PARTIE III. FOURNEAU DE FUSION
tant plus indispensable de donner beaucoup de capacité à cette partie du fourneau, qu'elle n'est pas seulement destinée au passage de l'air, qui doit favoriser, ou, pour mieux dire, opérer la combustion; elle doit encore contenir le charbon et le creuset; en sorte qu’on ne peut compter, pour le passage de l’air, que l'intervalle que laissent entre eux les charbons.
C'est d’après ces principes que j'ai construit mon fourneau de fusion,et je ne crois pas qu’il en existe aucun qui produise un effet plus violent. Cependant je n’ose pas encore me llatter d'ètre arrivé à la plus grande intensité de chaleur qu’on puisse produire dans les fourneaux chimiques. On n’a point encore déterminé par des expériences exactes l'augmentation de volume que prend l’air en traversant un fourneau de fusion, en sorte qu’on ne connaît point le rapport qu’on doit observer entre les ouvertures inférieures et supérieures d’un fourneau : on connaît encore moins la grandeur absolue qu'il convient de donner à ces ouvertures. Les données manquent donc, et on ne peut encore arriver au but que par tâtonnement.
Ce fourneau est représenté pl. XIII, fig. 6. Je lui ai donné, d'après les principes que je viens d’exposer, la forme d’un sphéroïde elliptique ABCD, dont les deux bouts sont coupés parun plan qui passerait par chacun des foyers perpendiculairement au grand axe. Au moyen du renflement qui résulte de cette figure, le fourneau peut tenir une masse de charbon considérable, et il reste encore dans l’intervalle assex d’espace pour le passage du courant d'air.
Pour que rien ne s’oppose au libre accès de l'air extérieur, je l'ai laissé entièrement ouvert par-dessous, à l’exemple de M. Macquer, qui avait déjà pris cette même précaution pour son fourneau de fusion, et je l'ai posé sur un trépied. La grille dont je me sers est à claire-voie et en fer méplat; et, pour que les barreaux opposent moins d’obstacle au passage de l’air, je les ai fait poser, non sur leur côté plat, mais sur le côté le plus étroit, comme on le voit figure 7. Enfin, j’ai ajouté à la partie supérieure .1 B un tuyau de 1 8 pieds de long en terre cuite, et dont le diamètre intérieur est presque de moitié
TRAITÉ ÉLÉMENTAIRE DE CHIMIE, de celui du fourneau. Quoique j'obtienne déjà avec ce fourneau un feu supérieur à celui qu'aucun chimiste se soit encore procuré jusqu'ici, je le crois susceptible d'être sensiblement augmenté par les moyens simples que j’ai indiqués, et dont le principal consiste à rendre le tuyau FGAB le moins bon conducteur de chaleur qu’il soit possible.
Il me reste à dire un mot du fourneau de coupelle ou fourneau d'essai. Lorsqu'on veut connaître si du plomb contient de l’or ou de l'argent, on le chaude à grand feu dans de petites capsules faites avec des os calcinés, et qui. en termes d essai, se nomment coupelles. Le plomb s'oxyde, ii devient susceptible de se vitrifier, il s'imbibe et s inrorporc avec la coupelle. On conçoit que le plomb ne peut s'oxyder qu'avec le contact de l'air; ce ne peut donc être, ni dans un creuset, où le libre accès de l’air extérieur est interdit, ni même au milieu d'un fourneau, à travers les charbons ardents, puisque l'air de l’intérieur d'un fourneau, altéré par la combustion et réduit, pour la plus grande partie, à l étal de gaz azote et de gaz acide carbonique , n’est plus propre à la calcination et à l’oxydation des métaux. Il a donc fallu imaginer un appareil particulier où le métal fût en même temps exposé à la grande violence du feu, et garanti du contact de l'air devenu incombustible par son passage à travers les charbons. Le fourneau destiné à remplir ce double objet a été nommé, dans les arts, fourneau de coupelle. Il est communément de forme carrée, ainsi qu’il est représenté planche XIII, figure 8. Voyez aussi sa coupe figure i o. Comme tous les fourneaux bien construits, il doit avoir un cendrier A ABU, un foyer BBCC, un laboratoire CCDD, un dôme DDK E.
