Deuxième partie conique
Capacité totale de la cuye 9}035
Capacité des étalages 3,870
Capacité de Touy rage o,3io
Capacité du fourneau jusqu'à la tuyère. . 12,715
Si la cuve ne formait qu un seul tronc de cône depuis le grand ventre jusqu'au gueulard, sa capacité serait de 1 3" • 8 1 , et par conséquen t supérieure de 4" * 78 , ou moi li é environ , à son volume actuel.
Le fourneau marche au vent chaud depuis le mois de mai 1 887 , époque à laquelle on a commencé à introduire du bois dans les charges. L'appareil pour le chauffage de l'air est des plus simples. Il se compose de deux gros tuyaux en fonte de o",3o de diamètre, parallèles et placés à l'extérieur du four dans unè position horizontale, qui se trouvent réunis par quatre tuyaux horizontaux de o",2o de diamètre et de 4™>5o de longueur. Un des gros tuyaux extérieurs est séparé en deux parties égales par un diaphragme. Un des compartiments reçoit l'air froid qui traverse le four à deux reprises , et revient dans le second compartiment d'où part la conduite d'air chaud. Cet appareil présente cet avantage, que toutes les jointures sont à l'extérieur, circonstance qui rend les réparations rares et faciles. L'air peut s'y échauffer avec facilité jusqu'à 3oo degrés, et même il est rare qu'on laisse entrer dans le four toute la flamme qui s'échappe du haut fourneau. Un registre , placé dans la cheminée qui surmonte le gueulard, sert à régler l'introduction du gaz dans le four à air chaud.
Le volume du vent lancé par la machine soufflante , ramené à zéro et à la pression de o",76, est de ao mètres cubes par minute. L'orifice de la buse a o",o6i de diamètre. ^
On consomme exclusivement dans le fourneau des minerais en grains de première qualité, qui donnent des fontes destinées à l'affinage.
Au mois de décembre 1837, un mois après la mise en feu, la cbarge se composait de (i) :
Volume. Poids.
Mètres cubes. Kilogrammes.
3 Fasses de bois vert o,25o 108
2 rasses de bois desséché 0,167
2 rasses de charbon o , 167 36
7 coDges 7 de mines en grains mélangées, o , 1 5 1 272
I congé 7 de castine o , o3 1 38
Volume total de la charge 0,766
Le fourneau, dont la capacité est de I2"'*^,7i5, contient vingt-sept charges : d'où il suit que le volume occupé moyennement par chacune d'elles est de 6"**^,47-
Le bois employé renferme au moins les 0,78 d'essences dures, chêne, charme et hêtre. Il est découpé par la scie circulaire en morceaux de. 5 à 6 pouces de longueur. J'ai trouvé 3i5 kilogranunes pour le poids du cuveau de bois vert scié.
Le bois desséché et légèrement bruni que Ton retire des séchoirs établis par M. Gauthier, pèse, après le sciage, i65 kilogrammes le cuveau, ou 33o kilogranunes le mètre cube.
* (i) Les mesures «employées dans Ttisine sont :
Pour le combustible le cuveau = o"'<^,5o = 6 rasses.
Pour les minerais et la castine. . . le cuveau = o™'^,q5 = 13 congés. La corde charbonnière de 3»t*reB,33 donne au sciage :
Bois vert 3"*-<î,i3;
Bois desséché q'"-c,75.
Le mélange de minerai en grains employé pèse 1,800 kilogrammes le mètre cube. On commence par charger le bois vert, ensuite le bois desséché, le charbon, la castine et les minerais. On passait alors vingt-deux charges en seize heures , intervalle de deux coulées , et l'on obtenait par coulée i,65o kilogrammes de fonte noire destinée â Taffinage, ce qui porte le produit de la charge à 78 kilogrammes, et le rendement des minerais à 27,2 pour 100.
Le travail du fondeur n'offrait aucune difficulté. Les laitiers étaient bien fluides; après leur refroidissement, ils étaient vitreux , transparents et légèrement violacés dans les éclats minces.
