Quand on veut mettre en marché un four
neau neaf ou qui vient d'être réparé, on y allume
d'aboi (1 nii feu léger aiui de dessécher lentement la maçonnerie; puis ou élève peu à peu la température eu ajoutant des quantités de plus en plus grandes de combustible. Au bout de plusieurs Jours, on commence à iiUi oduire le niiiierai dans le fourneau, en débutant par de faibles charges, que Ton augroenle progressivement jusqu'à ce que l*on soit arrivé à la proportion normale.
Pour fondre les matières étrangères du minerai, on ajoute en outre un fondant qui est destiné à former avec la gaQgue terreuse des silicates fusibles ou laUiers. La nature du fondant dépend de celle de la gangue : si celle-ci est argileuse, comme c'est le cas le plus fréquent, on emploie du calcaire {casline des ouvriers); si elle est calcaire, on ajoute deTargile (erbue). On peut aussi chercher à combiner les minerais argileux et les minerais calcaires, de sorte que leurs gangues se londeul réciproquement sans Taddition d'un fondant*
En résumé, pour produire de la fonte, il faut introduire dans le liaul-lourncau trois espèces de matières : du minerai de fer, du combustible et du fondant. Les proportions relatives de ces trois matières doivent être soigneusement établies à Tavance, d'après les données de rexpèrieoce et de la théorie, et, une fois qu'elles sont iixées , elles ne varient plus guère pendant la marche du fourneau.
Les charges sont amenées au gueulard, tantôt sur un plan incUuè, taulùl par uu appareil èlévaloire, ou
monte-charge, mis eo moavement par une machine.
Le corabuslible employé [jour la lusion du minerai de fer esl le charbon de bois ou le coke. Le premier donne une cendre pea abondante el fusible ; le coke au contraire fournit une assez forte proportion de cendres, et, en outre, il cuulienl du soufre qui influe d*une manière fâcheuse sur les quahiès de la fonte* Aussi les fontes au bois sont-elles plus estimées que les fontes au coke.
1Î56. ' — Un haui-lourneau étant en marche, cherchons à nous rendre compte des réactions qui s*y produisent.
Sous ririfluence de Tair lancé par les tuyères , le
charbon qui se trouve dans l'ouvrage brûle avec vivacité et dégage de Tacide carbonique. Ce gaz (end naturellement à monter; en traversant les étalages, il rencontre du charbon incandescent auquel il abandonne une partie de son oxygène pour se transformer en oxyde de carbone. Ce dernier gaz , à son tour, monte dans la cuve où la température est rouge sombre el où il rencontre un mélange de charbon et de minerai de fer ; à cette température, il réagit sur Toxyde de fer et lui enlève son oxygène pour repasser à 1 état d'acide carbonique; puis il sort par le gueulard, mélangé avec d'autres gaz , éminemment combusUbles, dont nous n'expliquerons pas la formation, parce que cela n'est pas essentiel à notre sujet.
Les matières solides suivent un chemin inverse de celui des matières gazeuses , et elles descendent peu
à peu tandis que ces dernières montent. A la partie supérieure du (ouraeau, la température n'est pas assez élevée pour que le combustible s'euflamme ; le mtoerai s*y dessèche seulement sons Flnfluence des gaz chauds qui le traversent. Plus bas, la transformation de Toxyde de fer en fer métallique commence» au contact de Toxyde de carbone » et elle s'achève an ventre et dans les étalages. Au bas des étalages, où règne la température la plus élevée, le métal se combine avec un peu de charbon et passe à Tëtat de foute. ' En même temps, la gangue se combine avec le fondant pour former les laitiers.
Ce mélange de fonte et de laitiers tombe dans le creuset, à un état de fluidité parfaite; là, en vertu de la différence des densités , il s'opère une séparation, et la fonte se rend au fond, tandis que les laitiers oc* cupentla partie supérieure. Quand ces derniers, dont le volume est beaucoup plus considérable que celui de la fonte, dépassent le niveau de la dame, ils s'écoolent par dessus et débarrassent le creuset.
La fonte s'accumule ainsi peu à peu dans le creuset et y conserve sa liquidité. On calcule généralement les dimensions de ce creuset de manière qu'il puisse contenir la quantité de métal produit pendant douze heures. Deux fois par vingt-quatre heures, on fait sortir la fonte, mais sans interrompre la marche du fourneau ; on a soin seulement d'arrêter le vent pendant la coulée.
