à -r- X r, l'effort nécessaire

pour empêcher le point D de s'élever est lui-même inférieur à r, et ce point reste fixe. Quand la résistance en Q' atteint une certaine limite, la réaction exercée au point D devient suffisante pour soulever le pot de presse et entraîner le levier B : le piston E' s'engage à son tour dans le moule. Enfin, lorsque la pression

devient égale h — r sur E' comme sur Q', le levier B ne peut

plus être entraîné, parce qu'il faudrait appliquer à son extrémité un effort supérieur à r, que le pot de presse ne peut transmettre ; le piston D ayant à supporter une réaction supérieure à ;•, s'enfonce dans le pot de presse ; les points E', Q' restent fixes.

On verra facilement que pendant la course ascendante de H, tout se remet dans le premier état.

Le plateau P, qui porte 12 ou 14 moules ouverts des deux côtés, est commandé par la came C,, qui guide les galets o. Cette came porte ,une rainure où s'engagent successivement les taquets ; cette rainure se compose de deux hélices de même sens partant des extrémités et réunies au centre par une portion de rainure circulaire, située dans un plan perpendiculaire à Taxe du cylindre : ces trois portions se raccordent progressivement. Le galet, entraîné par la rotation du cylindre, s'avance tant qu'il se trouve dans la rainure hélicoïdale ; il reste immobile quand il est dans la portion circulaire. La came Cj étant montée sur

Tarbre même qui commande Tune des bielles, son mouvement est forcément solidaire de celui du levier A : le plateau P tourne donc d'un mouvement périodique interrompu par une série d'arrêts. A chaque arrêt, un des moules se trouve entre les pistons compresseurs, et celui qui est diamétralement opposé reçoit Faction du piston démouleur Y ; enfin d'autres séjournent sous le tambour distributeur S, qui recueille la houille du malaxeur et la répartit régulièrement par le jeu des raclettes X.

Si les galets o étaient usés, ou si Tun d'eux venait à se briser, il pourrait se produire un léger retard ou un arrêt dans le mouvement du plateau P. Les pistons ne pourraient pas s'engager dans le moule, mais la résistance qu'ils éprouveraient ferait jouer le pot de presse, et ce jeu préviendrait tout accident grave. Ces galets, comme toutes les parties exposées à l'usure, sont en bronze phosphoreux et doivent faire Tobjet d'une surveillance attentive.

Le plateau peut faire environ 100 tours par heure, ce qui correspond à une production moyenne de 1200 à 1400 briquettes. Suivant le poids des briquettes, on pourra obtenir 50 à 100 tonnes par poste de travail : avec les plus grandes machines, faisant des briquettes de 10 kil., on peut aller à 150 tonnes.

Un atelier composé de deux machines faisant 200 tonnes par poste occupe environ 12 ouvriers, avec un chef de fabrication, un machiniste et un chauffeur.

La machine Couffinhal s'est beaucoup répandue. Ses organes sont robustes ; les parties les phis exposées à l'usure sont faciles à remplacer, et l'élasticité offerte par le mode de commande du piston est de nature à prévenir les ruptures. La compression y est plus progressive que dans la machine Mazeline, et se transmet mieux dans toute la masse. La seule partie du travail qui s'y fasse moins bien que dans cette dernière, est le démoulage^ qui est brusque et peut détériorer parfois les briquettes. Cet inconvénient n'est sensible que quand on a affaire à des consommateurs très exigeants : il serait du reste facile d'adapter à cette machine le mode de démoulage de la Mazeline,

iS3. Macliine Conffinlial à triple eompressio;!. — En

1900, M. Couffinhal a créé un type de machine à triple compression qui réalise d'importants avantages par rapport au système à double compresion dont nous venons d'çxposer l'économie :

nous en donnerons la description d'après une note parue sur cet appareil au Bulletin technologique de décembre 1900 de la Société des anciens élèves des Ecoles nationales d'arts et métiers.

La machine comprend, comme organe principal, un anneau cylindrique d (voir fig. 50 à 57), dit anneau mouleur, comportant des alvéoles a, et qui, tourné intérieurement et extérieurement, se meut autour de son axe horizontal, en glissant à frottement très doux sur un noyau fixe b. Il présente tour à tour chaque alvéole aux opérations successives du remplissage, des compressions simple et double, enfin du démoulage, opérations qui sont toutes effectuées dans le sens radial de l'anneau. Les pistons compresseurs 1,2 et 3, et le piston démouleur 4, coulissent dans des logemenffe ménagés sur le noyau b.