Telles étaient les conditions de roulement du haut fourneau à l'époque où j'entrepris, de concert avec M. Vigoureux, neveu de M. Gauthier, les expériences que je rapporte ci-après.
Pour constater la suite des altérations qu'éprouve le bois en descendant dans le fourneau, nous avions commencé par suspendre, au bout de fils de fer n^^o , des morceaux de bois de diverses grosseurs, solidement maintenus par des armures en fer feuillard. Une seule expérience faite de ceue manière a pu réussir.
La forte contraction qu'éprouve le bois en se carbonisant rendait les précautions que nous avions prises pour le maintenir tout à fait inutiles lorsqu'il s'agissait de le retirer.
Nous avons fait alors construire en grosse tôle deux appareils en forme de cloche dont le fond était un disque maintenu par deux clavettes. La surface entière de la cloche et du disque était percée de petits trous destinés à mettre les matières renfermées dans l'intérieur de l'appareil en communication avec le courant extérieur. Les capacités de ces deux cloches étaient d'environ i litre et o"^70. Un trou ménagé à leur partie supérieure permettait de les fixer à l'extrémité du fil de fer. Pour les retirer du fourneau , on
faisait passer le fil d'altache sur la gorge d'uoe poulie en fer dont Taxe était établi à l'extrémité d'un ringard en forme de fourche quW maintenait solidement sur le gueulard. U fallait au moins quatre hommes pour retirer l'appareil d'une profondeur de 4"*»85. ^
Les produits de ces expériences ont été soigneusement garantis du contact de F air jusqu'au moment où ils ont été essayés au laboratoire de Yesoul.
Les mêmes fils de fer pouvaient difficilement servir à plus de deux opérations. Le contact des gaz carbonés qui traversent le fourneau leur fait éprouver une espèce de cémentation. Leur nerf disparait complètement , et il n'est plus possible de les recourber sur eux-mêmes sans les briser.
Expérience w° i ,
Un morceau de chêne de o"*,oj de diamètre sur o",îio de longueur, placé au bout d'un fil de 8"*,io de long et maintenu au moyen d'une armure de cercles en fer , fut descendu dans le fourneau sous la charge. On mesurait de temps en temps la longueur du fil excédant pour savoir à quelle profondeur le bois se trouvait dans le haut foiu*neau. Voici le résumé de ces observations :
HEURE à laquelle robsenratlon a été faite.
BAUTEUR
de l'apparetl dana le foaraeaa À partir do fueidard.
TEMPS
da séjour dans le fourneau.
OBSERVATIONS
mètres
fa m
On place le morceau de
bois sous la charge.
On charge.
On charge.
On retire l'appareil.
Le fil de fer était rouge, mais seulement à partir de
4", 55 du gueulard. Le morceau de chéue, au moment où il a été retiré, dégageait beaucoup de fumée; une partie assez considérable du morceau était enlevée-, toute la surface paraissait complètement carbonisée ; le centre, au contraire , était à peine bruni ; le bois présentait une multitude de fissures , dirigées de la circonférence au centre , et s'élargissant à mesure qu'on s'approchait de la surface.
Essai des produits. — J'ai essayé séparément le centre du morceau et le charbon qui s'était formé à sa surface ] j'ai trouvé pour la composition moyenne de celui-ci :
Matières volatiles. o , 3o
Charbon. o,68
Cendres 0,02
Deux essais faits à la litharge sur i gramme de charbon réduit en poussière ont donné pour moyenne : Plomb 26«',3o.
Les o,3o de matières volatiles équivalent à 0,098 de carbone.
Une rondelle de la partie centrale pesant j^^^^^^^ dont on avait séparé toute la matière déjà carbonisée, a donné la composition suivante , par calcina tion brusque au creuset
de platine ;
Matières volatiles o>747
Charbon 0,245
Cendres 0,008
Moyenne de deux essais faits chacun sur i gramme de sciure mêlée à 25 grammes de litharge , 1 6^*^,50.