Pour faire la coulée, il suffit d'enlever un tampon d'argile qui bouche le trou de coulée placé au bas du
fourneau sur Tua des côtés de la dame. Ud ruisseau
de mêlai, d'un routée vif, s'élance alors en projetant des étiocelies , et se répand dans des sillons creusés à Tavance dans le sol sableux de Tusine. Quand la fonte est refroidie , elle se présente sous forme de
prismes qui sont connus sous le nom de 6aumons ou de gueuses.
Quelquefois on emploie la fonte, immédiatement au sortir du fourneau, pour fabriquer des objets moulés;
mais nous ne nous occuperons pas ici de celle opplicaliou que nous èludierons plus loin ; pour le moment nous n'avons en vue que la production de la fonte brute.
157. — Nous avons dit que les gaz qui sortent du haul-fourncau sont combustibles. Il était naturel de chercher à tirer parti de ia chaleur dégagée par la combustion de ces gaz, chaleur qui, d*aprés la théorie, est supérieure à celle qui se développe dans le fourneau lui-même. Apres bien des tentatives, on y est parvenu, et maintenant on utilise les gaz pour produire de la vapeur et pour chauffer Tair injecté dans le fourneau.
Presque tous les hauts-fourneaux reçoivent maintenant de l'air chaud, dont la température atteint quelquefois 300<*. On obtient ainsi une économie notable de combustible et un rendement plus élevé en
fer; mais quelques métallurgistes prôteiulenL que 1 air chaud a l iiiconvénient de rendre la fonte plus aigre et plus difiicile à travailler.
158. — Suivant la nature du mioerai employé, et surtout suivant la température à laquelle s* est opérée la fusion , on produit dans les hauts-fourneaux des fontes de propriétés trés-diverses que l'on peut cependant ramener à deux types principaux : la fonle blanche et la fonU grise.
La première est produite à une température plus basse que la seconde, et par suite c*esl celle dont la fabrication exige la moins grande consommalion de combustible. Elle est, comme Tindique son nom, de couleur blanche ; elle est très^dure, cassante, et se laisse difficilement Iravinllor; elle fond à 1,100'' environ, mais elle n'est jamais très-ûuide et ne peut guère prendre que Télat pâteux. Elle convient surtout pour la fabrication du fer et de l'acier.
La fonte grise est obtenue à une température plus élevée. Elle est douce, grenue et facile à travailler ; elle n*entre en fusion qu'à 1,260** , mais, comme elle devient très-lBuide, elle est très-convenable pour le moulage.
En raison des usages auxquels on destine ces deux espèces de fontes , on donne quelquefois dans Tinduslrie à la première le nom de fonîê d'affinage, à
la secoiule celui de fonle de moulage. Ce qui les différencie surtout, au point de vue chimique, c'est Tétat sous lequel s*y trouve le carbone : dans la fonte blanche , cet élément est réparti dans toute la masse
et semble plulôl combiné que mélan^ïé au fer; dans la fonte grise, au contraire, la majeure partie du
earbone est irrègaliërenaenl dislribuéei soas forme de petites paillettes.
159. — 11 y a quelques années à peioe, il n*existait dans le dèpartemeot des Ardeones que des hautsfourneaux marchant au charbon de bois ; ils étaient
tous d assez peliles diineusions et ne produisaiout que 3 1/2 à 5 tonnes de fonte par jour. Mais maintenant la fusion du minerai de fer au charbon de bois n*est plus guère possible en présence du prix trèsinférieur auquel est descendue la fonte, et le coke est Je combustible le plus répandu. Eu même temps que s*est opérée cette transformation, on a considérablement agrandi les dimensions des foumeanx; ainsi il existe à VIreux deux hauls-fourneaux dont Tun peut produire 45 tonnes de fonte par jour et l'autre 35; ils ont environ 16 mètres de hauteur.
Pour produire 1,000 kilog. de fonte, on consomme en moyenne 1,200 kilog. de coke quand on marche en fonte d'afûuage, et 1,400 kilog. quand on marche en fonte de moulage. La quantité de minerai nécessaire est, dans le département des Ârdennes, de 3,300 à 2,800 kiiog., sLiivaiit le rendement de ce minerai.
La production de 1 ,000 kiiog. de fonte au charbon de bols exige 5 à 5 1/2 mètres cubes de charbon. Souvent, comme dans les usines de Haraucourt et d'Âpreniunt, on remplace une partie de ce combustible par du bois.
flloulane de la fonte.
