DISTANCE

TEMPS

h laquelle

de l'appareil

da séjour

OBSERVATIONS

l'obserTation

à partir

dans

a été faite

da gaettlard.

le foarneaa.

mètre*

h ui

Ou place l'appareil entre

le boia^t le charbon.

On charge à 4 heures.

On charge.

S.'iS

On retire l'appareil.

Essai du bais, — Le bois provenaut de cette expérieucc parait à peine altéré. Il est facile de voir que le bois a été bien moins échauilié dans cette expérience que dans la précédente, bien qu'il soit resté lo minutes de plus dans le fourneau; à la profondeur à laquelle il se trouvait, il ne paraît pas avoir éprouvé un commencement de distillation. ' Cet effet tient sans doute à ce que la clocbe était placée dans cette expérience au-dessus du bois, tandis que dans la précédente elle avait été placée sous la charge.

Expérience 7.

Deux morceaux de bois desséché ont été placés dans une des cloches sous la charge, et retirés après 1^ 3o" de séjour dans le fourneau. L'appareil était alors à 5"*, 00 au-dessoiis du gueulard. La cloche était rouge, le charbon obtenu était assez compacte et moins fissuré que celui provenant du bois vert; essayé par calcination au creuset de platine , il a donné comme composition moyenne :

Matières volatiles. . .' 0,07

Charbon o,gi

Cendres 0,02

Expérience 8.

Cette expérience avait pour but de constater si le calcaire employé comme cantine avait la faculté d'absorber l'acide acétique que produit la distillation du bois dans l'intérieur du fourneau.

La castine concassée en gros fragments fut placée avec un morceau de chêne vert dans une des cloches, et jetée dans le fourneau au milieu d'une charge, entre le bois desséché e^ le charbon. Elle a été retirée après i** 3o™ de séjour dans le fourneau. Le bois n'avait éprouvé aucun changement; seulement sa surface était recouverte d'une petite quantité de goudrou ; le calcaire était bruni à sa

surface. Traité par Feau, il a donné une liqueur neutre, d'une couleur légèrement ambrée, qui précipitait assez abondamment par Toxalate d'ammoniaque.

loo parties de calcaire renfermaient i,6 d'acétate de chaux.

Conclusions,

Les résultats des expériences que je viens de rapporter, rapprochés les uns des autres , me paraissent devoir conduire aux conclusions suivantes :

1°. Dans toute la partie supérieure de la cuve, jusqu'à une profondeur de 4™, 22 à 4"*, 54 au-dessous du gueulard, et après i*" 3o"* de séjour dans le fourneau, le bois n'éprouve pas d'altération sensible; le bois vert ne perd qu'une faible portion de l'eau hygrométrique qu'il renferme (n*^* 1 et 8)', les minerais ne perdent aucune partie de leur eau et de leur oxygène (n** 2); la castine seule absorbe une petite quantité d'acide acétique (n^ 8).

La distillation du bois commence à s'opérer à la profondeur de 4°*» 22 à 4">54. Elle s'effectue de telle sorte que la surface des morceaux d'un certain volume est déjà carbonisée , lorsque tout leur intérieur se trouve encore à l'état naturel (n°' i et 5). Ce mode de distillation produit des charbons d'une faible cohésion. Â la surface de chaque morceau de bois un peu volumineux , il s'opère un retrait considérable avant que le centre coiotimence à l'éprouver , d'où résultent de nombreuses fissures q[ui se propagent de la circonférence au centre suivant des plans passant par l'axe ou perpendiculaires à celui-ci. '

3**. A la profondeur de 5™, 19 à 5"*, 61 au-dessous du gueulard, et après 2*" 3o" ou 3 heures de séjour dans le haut fourneau, la distillation du bois est complète, et le charbon ne retient plus qu'une faible proportion de substances volatiles (n*^* 3, 4 9 7)» A 5", 61 de profondeur, la température du fourneau est le rouge-cerise, tandis qu'à

i°*,oo au-dessus elle est insuffisante pour commencer la distillation du bois : celle-ci s'opère donc entièrement , d une manière complète , dans une zone du haut fourneau dont la hauteur est d'environ i^^^oo, et dans un temps assez court qui dépend du volume des morceaux , mais qui ne dépasse pas 3o™. Elle ne s'effectue à la fois que sur deux charges , de telle manière que le bois placé à la base de la chaîne inférieure est tout à fait carbonisé , lorsque le bois desséché qui se trouve au milieu de la seconde n'éprouve pas encore d'altération notable (n°* 4) 5, 6) (i). La carbonisation du bois employé en nature dans le haut fourneau détermine donc un abaissement de température considérable qui s'opère brusquement dans un espace trèsrétréci , abaissement de température du sans doute h la chaleur latente absorbée par les gaz et par les vapeurs qui proviennent de cette distillation. Cette absorption de chaleur prouve que ces matières combustibles ne sont pas brûlées par le courant d'air en partie désoxygéné qui traverse le fourneau ^ car, s'il en était autrement, il est évident que la température de cet air s'élèverait au lieu de s'abaisser aussi rapidement.

