LES GAZ DE HAUTS FOURNEAUX
1. Progrès réalisés en sidérurgie pour abaisser la consommation de coke par tonne de fonte produite. — En métallurgie et en particulier dans l'industrie sidérurgique, la plus ou moins grande consommation du combustible influe beaucoup sur le coût d'extraction du métal. C'est donc à une meilleure utilisation du combustible que doivent viser la plupart des perfectionnements à apporter aux procédés industriels de l'extraction du fer.
Le premier progrès a consisté dans l'adoption d'un four à cuve continu, dans lequel les matières à traiter descendent au-devant des gaz qui s'élèvent.
(i) Bacji, Die Verwerlung des Koksofengases (Glilckauf, Ï9M, n°' 16-21 ; J. Springer, Berlin, 1904).
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Ad. Greiner, De l'emploi des gaz de hauts fourneaux dans les machines motrices (Communication faite à Londres, à l'Institut du fer et de l'acier, le 3 mai 1898).
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H. Hubert, De V utilisation directe des gaz des hauts fourneaux pour la production de la force motrice [Annales des Mines de Belgique, t. Il, 1891; — Note lue à l'Association des Ingénieurs de l'Ecole de Liège, le 17 octobre 1897 (Revue universelle des Mines, 1897) ; — Bulletin de la Société de V Industrie minérale, 3' série, t. XIV, 1900].
Lenxauchez, Note lue le 8 novembre 1897 à la séance du district de Paris de la Société de l'Industrie minérale.
Lûruann, Note lue le 27 février 1898 à l'Association des Sidérurgistes à Dûsseldorf.
Ch. de Mocomble, De l'utilisation des gaz de haut fourneau (Revue de Métallurgie, 2« année, n" 1 et 3, janvier et mars 1905).
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Rowdbn et Galbraith, Note lue le 18 novembre 1897 a l'Institut du fer et de l'acier de l'Ouest de l'Ecosse, à Glasgow.
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D'autre part, pour augmenter le rendement de ces appareils et pour rendre plus efficaces les échanges de chaleur, on a été amené à prolonger la zone des températures modérées dans le voisinage du gueulard, ce qui a entraîné, en môme temps qu'un accroissèment de production, la transformation des petites constructions d'autrefois en des fourneaux (Tune hauteur et (Tun diamètre plus grands.
Cette hauteur, qui était en 1881 de 19 mètres au maximum dans les hauts fourneaux de la Belgique et du Luxembourg, atteint maintenant 25 mètres dans certains fourneaux anglais et 31 m ,75 dans quelques fourneaux américains. Les diamètres au creuset et aux étalages, qui étaient au maximum de 3 mètres et de 6 m ,30, sont maintenant de 4 n ,50 et de 6 m ,90 dans les fourneaux anglais ou américains. La production de fonte par vingt-quatre heures, qui était de 60 tonnes en 1863, est aujourd'hui couramment de 100 tonnes.
Cet accroissement de la hauteur du haut fourneau a conduit immédiatement au remplacement des combustibles friables comme le charbon de bois par du coke métallurgique, capable de supporter les grandes charges, et h l'emploi de vent soufflé sous un grand volume et à forte pression. La pression du vent s'élève, dans certaines installations américaines, à 775 millimètres de mercure et sera bientôt portée, dit-on, à 1.250 millimètres; le volume de vent soufflé par minute est actuellement de 500, 700 et même 1.400 mètres cubes.
2. Économie réalisée par le chauffage du vent. — Le chauffage du veut à des températures de 600 à 800° par la combustion des gaz sortant du gueulard réalisa de son côté une économie très notable de combustible. Alors qu'au début du xix e siècle on consommait 8.000 kilogrammes de houille pour produire une tonne de fonte, l'adoption des fourneaux de production plus grande fit descendre cette dépense à 4.000 kilogrammes. Le chauffage du vent permit, dès 1850, de ne plus consommer que 3.0Û0 kilogrammes de combustible. Aujourd'hui, grâce à l'utilisation rationnelle des gaz du gueulard, on arrive à ne dépenser que 800 à 1.000 kilogrammes de coke par tonne de fonte produite.
3. Gaz sortant du gueulard. — Volume produit par tonne de coke. — Les gaz
sortant du gueulard renferment en général une assez forte proportion d'anhydride carbonique ; ils sont surtout formés d'oxyde de carbone ( t ) 1 d'azote avec un peu de gaz des marais et d'hydrogène. Ils détiennent en outre de la vapeur d'eau et une quantité variable de poussières.
Par tonne de coke brûlé, on peut compter sur une moyenne de 4.500 mètres cubes de gaz produit mesuré à 0°C. et sous une pression de 76 centimètres de mercure.
4. Volume de vent soufflé par tonne de coke. — Le volume de vent soufflé est, par tonne de coke, de 3.300 à 3.750 mètres cubes, soit en moyenne 3.500 mètres cubes.
(>) D'après M. Hubert (Annales des Mines de Belgique, t. II, 1897), le rapport entre les poids d'anhydride carbonique et d'oxyde de carbone qui existent dans les gaz sortant du gueulard peut être pris comme mesure de l'économie de la marche du haut fourneau et de l'utilisation plus ou moins complète du carbone dans la réduction de l'oxyde de fer du
CO 2 minerai. Ce rapport ^rg-» qui est variable suivant les époques et les régions, est compris en Belgique entre 0,5 et 0,7.
Dans ses études sur la fabrication de la fonte blanche {Revue universelle des Mines, t. XXXIX, i™ série), J. Wolter donne pour ce rapport 0,853, le fourneau étant alimenté exclusivement au moyen de minettes du Luxembourg, riches en calcaire. Mais il cite aussi, d'après L. Bell, pour les fourneaux de Gleveland, des rapports de 0,38; 0,68 -,0,5 1; 0,62.
En somme, on peut dire que ce rapport J". * , e ' est compris entre 0,40 et 0,85,
5. Nature et composition des gaz du gueulard. — La nature et la composition des gaz sortant du gueulard dépendent de la nature du minerai, de la quantité de coke et du volume de vent soufflé.
Dans un fourneau employant un combustible, un minerai et un fondant de natures déterminées, la composition des gaz ne varie que peu pendant la marche ; quelques analyses suffisent pour déterminer la moyenne de la composition et du pouvoir calorifique.
Les nombres suivants résultent d'un très grand nombre d'analyses ( 1 ).
TABLEAU XIX COMPOSITION EN VOLUME DES GAZ DE HAUT FOURNEAU ALIMENTÉS AU COKE
