EFFICACITÉ COMMERCIALE DU FOUR ELEKTROMETALL

Dans la deuxième partie de ce rapport des données numériques sont présentées en Ce qui regarde la consommation de force électrique, de charbon de bois, d'électrodes et de main d'oeuvre par tonne de funte mais on doit d'abord faire quelques remarques générales sur l'application de ces données.

Le premier point à considérer est celui de l'exploitation constante du four. Supposant qu'une usine de réduction comprenne un four et que l'usine ait un contrat pour utiliser 3,000 K.W. d'énergie électrique. Quelles proportions du montant payé seront actuellement utilisées dans le four, pendant qu'il est exploité et quelle proportion du temps total sera perdue à cause de l'arrêt du four pour de petites réparations, le regarnissage, la construction ou les jours de congé? Nous pouvons supposer que l'usine ne peut pas prendre plus que 3,000 K.W. pendant une durée de temps appréciable et que le but des usiniers est de consommer toute la charge {fours moteurs et lumières) À une quantité aussi près que possible de 3,000 K.W.

Tout d'abord on remarquera que l'énergie électrique est fournie à haute tension (disons 10,000 volts) et transformée à 80 ou 90 volts pour servir dans le four. © eci cause une perte de 3 pour cent environ sur toute l'énergie mais comme toutes les mesures d'énergie sont prises sur le côté haute tension des transformateurs, on ne saurait corriger de ce chef les chiffres donnés pour les kilowats-heures par tonne de fonte.

La quantité d'energie électrique consommée pour faire fonctionner les moteurs et éclairer l'usine est d'environ 23 pour cent de l'approvisionnement total; c'est-à-dire 75 K.W. ou 100 c.v. pour l'usine qui a un four de 3,000 K.W.

Le second point à considérer est l'uniformité de la charge du four car ceci détermine jusqu'à quel point rapproché du maximum on peut porter la charge moyenne. La figure 1 est la reproduction du tracé moyen du wattmètre pour un four et elle donne une idée de l'étendue des irrégularités en énergie ainsi

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que la cause de celles-ci. La coulée est faite une fois toutes les six heurer et à mesure que la fonte et les laitiers sont enlevés du four, la résistance électrique augmente tandis que le courant et l'énergie diminuent. Le conducteur du four remédie à cela aussi prompterment que possible en élevant le voltage de l'approvisionnement ; l'énergie augmente et devient bientôt trop élevée alors qu'il faut accomplir la correction dans l'autre sens. En outre des profondes modifications apportées par la coulée il se produit des changements moins importants causés par le tassage de la charge dans le four et par d'autres causes semblables. La régularisation des électrodes nécessite aussi une baisse temporaire dans la consommation de l'énergie. Dans un four à six électrodes le cnurant est enlevé à une paire d'électrodes, ce qui cause la perte de près d'un tiers de l'énergie pendant qu'on fait la réglage, occupation qui demande plusieurs minutes. En interprétant le tracé nous pouvons supposer que le maximum de l'énergie disponible est de 2,700 K.W,. et on verra clairement que lamoyenne utilisée est inférieure à ce maximum d'environ 200 K.W. ou 74 pour cent du maximum.

On peut sans crainte supposer que la moyenne d'énergie utilisée, tandis que le four est en opération, représente environ 92 pour cent du maximum et, en soustrayant en outre 2 pour cent pour l'éclairage et les moteurs, nous constatons que, durant l'opération, le four consomme environ 90 pour cent de l'énergie fournie à l’usine.!

Il reste encore à considérer le facteur important des congés et des suspensions de travail pour réparations et pour regarnir la boîte à feu parce que, durant ces périodes, on paye pour l'énergie électrique sans pourtant fa''quer de fonte. Les rapports sur les fours de Domnarfvet et de Trollhättan donnés ci-après, montrent que les congés—alors que le feu des fours est couvert se inontent à 9 ou 10 jours par année (24 pour cent) et les autres arrêts à deux ou trois semaines, ce qui fait une perte totale de temps de 8 ou 9 pour cent sur le tout.