L'anneau a porte deux flasques c et c\ placées de chaque côté, et qui servent à le guider transversalement. La flasque c le maintient en outre à l'arrêt absolu pendant les périodes de compression et de démontage, au moyen d'une came d'enclenchement rf qui, en tournant, s'engage pendant le temps nécessaire dans des courbes ménagées sur la flasque c.

La flasque c' porte elle-même des rainures radiales dans lesquelles coulisse un galet ^, monté sur une manivelle qui tourne autour de l'axe o, commun aussi à la came d. Le mouvement d'entraînement provoqué par le galet commence à l'instant où la came abandonne l'anneau, et il finit quand la came entre en jeu à nouveau.

Les quatre pistons 1, 2, 3, 4 effectuent leur course dans le même temps par le jeu de l'arbre horizontal t, ou joug, qui est entraîné dans un mouvement de va-et-vient curviligne presque horizontal par deux bielles X, X', commandées par les roues ma* nivelles dentées u et ii : ces roues reçoivent elles-mêmes leur mouvement de deux pignons q et q\ clavetés sur un arbre pre* mier moteur A portant une poulie- volant v.

Le piston à simple compression 1 est introduit dans les alvéoles par deux tirants /et /' mus par le joug e. Deux douilles pouvant pivoter autour de Taxe m, solidaire du piston, servent de coulisses aux tirants, dont la longueur peut être modifiée à volonté par le simple déplacement des écrous vissés à leurs extrémités. Ce réglage permet de diminuer ou d'augmenter la course du piston, et de proportionner ainsi son effort de compression aux besoins du travail à effectuer. Un ressort spirale n,

traversé par une tige faisant corps avec le piston, rappelle celuici 'à la position de repos lorsque la compression est complètement effectuée.

Une genouillère A, montée sur le joug i, actionne le piston supérieur de haute compression 2 par son bras inférieur ; le bras supérieur fait mouvoir le piston 3 par l'intermédiaire de deux bras B, coulissant verticalement sur le noyau 6' et agissant sur les tirants / et i\ lesquels, traversant le bô^ti, soulèvent et abaissent alternativement un sommier s. Ce sommier porte en son milieu le piston 3 et repose sur un faisceau de rondelles Belleville R, R', qui donnent à la compression la souplesse nécessaire à une bonne conservation des organes.

Le piston démouleur 4 suit enfin tous les mouvements du joug.

La course du piston 2 est invariable : pour augmenter ou diminuer la compression, il faut donc faire varier la tension des ressorts R et R', en serrant ou en desserrant- les écrous des tirants ^ et /'.

Un distributeur D, placé à la partie supérieure de la machine et supporté par quatre colonettes, répartit à la manière habituelle le mélange à comprimer dans les alvéoles supérieures de Tanneau mouleur ; le dispositif réalisé est tel que chaque alvéole reste en présence de l'orifice de remplissage pendant plusieurs déplacements angulaires de Tanneau, ce qui lui assure un remplissage tout à fait complet.

Le fonctionnement de Tappareil est le suivant :

Le distributeur et les alvéoles supérieures étant supposés remplis de la matière à agglomérer, on voit que le galet ^, engagé dans une des rainures de la flasque c\ entraîne Tanneau d dans

2 rr

le sens de la flèche (fig. 53) et lui fait décrire un angle ---

(N étant le nombre des alvéoles) : il abandonne ensuite Tanneau, et la came t/ actionne alors la flasque c. A ce moment, les deux bielles X et X' tirent sur le joug, qui entraine la genouillère et par suite les pistons 1, 2, 3 et 4, lesquels exercent alors leurs efiforts respectifs. Quand les tourillons des bielles X, X ont dépassé les points morts avant, le joug est repoussé et il fait sortir les pistons des alvéoles.

Le démoulage est effectué sur un couloir incliné, ménagé dans le bâti A qui supporte le mécanisme, et où les briquettes sont prises pour être chargées directement, ou emmagasinées.