4^. A la profondeur à laquelle le bois est complètement carbonisé, les minerais sont transformés seulement en oxyde dé fer magnétique Fe*0', FeO. Ils n'ont donc perdu que les o y 1 1 de l'oxygène qu'ils doivent abandonner pour arriver a l'état de fer métallique.

(i) La zone où la carbonisation s'opère dépend de la hauteur de chaque fourneau et de la proportion de bois en nature qu'on y consomme. Elle descend d'autant plus bas au-dessous du gueulard que la proportion de bois consommé est plus grande par rapport à celle du charbon , et que la hauteur du fourneau est plus considérable. Ainsi dans le fourneau de la Romaine, dont la hauteur totale est de ix">,33, et où Ton a employé presque constamment o»66 de bois pour o, 33 de charbon en volume , on a trouvé , à la mise hors, une trace noire de o™,33 de hauteur, tout autour de la cuTe, il 5°^, 53 au-dessous du gueulard. Si, comme cela est probable, cette trace proYient de la condensation du goudron , il faut en conclure que la chaleur

cUdt très-faible dans toute la partie supérieure du fourneau.

5^. Si l'on compare le volume des charges avec le volume de la partie du fourneau qu^ elles occupent, on trouvera qu'il n'y a pas contraction jusqu'à la profondeur de 4"*>55 au-dessous du gueulard , hauteur à laquelle la carbonisation du bois commence à s'opérer.

L'expulsion de l'eau des minerais , de presque toute l'eau hygrométrique du bois , et la distillation complète de celuici s'opérant dans une même zone du fourneau, il me sera facile de rendre compte de rabaissement de température de l'air lorsqu'il la traverse.

La charge se compose , ainsi que je Tai déjà dit plus

haut , de :

Bois vert loS*^

Bois desséclié 55

Charbon 36

Minerais mélangés 272

Castine 38

Comme l'on charge moyennement toutes les 45 minutes, la consommation par minute peut être évaluée ainsi qu'il

suit :

Bois vert 2,4©

Bois sec 1,2a

Charixm • 0,80

Minerais mêlés «. 6,04

Caslioe 0,84

En supposant que le bois vert renferme 3o pour 100 d'eau hygrométrique, qu'il laisse o^aa de charbon à la distillation , que le bois desséché laisse o,3o de charbon , que les minerais perdent moyennement 16 pour 100 d'eau combinée , on pourra évaluer comme il suit la proportion des matières volatiles expulsées par minute, savoir :

Eau hygrométrique du bois vert .... o , 720

Eau combinée des minerais o ,966

Produits de la distillation 2,006

En supposant (ce qui est probablcmeut uu miuiuium^ puisque l'eau abandonnée passe de l'ctat solide à Tétat gazeux) , que Teau dégagée par le minerai de fer n'exige pour son éraporation qu'une quantité de cbaleur latente équivalente â celle que prendrait un même poids d'eau liquide, et en adoptant le nombre 543 pour le calorique latent de la vapeur d'eau , on trouve que Févaporation de l'^^ôSô d'eau absorbera : i,686 X 543 = 916 unités de chaleur.

La chaleur latente moyenne des produits de la distillation du bois est probablement plus considérable que celle de la vapeur d'eau, puisqu'ils renferment une forte proportion de gaz permanents. Comme je ne connais aucune expérience qui ait eu pour but de déterminer la quantité de cbaleux* latente absorbée par la distillation complète du bois, je la supposerai égale à celle de la vapeur d'eau. Dans cette hypothèse, la quantité de chaleur absorbée et rendue latente, sera : 2*^*^,006 X 543 = 1 090 , laquelle, ajoutée aux 916 d^à trouvés, donne un total de 3,006 unités de chaleur.

D'autre part, la quantité d'air lancée par minute dans le fourneau étant de 20 mètres cubes , pesant 26 kilogrammes, si l'on prend 0,26 pour le coefficient du calorique spécifique des gaz qui traversent le fourneau , on trouvera que la quantité de chaleur qu^ils dégagent, lorsque leur température s'abaisse de i d^ré est de 16 x o,a6 = 6,76 j la diminution de température qui résultera de l'absorption de 2,006 unités de chaleur rendue latente , sera par conséquent de = 295 degrés.