Er réunissant ces chiffres nous constatons que l'énergie utilisée par le four représente environ 82 ou 83 pour cent du montant brut payé pour cette énergie.

4 Si nous laissons de côté les pertes au transformateur, comme il est expliqué ci-dessus, en mesurant toute l'énergie sur le côté haute tension de ce transformateur.

wattmètre pendant douze heures

Fig. 1. Four Elektrometall. Tracé du

Dans ce cas, probablement 5 pour cent du temps total représente les arrêts, pour des réparations importantes ou pour le regarnissage, durant lesquels le four se refroidit et doit être réchauffé. On pourrait éviter en partie cette perte de temps en ayant un four additionnel qui pourrait être mis en marche dès qu'il serait nécessaire d'arrêter le premier pour le réparer mais cette ligne de conduite serait sans doute peu économique car il faudrait doubler la capacité de l'usine pour économiser 5 pour cent du temps. Cependant, si l'usine comprend trois ou quatre fours, il serait sans doute profitable d'avoir un four supplémentaire prêt à mettre en opération dès que l'un des autres doit être arrêté. En outre, en exploitant trois ou quatre fours, il sera possible d'utiliser une proportion plus élevée du maximum d'énergie car les irrégularités causées par la coulée, par exemple, seraient relativement de moindre importance et l'on pourrait s'arranger de manière à ne pas faire deux coulées simultanées des fours. Dans ces conditions il serait possible de garantir que les fours pourraient utiliser 90 pour cent de toute l'énergie payée.

Le degré possible dans la continuité des opérations est de la plus haute importance, non seulement en ce qui regarde le coût de l'énergie électrique mais aussi par rapport à la main d'oeuvre, à la direction, à l'intérêt sur le capital et aux dépenses fixes.

Les chiffres de consommation d'énergie donnés dans la deuxième partie de ce rapport se rapportent à l'énergie actuellement utilisée dans le four (et le transformateur) pendant que l'on fabrique une tonne de fonte. Ces chiffres devraient être augmentés au taux d'environ 100/82 pour trouver le nombre de kilowatt-heures qu'on doit porter au prix d'une tonne de fonte, ou le nombre de tonnes de fonte qu'on peut fabriquer pour chaque cheval-vapeur annuel qui est payé.

La somme d'énergie électrique nécessaire pour fabriquer une tonne de fonte dépend à la fois du genre de fonte fabriquée et de la proportion de fer dans le minerai. En groupant les résultats nous trouvons :—

(1) A Domnarfvet et à Trollhättan, avec des minerais contenant 58 à 60 pour cent de fer, le fer basique Bessemer demande 2,245 K.W. heures; tandis que le four Siemens-Martin à acide demande 2,116; ou un chiffre moyen de 2,200 K.W. heures.

(2) A Domnarfvet et à Hagfors, avec des minerais contenant 50 pour cent de fer, le fer au four Siemens-Martin demande 2,500 2,600 K.W. heures dans une usine et 2,500 K.W. heures dans l’autre, ou une moyenne de 2,500 K.W. heures.

I1 semble que, pour ces catégories de fer l'effet de la richesse du minerai est plus prononcé qu'une différence quelconque entre les qualités de la fonte. Pour fabriquer de la fonte grise pour l'usage des fonderies, cependant, il faut nécessairement augmenter la consommation d'énergie comme on peut le voir dans les tableaux du coût établis par M. Grôünwall.