Cette machine permet de réaliser les conditions nécessaires à une bonne cohésion, et qui sont, comme Ton sait, une siccité à peu près complète du mélange et une compression progressive et énergique : cette compression peut atteindre ici jusqu'à 250 et même 300 kg, par centimètre carré.

Elle est plus simple et d'un prix moins élevé qu'une machine à double compression de même production journalière : elle exige enfin un efifbrt moteur plus faible et conséquemment moins d'entretien.

Sa production journalière varie de 10 à 14 tonnes de briquettes de 1 kg. à 1 k. 500 à 140 ou 160 tonnes de briquettes de 8 à 10 kg.

Notons en passant que ces machines, un peu modifiées, peuvent être aussi utilisées pour agglomérer les minerais lorsqu'ils sont en poussière ou pulvérulents. Il existe actuellement une douzaine de machines Couffinhal qui produisent ensemble environ 1200 tonnes de briquettes de minerai par 10 heures de. marche. Le type de machine généralement employé est celui qui correspond à la production de briquettes de charbon de 5 kg. appliqué à la fabrication des agglomérés de minerai ; il donne deux briquettes de 2 kg. par coup de piston : à Tallure de 25 coups par minute, cela représente 6 tonnes à Theufe.

194. Maeliines hydrauliques. — 3^ Machines à pression hydraulique (système Révolier) (fig. 58, 59).

La pression hydraulique, en agissant progressivement, donne des agglomérés plus solides et permet peut-être d*employer moins de brai. Comme le moulage est plus lent, il faut, pour obtenir une production suffisante, mouler plusieurs briquettes à la fois. Les moules sont groupés à côté les uns des autres sur un plateau tournant ou sur un charriot qui reçoit un mouvement rectiligne alternatif : leur fond est formé par des pistons mobiles H, réunis à leur base par un plateau qui permet de les mettre tous en mouvement à la fois, en les soulevant par un piston hydraulique. Les moules s'arrêtent d'abord sous le distributeur D, où ils se remplissent^ puis on égalise à la main le charbon de façon qu'ils soient tous bien pleins : ils arrivent ensuite sous un chapeau de fonte 1, qui les ferme tous à la fois. Au-dessous est un piston hydraulique H' ; on le soulève d'abord au moyen de Teau fournie par un accumulateur à 30 ou 40 atmosphères : on

réalise ainsi assez rapidement lapremière période de la pression, celte qui consomme le plus d'eau, parce que le charbon se tasse beaucoup et que le piston â à faire un trajet notable. Ensuite on élève la pression à 150 atmosphères au moyen de pompes ;

Fig. 58, 59. — Machine à agglomérer, syslèmc Révollier.

pendant cette seconde période, le piston ne se soulève que très peu, le charbon étant déjà tassé : il n'y a donc que peu d'eau à fournir, et l'emploi direct des pompes évite la construction dispendieuse d'un accumulateur À très haute pressioç. Le moulage dure environ deux minutes. Enfin les moules viennent se placer au-dessus d'un second piston, mû aussi par l'accumulateur, et qui opère le démoulage.

Une machine à plateau tournant produit environ S tonnes par heure ; deux machines semblables accouplées exigent une force de 60 chevaux et occupent 20 ouvriers par poste de 10 heures. La main-d'œuvre estdoncdeuxfoisplusfortèque dans le système Mazeline : les frais' de premier établissement sont aussi plus considérables ; enlia ces machines n'ont pas réalisé, au pniut de vue de la qualité, des résultats aussi bons qu'on pouvait les attendre, parce que, pour augmenter la production, on y a donné

aux moules une longueur exagérée dans le sens de la compression (20 à 25 centimètres).

AMéons, on emploie une machine fondée sur le même principe, mais le plateau circulaire est remplacé par un charriot portant deux groupes de moules et animé d'un mouvement alternatif. Ciiaque moule vient occuper successivement deux positions : dans Tune se fait le moulage, dans l'autre le démoulage et le remplissage. Dans cette usine, la consommation de brai descend au-dessous de 6 0/0, ce qui est un résultat remarquable ; mais il est difficile de déterminer la part qui doit en revenir au système de moulage.

En fait, les machines hydrauliques sont peu répandues.