Les 0,747 de matières volatiles équivalent donc à 0,21 de carbone.
Expérience 2.
On a placé dans une des cloches en tôle un morceau de chêne vert de o",o5 de diamètre avec des minerais en
grains mélangés. La cloche jelée sous la charge a élé retirée après I** i5"de séjour dans le haut fourneau; elle se trouvait alors à 3"*, 90 de profondeur au-dessous du gueulard.
Le bois que renfermait la cloche n'était nuUemènt altéré j seulement il paraissait avoii' éprouvé un commencement de dessiccation sur o°*,oo33 d'épaisseur au plus, à partir de sa surface.
Essai du bois. — J'ai essayé séparément avec la litharge la sciure di^ centre du morceau et celle provenant de la surface jusqu'à o",oo33 de profondeur.
La sciure du centre du morceau a donné pour moyenne de deux essais, plomb 13^*^,20 ; la sciure de la zone extérieure a donné, plomb 14^*^,25.
Par calcination brusque opérée sur une rondelle de ioS%92 j'ai obtenu pour la composition moyenne du bois ;
Matières volatiles o , 856
Charbon et cendres. ... o, i44
Essai des minerais, — Les minerais n'avaient éprouvé aucun changement; leur poussière était, comme auparavant, d'un jaune brunâtre, et nullement attirable au barreau aimanté.
Expérience n° 3.
Un mélange de divers minerais a élé placé dans une des cloches avec un^morceau de chêne vert et un morceau de charme desséché. L'appareil a été jeté dans le fourneau sous la charge; à 3*" 3o™ il avait atteint une profondeur de 2", 27 au-dessous du gueulard. Après 2** 3o"* il était à 5 mètres. Au reste, le tableau suivant indique sa hauteur , dans le fourneau aux différentes époques que nous* avons notées :
HEDRE
à laquelle l'obserratlon a été faite. '
HAUTEUR UO 1 apparBll
dans le foorneao h partir do gneolard.
TEMPS da séjoar
le foarneaa.
OBftERVATIONg, 1
mètre»
On charge sur l'appareil.
On charge.
On charge.
On retire la cloche au
moment de la charge.
La cloche était rouge-cerise au moment où elle a été retirée; elle a été placée daus un étouffoir jusqu'après son entier refroidissement, puis les minerais et les charbons ont été enfermés séparément dans des vases bien bouchés.
Les bois paraissent complètement carbonisés ] le charbon de chêne vert est traversé par de nombreuses fissures , et présente très-peu de consistance. Le charbon provenant du charme desséché est beaucoup plus compacte.
Essai des charbons. — L'analyse de ces deux sortes de charbon a été faite par calcination rapide au creuset' de platine ; on a obtenu :
Charbon Charbon de chêne vert, de charme desséché.
Matières volatiles. .. . 0,062 0,060
Charbon 0,918 ^j9^^
Cendres 0,020 ^0,028
Ces charbons sont donc déjà plus fortement calcinés que le charbon de forêt, qui renferme moyennement 10 pour 100 de substances volatiles.
Essai des minerais. — Les minerais étaient recouverts d'une pellicule très-mince de charbon métalloïde. Leur poussière est d'un gris noirâtre et complètement attirable
au barreau aimanté^ Tacide cblorhydriqiie les dissout sans dégagement d'hydrogène, et la liqueur précipite en brunnoir par les alcalis. J'ai constaté que le calcaire mêlé avec ces minerais n'avait subi aucune décomposition. L'analyse a donné pour la composition de ces minerais :
Oxygène
Perte an feu (eau et matières charbonneuses ) . . o , o4o » Argile ( résidu insoluble dans l'acide chlorhy- j
drîque et la potasse). . ] '
Silice gélatineuse o,o4o »
Alumine soluble 0,070 »
Oxyde de chrome trace. »
Oxyde rouge de manganèse 0,022 »
Peroxyde de fer ( * ) o , 35o 0,119
Protoxyde de fer o, i4o o,o32
Carbonate de chaux o , o25
Le rapport des quantités d'oxygène du protoxyde et du peroxyde de fer n'est pas tout à fait celui qui constitue l'oxyde magnétique Fe*0*, FeO. Je ferai remarquer que le minerai renferme une certaine quantité d'oxyde de manganèse qui notait probablement pas encore transformé en protoxyde, et dont Feircédant d'oxygène aura pu faire passer une partie du protoxyde de fer à l'état de peroxyde, dans Taltaque par l'acide chlorhydrique.
