PRODUCTION DU FER BRUT

Classification des minerais de fer.

Le tableau suivant donne un relevé de la quantité de fer contenue dans divers minerais de fer.

Espaces.

Fer oxydulé . . .

Fer oligiste ....

Fer oxidé rouge .

Variétés.

Fer hydraté.

Fer carbonaté.

For silicieux .

t En masses . . .

{ Arénacé

{ Hématite ....

{ Compacte. . . .

( Ocreux

Brun

Compacte . . .

Oolite

Granuleux . . .

Limoneux . . .

| Spathique blanc \ Spathique brun

> Litboïde

J Oxydulé ....

I Oxydé

Fer rtklnit.

Grillage des minerais.

Dans un four à grillage on peut griller 15000 à 20000 kilogrammes de minerais dans les 24 heures. Pour 100 kilogrammes de minerais, il faut employer 4 à 5 kilogrammes de houille.

Poids d'un mètre cube de charbon de bois.

Charbon de bois de hêtre (cimées) . .

kilogrammes

— — hêtre (rondins) . .

— — chêne

— — chêne fendu . . . .

— — tendre

— — de pin et sapin. . . .

Rapport du poids entre le bois et le charbon.

1* Carbonisation prompte

2° Carbonisation lente

3* Carbonisation ordinaire

Le rapport entre le volume du charbon est de

àJL 4 100

à -HL

à w. Les

tas contiennent ordinairement 45 à 60 mètres cubes de bois. La durée de l’opération est de 6 à 8 jours.

Bois torréfié.

On a essayé dans ces derniers temps d’employer du boiB il demicarbonisé au lieu de charbon de bois pour l’exploitation des hautsfourneaux, et on a obtenu généralement des résultats favorables sous le rapport économique. La torréfaction ou la demi-carbonisation du bois se fait dans des caisses en fonte qui sont exposées à l’air chaud de 300 degrés. On obtient sur 100 parties (poids) de bois 45 à 60 parties (poids) de bois desséché.

Carbonisation de la houiUe. Fabrication du coke.

Si la carbonisation a lieu en tas, on obtient les résultats suivants dans de bonnes conditions:

100 parties (poids). Parties de coke (poids).

Houilles grasses 40 à 45

Houilles moyennes 50 à 55

Houilles maigres 60 à 70

La durée de la carbonisation est:

Pour les houilles maigres 14 à 15 heures.

Pour les houilles grasses 36 à 48 heures.

Si la carbonisation se fait dans des fours, on obtient 65 à 69 kilogrammes de coke avec 100 kilogrammes de bouilles. La durée de l’opération est de 21 à 22 heures.

EXPÉRIENCES RELALIVES A L’EXPLOITATION DES HAUTS-FOURNEAUX AVEC DU CHARRON DE BOIS

Quantité de la production d'un haut-fourneau.

La masse de fonte que fournit un baut-fourueau dépend principalement de sa plus grande section horizontale et de la quantité d'air qui est chassé dans le fourneau. La hauteur du fourneau n’a qu'une faible influence sur la quantité de production, mais elle dépend de la fusibilité des minerais.

Pour obtenir le maximum de produits, il faut que la hauteur du fourneau, pour des minérais difficilement fusibles et pour des charbons compactes, soit plus grande que pour des minerais fusibles et pour des charbons légers.

Les minerais qui ont la même fusibilité donnent un produit d’autant plus grand qu’ils renferment plus de métal.

Le vent.

La quantité d’air qui doit entrer dans un fourneau à charbon de bois, pour en obtenir une marche régulière, contient pour chaque mètre carré de sa plus grande section 103 à 12 8 mètres cubes

par minute. (La densité de l’air est réduite à celle de l’atmosphère.) Si la quantité d’air est beaucoup moindre que dans le cas précédent, la quantité de la production diminue également et la consommation de charbon augmente proportionnellement. Si la quantité d’air est plus considérable, la quantité de combustible augmente sans qu'il en soit de mémo de la production de fer.

Consommation du charbon de bois.

Si la marche d’un haut-fourneau est convenablement réglée, on consomme 80 à 100 kilogrammes de charbon do bois (par heure et par mètre carré de la section maximum). Il résulte de la consommation de l'air avec celle du charbon que pour 1 kilogramme de charbon il faut employer 7 69 mètres cubes d'air. La consommation de charbon de bois pour 100 kilogrammes de fonte peut être établie ainsi qu'il suit pour les divers minerais :

Qualité des minerais

Quantité de fer contenue Consommation de charbon dans 100 kilogrammes de bois pour la production déminerais. de 100 kilogr. de fonte.

Minerais facilement fusibles < 30 à 35 90 à 110

Minerais de fusibilité moyenne j 40 & 50 140 à 180

Minerais difficilement fusibles ! 40 à 50 210 à 250

Les limites inférieures pour la consommation du charbon correspondent à la production de la fonte blanche; les limites supérieures à la fonte grise.

Hauts-fourneaux au coke et à [air froid.

Pour ces fourneaux il faut, dans une exploitation convenable, 6 à 8 mètres cubes d’air pour chaque mètre carré de section. A cette quantité d’air correspond la consommation de coke de 50

à 70 kilogrammes par mètie carré de section et par heure. Un kilogramme do coke exige pour sa combustion 75 mètres cubes d’air. Avec cette quantité d’air il faut, pour produire 100 kilogrammes de foute, employer la quantité de coke que voici:

Minerais facilement fusibles .... 180 à 210 kilogrammes

Minerais de fusibilité moyenne. . . 210 à 260 —

Minerais difficilement fusibles . . 260 à 300 —

Tension de l'air dans les tuyaux de conduite à proximité des tuyères.