196. Maeliine Evrard. — 4^ Machines à moules ouverts (syst. Evrard) (fig. 60, 61).

Si on refoule le charbon dans un tube ouvert et bien rempli, il se développe un frottement considérable. Ce frottement suffit pour rendre le mouvement impossible dans un tube de 8 centimètres de diamètre et de 40 de longueur ; la masse refuse d'avancer, quelque pression qu'on développe, et le tube éclate; avec un tube moins long ou plus large, le charbon sortira sous forme de cylindre fortement comprimé.

Dans la machine Evrard, les tubes ont environ m. 13 de diamètre et m. 35 à m. 40 de longueur. A l'une des extrémités est une trémie par laquelle le charbon tombe dans le tube : le piston s*avance ensuite, ferme la- trémie et refoule le charbon. La course du piston est de m. 14 et le cylindre d^aggloméré avance à chaque coup de 3 centimètres seulement ; la pression dans ces conditions est de plus de 100 atmosphères; la densité atteint 1,36, chilfre plus fort que celui qu'on obtient avec les autres systèmes, et le produit est très homogène, car on ne comprime à chaque coup qu'une faible longueur. L'extrémité du tube est formée de deux parties demi-cylindriques ; la partie supérieure est maintenue par un ressort ou par un contre-poids qui règle la résistance à la sortie. La fente existant entre les deux parties permet l'échappement de l'eau.

Seize tubes semblables sont réunis sur un plateau circulaire, et les 16 pistons reçoivent leur mouvement d'un excentrique : ils peuvent battre 30 coups par minute, ce qui donne 12 à 15 tonnes par heure. Cette machine occupe 10 hommes. La main-

AGGLOMÉHATIOK 109

d'œuvre est donc moindre que dans les autres systèmes ; en revanche, la force dépensée est plus considérable : il faut environ 7 chevaux par tonne et par heure, au lieu de 5 ou 6. La

Coupe suivant AB.

Plan.

Fig. 60 el 6t. — Machine système Evrard.

consommation de l>rai est aussi assez élevée (8 à 10 0/0). et on ne peut guère employer que le brai gras, car il faut avoir un mélange bien plastique. Le système Evrard présente l'inconvcnient de donner des agglomérés de forme circulaire, qui occu-

pent plus de place lorsqu'on les entasse: aussi la marine préfère-t-elle les briquettes rectangulaires fabriquées par les autres machines.

Dans le Nord, on emploie beaucoup les machines Bouriez. Elles sont construites d'après le môme principe que la précédente ; mais le moule est à section carrée et plus grand (2ocm. de côté). Le tube est aussi plus long. Il n'y a que deux moules placés parallèlement à côté Tun de Tautre et actionnés par deux pistous liés ensemble. Le mode de commande et les dispositions générales de la machine sont donc plus simples et plus solides.

196. Choix d'une maeliine. — Parmi les différentes machines que nous avons signalées, les plus employées actuellement sont la machine Mazeline, la machine Couffinhal, qui tend à la remplacer dans les installations nouvelles, et la machine Bouriez. Les deux premières se prêteront mieux à Temploi du brai sec, la seconde est peut-être celle qui exigera le moins de brai, la machine Bouriez parait être celle qui donnera Tinstallation la plus simple et le minimum de main-d'œuvre.

Pour obtenir de bous agglomérés, le point le plus important est de bien préparer la pâte : avec un mélange bien fait, toutes les machines donnent de bons résultats. Ace point de vue, cependant, il y a lieu d'établir deux catégories.

Les machines à moules ouverts laissent suinter l'eau pendant le moulage : on peut donc y passer des mélanges humides. On y obtient de bons résultats avec des charbons à 100/0 d'eau: cet élément y est même utile pour donner de la plasticité à la pâte. Aussi, avec celte machine, on emploiera toujours le chauffage à la vapeur. Au contraire, dans les machines à moules fermés, l'eau, après la compression, reste interposée dans la briquette dont elle diminue la solidité. Elle devient très nuisible quand sa proportion dépasse une certaine limite (o 0/0 environ). On ne pourra donc employer le chauffage à la vapeur que si le charbon livré à l'atelier est bien sec ; sinon, il faudra le chauffer dans des fours. A ce point de vue, la machine Couffinhal ofire un léger avantage sur celle de Mazeline : la compression étant plus lente, un peu d'eau suinte par le bord du piston ; elle peut donc recevoir des mélanges moins secs.