{*) J*ai recherché ta proportioo relative de peroxyde et de protoxyde de fer au moyen de Tacide uilfureux liquide. On traite i gramme de minerai par Tacide chlorhydrique concentré et pur. Quand le résidu est décoloré, on ajoute à la liqueur une dissolution bien claire d'acide sulfureux mélangée de chlorure de barium. La liqueur se trouble presque instantanément. On fait bouillir } au bout de quelques minutes, la liqueur est complètement décolorée. Quand tout Texcès d'acide sulfureux est chassé, on ajoute à la dissolation un excès de chlorure de barium et Ton filtre ; tout le sulfate de baryte cerreffpondant »u peroxyde de fer est sur le filtre avec le résidu insoluble dans Vaeide chlorhydrique. Un atome de peroayde de fer Fe'O* = 1000,0 doone i atome de sulfate de baryte SCBaO^t i/r5o,oo. 100 de sntfalede baryte correspondent à 67 de peroxyde de fer.
Expérience w** 4-
On a placé un morceau de charme desséché , un morceau de chêne vert, des mines en grains de la fontaine Godard (i), avec un fragment de castine , dans une cloche au bout d'un fil de 9", 75 de longueur. Le tableau suivant indique la hauteur de l'appareil dans le fourneau aux différentes époques.
HEURE
de
robserration.
HAUTEUR de rappareil dans le foorneaa h partir du gnenlard.
TEMPS da séjoar
dans le foarneaa.
0BSERVAT10!(8.
mètres
Il .i5
L'appareil est placé sous
la charge.
On charge.
On charge.
On charge.
On retire l'appareil.
La cloche et une certaine longueur du fil étaient rouges ; ^ le morceau de castine n'avait pas sensiblement perdu d' acide carbonique.
Essai des charbons. — Les bois étaient complètement carbonisés; le charbon de chêne vert était très-fissuré et fort peu cohérent. Essayés par calcination au creuset de platine, les charbons n'ont perdu que 5 pour 100 de leur poids de matières volatiles combustibles.
Les grains de minerai étaient tous recouverts, comme
(i) Ce minerai y dont la richesse atteint 49 pour 100 de fer, n'entre dans le Ht de fusion que pour une congé et demie ou un cinquième environ. Il renferme beaucoup d'hydrate d'alumine qui le rend assez réfractaire, et qui empêche qu'on ne l'emploie en plus forte proportion.
dans l'expérience précédente, d'un enduit de charbon métalloïde. Leur poussière est d'un brun noir, et complètement attirable au barreau aimanté. Les acides la dissolvent presque en totalité, sans qu'il y ait dégagement de gaz. L'analyse a donné pour la composition de ce minerai :
Orygéne.
Argile (insoluble dans racidechlorhy-| ^
drique et la potasse) f ' *
Silice gélatineuse o^o4o »
Alumine soluble 0,070 »
Oxyde de manganèse 0,018 »>
Peroxyde de fer o , Sgo 0,181
Protoxyde de fer . . o,25o 0,057
Le fer parait être en totalité dans ce minerai à l'état d'oxyde magnétique.
Expérience n° 5.
On a placé dans une des cloches un morceau de chêne vert de o",o54 de diamètre et de o",i62 de longueur^ on a jeté la cloche sous la charge dans le fourneau.
HEURE
à laquelle robterration a été faite.