Si l'on supposait que la chaleur latente moyenne des produits de la distillation du bois est le double de celle de la vapeur d'eau , on trouverait que l'abaissement de température doit être de ^ = 458 degrés.

En tout cas, les nombres qui viennent d'être calculés , et dont le premier est certainement un minimum , permettent

d'expliquer d'une manière satisfaisante les résultats de nos expériences , en ce qui concerne la variation brusque qu'é* prouve la température du haut fourneau; et si Ton admet ce premier résultat , on en conclura nécessairement qu'aucune portion des produits volatiles de la distillation du bois n'est brûlée par le courant d'air déjà désoxygéné qui traverse le fourneau. Au reste , l'intensité et la couleur de la flamme qui se détache du gueulard lorsqu'on roule au bois , prouve qu'une grande partie , sinon la totalité , des produits de la distillation échappe à la combustion dans l'intérieur du fourneau.

Ce fait n'a rien qui puisse surprendre. En effet , si l'on compare la quantité de vent consommée par un fourneau marchant au charbon de bois avec la quantité de charbon qu'il brûle, on trouve dans presque tous les cas que la proportion d'oxygène lancée dans le fourneau , jointe à celle abandonnée par les minerais , est supérieure de beaucoup à celle que le charbon exigerait pour se transformer en acide carbonique. On observe cependant qu'il se dégage au gueulard de très-grandes quantités d'oxyde de carbone qui se forme dans le fourneau à une très-haute température , et qui y existe avec une forte proportion d'oxygène libre.

Toutefois il est constant que la distillation du bois laisse dans le fourneau, outre le charbon , certains produits fixes , dont l'effet réductif ou calorifique n'est pas sans importance.

D'une part , une grande partie du goudron se condense dans les parties supérieures du fourneau au contact des corps froids. La nouvelle distillation qu'il éprouve plus tard doit laisser pour résidu une proportion très-notable de charbon.

D'un autre côté, on a pu voir, d'après les expériences rapportées plus haut , que la distillation du bois , et particulièrement celle de la partie centralé des morceaux d'un certain volume, s'opérait dans un espace échauffe jusqu'au rouge. La température initiale des vapeurs produites est

très -inférieure à celle de F atmosphère gazeuse à laquelle elles se mêlent. Elles doivent subir alors des modifications analogues à celles qu éprouvent les produits de la distillation du bois , lorsqu'on les fait passer à travers un tube de porcelaine cbaufle au rouge. Tous les co iiposcs ternaires se décomposent et se transforment en composés binaires , avec dépôt de charbon qui se forme de préférence sur les corps les plus échauffés. Telle est probablement Torigine de cette pellicule mince de charbon métalloïde qui recouvre .chaque grain de minerai dans nos expériences (3) et (4) (*).

Il eut été très-intéressant de rechercher la proportion de charbon que laisse le bois en se distillant dans le fourneau. Malheureusement les charbons provenant de nos expériences étaient trop fracturés pour permettre de les doser avec exactitude. D'un autre côté, d'après les résultats de quelques essais de laboratoire que je rapporte ci-après , j'ai tout lieu de croire que la proportion de charbon laissée par chaque morceau de bois , de même espèce , dans le même état de dessiccation , calciné dans le même appareil , est variable avec son poids , et d'autant plus grande jusqu'à une certaine limite, que ce poids est plus considérable. Ces essais ont été faits par calcina tion rapide dans un creuset de platine enfermé dans un creuset de terre , avec toutes les précautions qu'on prend d'ordinaire pour empêcher Faccès de l'air. Quelques-unes des rondelles avaient été préalablement desséchées sur un bain de mercure. Le tableau suivant indique les résultats de ces expériences.

(*) Cette explication donne la clef de certains phénomènes métallurgiques assez remarquables qu'on a obserrés dans le roulement du fourneau de Vellexon, en juin 1837. A cette époque, la charge en combustible se composait de 3 rasses de charbon et 3 rasses de bois desséché. La chaleur s'étant portée au gueulard, on obtint pendant quelque temps des laitiers tellement «archargés de graphite, qu'oa était obligé de les retirer arec des ringards hors du fourneau. Les minerais ne donnaient presque pas de produits. Il est bien probable que tout ce développement de graphite provenait de la distillation dabois qui s'était opérée dans un espace très-échauffé, et par conséquent dans Wft conditions les plus favorables pour la formation (\e ce6 écs^illcs graphiteuseft. IL , J2

d'ordre et

■SSENCE.

Charme Terl de «■.035 de diamètre.

HéCre mide

0",038 de diamètre.

Leb«tre(f) •irèa trois

mois de itKlonr aa llAoratoire

Chêne de tr,m de diamètre.

Cbéna rërt de o",06 de diamètre.