En général, la principale qualité que l'on doive demander à

la machine de moulage est la solidité. Il faut se méfier des machines à bon marché qui sont souvent mal établies : les arrêts ^t les réparations feraient payer chèrement les économies qu'on voudrait réaliser sur le prix de la machine. On doit faire en sorte que les organes les plus exposés à Tusure, comme les caisses motrices, les garnitures des pistons et des moules, soient faciles à remplacer.

tiSV.DisposUioiis d'ensemble. — Dans l'étude de l'ensemble de r usine, on devra chercher à éviter toute main-d'œuvre inutile. La machine à mouler est installée en bas, près des quais^ de chargement ou des magasins de briquettes. Les appareils de chauffage sont à un étage supérieur, et envoient directement leurs produits à la machine. Le charbon et le brai,sont élevés à cet étage, s'il y a lieu, par des norias ou des ascenseurs hydrauliques. On peut aussi fondre le brai en bas, et l'envoyer par des tuyaux au moyen d'un monte-jus. Quand le mélange se fait à froid avec du brai solide, on divise en général le trajet en deux parties pour diminuer la hauteur de Tusine. Les matières sont broyées à l'étage supérieur, tombent dans les distributeurs, puis dans le mélangeur et de là dans une fosse ; une chaîne à godet les y reprend et les élève au niveau du récha^utfeur, d'où ils descendent à la machine de moulage. Tous les organes de distribution et de transport doivent être actionnés par le même moteur que la machine, de manière que l'alimentation soit toujours en rapport avec la production.

tt8. Frais. — L'installation d'un atelier pour 100 tonnes par jour coûtera de 100 à 150.000 fr. Ainsi les frais d'amortissement ne dépasseront pas 50 centimes par tonne : toutefois on compte souvent 1 franc pour amortir plus rapidement; en y ajoutant les frais généraux et l'intérêt du fonds de roulement, on peut compter de là 2 fr. par tonne suivant la situation de l'usine.

La main-d'œuvre spéciale ne dépasse guère fr. 80 (1 fr. 60 avec le système Révolier) ; mais si on compte l'approchage de la houille et du brai, le chargement des briquettes sur wagons, etc., la main-d'œuvre totale variera de 1 à 2 francs.

On consomme de 2 à 5 0/0 de charbon pour le chauffage des chaudières.

Les frais d'entretien et de réparations de toutes natures peuvent atteindre 1 ou 2 fr. par tonne.

La dépense principale est l'achat du brai : il vient en général d'Allemagne ou d'Angleterre et coûte, en France, de 60 à 80 fr. la tonne ; ainsi une tonne d^agglomérés en contient pour 4 à 8 francs. On voit combien il est important d'en réduire la proportion.

En somme, le prix de fabrication d'une tonne de briquettes varie en pratique de 7 à 12 francs. 11 faut y ajouter, pour avoir le prix de revient total, la valeur d'une tonne de houille lavée; car le charbon subit presque toujours un lavage avant d'être aggloméré.

199. Propriétés des ag^n^lomérés. — Les agglomérés ont une densité de 1^20 à 1,35 et un pouvoir calorifique généralement supérieur à celui des houilles, à cause du lavage et aussi des principes combustibles contenus dans le brai. Ils donnent une flamme longue et fumeuse. Ils sont plus durs que les houilles. Leur cohésion dépasse 60 0/0 et atteint parfois 75 0/0. Ce sont des combustibles de très bonne qualité, mais leur prix fait qu'ils n'ont guère d'emploi en métallurgie. Ils sont utilisés surtout parla marine et les chemins de fer. Pour ces usages spéciaux, les conditions de réception sont très difficiles, principalement pour la marine : il faut des briquettes très solides, à forme régulière^ arêtes vives, surfaces lisses, etc. — Si Ton fabriquait pour une industrie ordinaire utilisant les briquettes à peu de distance du lieu de production^, par exemple pour une usine métallurgique, on attacherait peu d'importance à ces détails : une cohésion de 45 0/0 serait généralement suffisante, et par suite la fabrication exigerait moins de soins.

On a essayé de fabriquer des agglomérés sans brai en chauffant la houille à 300* pour utiliser ses principes collants. Ce procédé ne réussit qu'avec les houilles grasses, dont les menus trouvent un écoulement plus facile dans la fabrication du gaz ou du coke.

t30. Briquettes de lig^nites. — On peut agglomérer les anthracites et les lignites par les mêmes procédés que les houilles, mais les produits présentent peu de solidité et n'ont guère d'emploi.