C’est dans le laboratoire qu’on place ce qu'on nomme le inouffle. C’est une espèce de petit four GH (fig. g et ni), fait de terre cuite et fermé par le fond. On le jiose sur des barres qui traversent le fourneau; il s'ajuste avec l’ouverture G de la porte, et on l’y lute avec de l’argile délayée avec de l’eau. C’est dans celle espèce de four que se placent les coujieiles. On met du charbon dessus et dessous le mouille par les portes du dôme et du foyer; l’air qui est entré [>ar les miver-
PARTIE III, FOURNEAU DE COUPELLE, tures du cendrier, après avoir servi à la combustion, s’échappe par l'ouverture supérieure EE. A l’égard du mouille, l'air extérieur y pénètre par la porte GG, et il y entretient la calcination métallique.
En réfléchissant sur cette construction, on s’aperçoit aisément combien elle est vicieuse. Elle a deux inconvénients principaux : quand la porte GG est fermée, l’oxydation se fait lentement et difficilement, à défaut d’air pour l’entretenir; lorsqu’elle est ouverte, le courant d’air froid qui s’introduit fait figer le métal et suspend l’opération. Il ne serait pas difficile de remédier à ces inconvénients, en construisant le mouille et le fourneau de manière qu’il y eût un courant d'air extérieur toujours renouvelé, qui rasât la surface du métal. On ferait passer cet air à travers un tuyau de terre qui serait entretenu rouge par le feu même du fourneau, afin que l'intérieur du mouille ne fût jamais refroidi; et on ferait en quelques minutes ce qui demande souvent un temps considérable.
M. Sage a été conduit par d'autres principes à de semblables conséquences. Il place la coupelle qui contient le plomb allié de lin dans un fourneau ordinaire à travers les charbons; il la recouvre avec un petit mouille de porcelaine, et, quand le tout est suffisamment chaud, il dirige sur le métal le courant d'air d’un soufflet ordinaire à main : la coupellation, de celte manière, se fait avec une grande facilité, et, à ce qu'il parait, avec beaucoup d’exactitude.
$ lit.
MS NOÏKSS D-.IDCWVTU 1 0»SII>»BlBl tlO:'T L'OCTKM IH Kit . I» stIWTITt KST LI GAI 01(4)1 À L'AIR DE L'ATMOSPHÈRE.
On a obtenu avec les grands verres ardents qui ont été construits jusqu’à ce jour, tels que ceux de Tschirnhauscn et celui de M. de Trudaine. une intensité de chaleur un peu plus grande que celle qui a lieu dans les fourneaux chimiques, et même dans les fours où l'on cuit la porcelaine dure. Mais ces instruments sont extrêmement chers, et ils ne vont pas même jusqu’à fondre le platine brut; en sorte que leur avantage, relativement à l’elfet qu’ils produisent, n’est presque
d'aucune considération, cl qu'il est plus que compensé parla difliculté
de se les procurer cl même d’en faire usage.
Les miroirs concaves à diamètre égal font un peu plus d’effet que les verres ardents; on en a la preuve par les expériences faites par MM. Macquer et Baumé, avec le miroir de M. l'abbé Bouriot; mais, comme la direction des rayons réfléchis est de bas en haut, il faut opérer en l'air et sons support, ce qui rend absolument impossible le plus grand nombre des expériences chimiques.
(les considérations m'avaient déterminé d’abord à essayer de remplir de grandes vessies de gax oxygène, à y adapter un tube susceptible d’être fermé pur un robinet, et à m'en servir pour animer avec ce gaz le leu des charbons allumés. L’intensité de chaleur fut telle, même dans mes premières tentatives, que je parv ins à fondre une petite quantité de platine brut avec assez de facilité.
C’est à ce premier succès que je dois l’idée du gazomètre dont j’ai donné la description, pag. atio et suivantes. Je l'ai substitué aux vessies; et. comme on peut donner au gaz oxygène le degré de pression qu'on juge à propos, ou peut non-seulement s’en procurer un écoulement continu, mais lui donner même un grand degré de vitesse.
Le seul appareil dont on ait besoin pour ce genre d'expériences consiste en une petite table .1 BGD ( pi. XII, fig. «5). percée d’un trou en F, à travers lequel ou fait passer un tube de cuivre ou d'argent FG, terminé en G par une très-petite ouverture, qu'on |>ent ouvrir ou fermer par le moyen du robinet II. Ce tube se continue par-dessous la table en Imno, et va s’adapter au gazomètre, avec l’intérieur duquel il communique. Lorsqu'on veut opérer, on commence à faire avec le tournevis Kl un creux de quelques lignes de profondeur dans un gros charbon noir. On place dans ce creux le corps que l’on veut fondre : on allume ensuite le charbon avec un chalumeau de verre, à la flamme d’une chandelle ou d'une bougie; après quoi on l'expose au courant du gaz oxygène qui sort avec rapidité par le bec ou extrémité G du tube FG.