En corrigeant les chiffres 2,200 et 2,500 au taux de 100/82 nous obtenons 2,700 et 3,050 K.W. heures, ou 0-41 et 0-47 c.v. année comme montant d'énergie électrique qu'on devra payer afin d'obtenir une tonne de cette fonte en employant des minerais riches de 60 pour cent et 50 pour cent en fer. Il est donc clair que, si nous comprenons les chiffres encore plus élevés repr sentant les prix des fontes de fonderies la consommation effective d'énergie électrique pour fabriquer une tonne € nte est, dans les conditions actuelles, tout près d’un demiche .-vapeur année. Le chiffre 2,400 K.W. heures donné par M. Grôünwall dans ses estimés pour la fabrication de la fonte blanche au charbon de bois avec un minerai titrant 60 pour cent peut être obtenu en prenant la consommation observée de 2,200 et en se servant du facteur 100 /90, ce qui est possible dans des conditions excessivement favorables, ou encore en prenant le chiffre moins élevé 2,040 et en se servant du facteur 100/85. On peut ici remarquer que la meilleure efficacité électrique, de même que la plus grande production d'un four pourront s'obtenir en élevant autant que possible l'approvisionnement électrique. La qualité de la fonte obtenue dans ces conditions peut ne pas être aussi bonne qu'avec une énergie électrique mions élevée et la durée du four sera certainement diminuée. Ces considérations ne devraient pas être oubliées en ce qui regaue l'économie électrique d'un four; et les chiffres cités ne montrent pas nécessairement la plus grande économie possible en se servant des fours Elektrometall.

La consommation de charbon de bois est de 23-6 hectolitres à 23-95 hectolitres, disons 23:8 hectolitres ou 53 boisseaux

(bien remplis)! par tonne de fonte blanche fabriquée avec du minerai titrant 60% à Domnarfvet et à Trollhättan. A Hagfors, avec un minerai titrant seulement 52%, il ne faut que 21 hectolitres de charbon de bois, ou 47 boisseaux (bien remplis), par tonne de fonte. Si nous disons qu'un hectolitre de charbon de bois pèse, sec, 15 kilog., nous avons 357 et 315 kilogrammes par tonne. M. Grôünwall donne une estimation de 340 kilogs. ce qui tombe entre ces chiffres, et 370 kilog. pour la fonte grise.

La consommation de charbon de bois dépend de la nature du minerai (le minerai hématite en demande plus que le minerai magnétique) et de la proportion de CO: dans les gaz du four; plus il y a de CO: dans les gaz, moins on consomme de charbon de bois. C'est pour cette raison que la circulation des gaz dans le four réduit le chiffre de consommation du charbon de bois. Les fours du type Helfenstein, qui n’ont pas de cuve pour la réduction du minerai, et pas de circulation de gaz, consomment une quantité de charbon de bois de beaucoup plus élevée mais, d’un autre côté, ils fournisser * une grande quantité de gaz que l’on peut utiliser pour chauffer des fours Siemens-Martin ou autres fours. A Hagfors, les gaz provenant des fours Elektrometall sont utilisés pour chauffer des fours Siemens-Martin et leur valeur a été donnée comme étant de 50 à 75 cents par tonne de fonte fabriquée dans le four.

La consommation, c'est-à-dire l'usure des électrodes, a diminué au cours des dernières années. Celles qui sont en usage actuellement et qui sont fabriquées par des Allemands sont de forme cylindrique et composées en majeure partie d'anthracite. Leur diamètre est de 550 ou 600 mm. ; on les fournit en longueurs de 1m. 50 ou 2 mètres +: .:n y a placé des tenons filetés en carbone pour les ajouter bout à bout. Conséquemment, il n’y a pas de bouts non utilisés ce qui, autrefois, représentait une grande différence entre la consommation brute et la consommation nette des électrodes. Il existe néanmoins encore une légère différence dûe au bris des électrodes pendant leur maniement.

Les chiffres cités dans ce rapport pour la consommation brute des électrodes sont de 7 kilogs, 6 kilogs, 8 kilogs et 4 kg. 64

1 Voir la table des poids et mesures à la fin du rapport.

par tonne de fonte. Il y a aussi un chiffre plus récent de 3 kg. par tonne de fonte. M. Grünwall donne le chiffre de 6 kilogs. (pour de la fonte blanche au charbon de bois).