On agglomère les lignites de Fuveau en mélangeant 70 0/0 de lignites avec 22 de houille et 8 de brai. On obtient ainsi des

briquettes solides ; 1 kilogramme de ce combustible vaporise environ 1 kil. d'eau. Les li^aites bitumineux peuvent être agglomérés sansbrai, en les chauffant jusqu'au ramollissement des hydrocarbures et les moulant avec des pressions 1res fortes (1200 atm.)

■ SI. Uplqaettes do tsnrbe. — La tourbe doit être façonnée en briquettes si on veut la brûler sur des grilles ordinaires.

On l'agglomère en général sans mélange. Pour cela il faut d'abord la dessécher jusqu'à une teneur de 10 0/0 d'eau environ : elle est alors assez plastique. Lorsqu'elle en contient moins de 8, elle est sèche et pulvérulente ; à plus de 12, elle laisse suinter de l'eau sous pression, et cette eau entraîne la tourbe menue.

Lorsque la tourbe est fibreuse, il faut d'abord déchirer les fibres etobtenirunebouilliedeconsistance homogène. A Essonne, on la broie sous des meules ; le fond de l'auge est percé de fentes qui laissent passer U matière broyée.

En Suède, la tourbe, entraînée par un courant d'eau, passe dans des malaxeurs horizontaux de 2 m. 55 de long et m. 90 de diamètre : l'arbre porte 9 séries de couteaux, entre lesquels s'engagent d'autres couteaux fixés aux parois^ et fait 25 tours par minute. Cet appareil consomme i chevaux de force et pnsseS tonnes de tourbe par 10 heures. On peut employer, aussi des malaxeurs verticaux, à arbre munis de couteaux (fig."'62). Dans la machine "Wersmann (fig. 63) la tourbe est broyée paruu mou-

Fig. Si!. — Machine de Staltacli. Fig 63. — Machine 11 agglomérer Wersmnnn.

iin à noix conique, muni d'une spirale qui tranche les fibres. La pâte fine s'écoule par la tMe perforée h, les gcùs fra^'inciits sortent parle collet e. On obtient une pAte bien préparés, mais

114 CHAPITRK PRKMIER. — COMBUSTIBLES SOLIDES

il y a une certaiae perte de tourbe, et le passage des pierres peut briser la spirale.

Après cette première préparation, la tourbe est desséchée par un des procédés déjà indiqués.

Le moulage ne présente aucune difficulté et ne demande pas une grande pression. En Suède, on le fait à la main : deux hommes moulent 600 briquettes de 5 kilogrammes par jour. En Bavière, on emploie des machines à moules ouverts analogues aux tubes de la machine Evrard : elles ont l'avantage de bien laisser suinter Teau. On peut aussi se servir des roues tangentielles.

Les briquettes de tourbe sont en général employées sur place ou à de faibles distances ; elles n'ont donc pas besoin d'une grande cohésion. Celles qu'on fabrique en Bavière ont une densité de 1,20 à 1,40 : il en faut 140 kil. pour remplacer 100 kil. de houille.

En métallurgie^ la tourbe n'est guère employée que dans des fours à gaz : il n'est pas alors nécessaire de l'agglomérer, on peut brûler le menu dans des foyers convenablement disposés.

Les lignites terreux peuvent s'agglomérer comme la tourbe, à condition de les dessécher à 10 0/0 d'eau et de les broyer s'ils présentent dès fragments trop gros.

Nous avons terminé la revue des différents combustibles solides. On pourrait placer ici la description des combustibles liquides ou gazeux. Mais les premiers ne sont pas employés en métallurgie : il n'y a môme qu'en Amérique et en Russie que le pétrole donne lieu à quelques emplois industriels. Quant aux gaz, dont les applications sont très importantes, ils sont fabriqués dans des foyers spéciaux, dits gazogènes, formant souvent une partie intégrante des fours où on les brûle, ou bien ils sont des produits accessoires de certains fours métallurgiques. Leur emploi n'est à proprement parler qu'un mode détourné d'utilisation des combustibles solides. Nous les étudierons en même temps que les fours où on les produit.