Celle manière d'opérer ne peut être employée que pour les corps
PARTIE III, EMPLOI DU GAZ OXYGÈNE, qui peuvent être mis sans inconvénient en contact avec les charbons, tels que les métaux, les terres simples, etc. A l'égard des corps dont les principes ont de l'allinité avec le charbon, et que cette substance décompose, comme les sulfates, les phosphates, et en général presque tous les sels neutres, les verres métalliques, les émaux, etc. on se sert de la lampe d'émailleur, à travers laquelle on fait passer un courant de gaz oxygène. Alors, au lieu de l’ajutage recourbé F G, on se sert de celui coudé ST, qu’on visse à la place, et qui dirige le courant de gaz oxygène à travers la flamme de la lampe. L'inlensité de chaleur que donne ce second moyeu n’est pas aussi forte que celle qu’on obtient par le premier, et ce n’est qu’avec beaucoup de peine qu’on parvient à fondre le platine.
I>es supports dont on se sert dans celte seconde manière d’opérer sont ou des coupelles d’os calcinés, ou de petites capsules de porcelaine, ou même des capsules ou cuillers métalliques. Pourvu que ces dernières ne soient pas trop petites, elles ne fondent pas, attendu que les métaux soûl bons conducteurs de chaleur, que le calorique se répartit en conséquence promptement et facilement dans toute la masse, et n'en échauffe que médiocrement chacune des parties.
On peut voir dans les volumes de l’Académie, année 1 78a, p. h 76. et 1783, p. 073, la suite d’expériences que j’ai fnites avec cet appareil. Il en résulte :
i° Que le cristal de roche, c’est-à-dire la terre siliceuse pure, est infusiblc; mais qu’elle devient susceptible de ramollissement et de fusion, dès quelle est mélangée;
a° Que la chaux, la magnésie el la baryte ne sont fusibles ni seules, ni combinées ensemble; mais qu’elles facilitent, surtout la chaux, la fusion de toutes les autres substances;
3° Que l’alumine est complètement fusible seule, et qu’il résulte de sa fusion une substance vitreuse opaque, très-dure, qui raye le verre comme les pierres précieuses;
4“ Que toutes les terres et pierres composées se fondent avec beaucoup de facilité, et forment un verre brun;
5° Que toutes les substances salines, même l’alcali fixe, se volatilisent en peu d'instants;
(i° Que l’or, l’argent, etc. et probablement le platine, se volatilisent lentement à ce degré de feu, et se dissipent sans aucune circonstance particulière;
7" Que toutes les autres substances métalliques, à l’exception du mercure, s’oxydent, quoique placées sur un charbon; qu’elles v brillent uvcc une flamme plus ou moins grande et diversement colorée, et finissent par se dissiper entièrement ;
8° Que les oxydes métalliques brident également tous avec flamme; ce qui semble établir un caractère distinctif de ces substances, et ce qui inc porte à croire, comme Bergman l’avait soupçonné, que la baryte est un oxyde métallique, quoiqu’on ne soit pas encore parvenu à en obtenir le métal dans son état de pureté;
<jn Que, parmi les pierres précieuses, les unes, comme le rubis, sont susceptibles de se ramollir et de se souder, sans que leur couleur et même que leur poids soient altérés; que d’autres, comme l'hyacinthe, dont la fixité est presque égale il celle du rubis, perdent facilement leur couleur; que la topaze de Saxe, la topaze et le rubis du Brésil non-seulement se décolorent promptement à ce degré de feu, mais qu’ils perdent même un cinquième de leur poids, et qu'il reste, lorsqu'ils ont subi cette altération, une terre blanche semblable en apparence à du quartz blanc ou à du biscuit de porcelaine; enfin, que l’émeraude, la chrysolilc et le grenat fondent presque sur-lechamp en un verre opaque et coloré;
to" Qu’à l’égard du diamant, il présente une propriété qui lui est toute particulière, celle de se brûler à la manière des corps combustibles et de se dissiper entièrement.
Il est un autre moyeu dont je n’ai point encore fait usage, pour augmenter encore davantage l'activité du feu par le moyen du gaz oxygène; c’est de l'employer à souiller un feu de forge. M. Acliard en a ou la première idée; mais les procédés qu’il a employés, et ou moyeu desquels il croyait dépblogisliquer l’air de l’atmosphère, ne l’ont ron-