Cette tension est réglée d’après la qualité du combustible. La différence entre cette tension et la pression atmosphérique com-

prend, en hauteurs de mercure:

Centimètres.

Charbon de bois tende 2 à 3

Carbon de bois résineux 3 à 4

Charbon de bois dur 4 à 6

Coke léger 8àl3

Coke compacte 13 à 19

Exploitation de hauts-fourneaux à l'air chaud.

A ce sujet on a fait jusqu’à présent les expériences suivantes :

1° La fusion a lieu régulièrement et rapidement; la production est de moitié plus élevée qu'avec l'emploi de l’air froid.

2° La consommation de combustible nécessaire à la production d’une certaine quantité de fonte est de -i- à -i- plus petite qu’avec l’air froid.

3° La quantité d’air qui doit entrer dans un haut-fourneau pour la production d'une certaine quantité de fonte est do plus petite

que celle de l'air froid et la tension dans les buses de plus petite.

4* L'emploi do l’air chaud permet de remplacer le coke par la houille et le charbon de bois par le bois à l’état naturel ou à demicar bonisé.

5° La fonte, obtenue à l’air chaud, est très douce, grise à une faible résistance et comme elle remplit très exactement les moules ou coquilles; on l’emploi de préférence pour les ouvrages do fonte.

6* La qualité du fer, provenant d’une pareille fonte, n’a pas été trouvé satisfaisante, ce qui peut provenir de ce que les circonstances qui influent sur la qualité du fer ne sont pas encore assez connues et qu’elles ne pourront être découvertes que par des expériences ultérieures.

Formation des scories.

La production du fer, avantageuse sous le rapport de la quantité et de la qualité, dépend toujours d’une certaine formation de laitiers ou de scories. Cette formation comprend les quantités suivantes par 100 kilogrammes de fonte :

Kilogrammes de scorie*.

Fours à coke donnent de la fonte grise 259 à 298

Fours à coke donnent de la fonte blanche ou

demi-blanche 137 à 201

Fours à charbon de bois donnent de la fonte

grise 230 à 280

Fours à charbon do bois donnent de la fonte destinée au fer forgé. . . 120 à 170

Fondants.

Les fondants ont pour but, premièrement de roturer les silicates, contenus en grand quantité dans les minerais, par des terres basiques ; deuxièmement ou de remplacer par des substances quartzeuses les silicates si ces derniers manquent ; ou troisièmement d’augmenter la formation en scories des substances terreuses par la formation de plusieurs silicates composés.

Dimensions des fiau/s-foumeaux.

Les règles suivantes pour la détermination des dimensions d'un

haut-fourneau ont été obtenues par la comparaison de 20 hautsfourneaux. Les dimensions, obtenues par ces règles, ne sont alors que des dimensions moyennes et doivent être modifiées dans chaque cas spécial suivant le degré de fusibilité des minerais et la qualité du combustible.

Soit:

E la quantité do fonte (en kilogrammes) qu’un haut-fourneau doit produire en 24 heures;

k la quantité de combustible (en kilogrammes) pour la production de 100 kilogrammes de fonte;

D le diamètre de la plus grande Bection horizontale du ventre du haut-fourneau ;

H la hauteur du fourneau depuis le foyer jusqu’au gueulard (non compris la cheminée).

Fourneaux à charbon de bois ....

D = V — ~ ^ mètres

rr 216000

D — V 4 — k mètres

Diamètre du gueulard

Diamètre inférieur de l'étalage . . .

Largeur du creuset

Longueur du creuset

Hauteur du creuset

Hauteur du fourneau depuis le creuset

jusqu’au gueulard

Hauteur de la cheminée au-dessus

du gueulard . ....

Hauteur de la cuve

Hauteur de l’étalage

Hauteur de l’ouvrage

Rendement, consommation de combustible

et d'air de hauts-fourneaux

de diverses grandeurs.

Le tableau suivant donne un aperçue de la production et de la consommation de hauts-fourneaux de diverses grandeurs. On a adopté, pour le calcul de ce tableau, les notations suivantes :

Fourneaux à coke

Fourneaux à charbon de bois

235 kilogrammes de coke pour 100 kilogrammes de fonte.

6' 18 mètres cubes d'air par minute et par mètre carré de section.

49 kilogrammes de coke par heure et par mètre carré de section.

160 kilogrammes de charbon de bois pour 100 kilogrammes de fonte.

1156 mètres cubes d’air par minute et par mètre cnrré do section.

90 kilogrammes de charbon de bois par heure et par mètre carré de section.

D diamètre du fourneau.

II hauteur du fournoau.

Fourneaux à charbon de bois et k air froid.

Fourneaux h coke et à air froid.

Consommation de charbon de bois (24 heures).

Consommation d'air par minute.

ut tri

T3 s -f 3.ÎN

£ » « "■d JS

« ® .-i, Sjt c#

y. ^ aa ? S

ô-je-

Consommation d'air par minute.

Métré*

Métra*

Kilogramme*

Kilogramme*.

.Métrés cub

Kilogramme*.

Kilogramme*

Mètre* cub