FABRICATION PB LA FONTE
fer que Von obtient ainsi est souvent mélangé de petits grains d'acier qui l'empêchent d'être laminé facilement.
Nous décrirons maintenant le procédé des hauts-fourneaux dans lequel le fer est réduit en fonte , et qui permet l'exploitation des minerais même très pauvres.
FABRICA.TION DE LA FONTB.
Le traitement des minerais de fer dans les hauts-fourneaux exige un fondage complet : le fer réduit s'unit au carbone, et produit de la fonte qui est fusible ; les différentes substances qui forment la gangue doivent elles-mêmes entrer en fusion pour donner naissance au laitier.
Lorsque la gangue d'un minerai est argileuse , on y ajoute pour la faire entrer en fusion une cei*taine quantité de carbonate de chaux que les ouvriers appellent castine, et qui forme avec la silice un silicate d'alumine et de chaux fusible à la température élevée du haut-fourneau.
Si la gangue est calcaire, on mélange le minerai avec une substance siliceuse que l'on noname erbue.
Les fourneaux dans lesquels se produit la fonte portent le nom de haute' fourneaux.
Ils sont garnis dans leur intérieur de briques réfractaires ou de pierres en grès pouvant supporter une température très élevée sans entrer en fusion.
Leur forme est celle de deux troncs de cône opposés base à base, réunis au moyen d'une courbure douce, pour éviter dans l'intérieur du fourneau les angles rentrants qui nuiraient à la marche de la flamme ou à celle des minerais; souvent aussi les deux cônes sont opposés base à base, sans courbure douce au raccordement (pi. 26, fig. 1 ).
Le tirage d'un fourneau ordinaire serait tout à fait insufQsant pour produire dans le haut-fourneau la température qui doit déterminer la fusion du laitier et de la fonte ; on y fait arriver le vent d'une , deux ou trois tuyères à la fois , qui sont alimentées par une machine soufflante mue par une roue hydraulique ou une machine à vapeur.
Un haut-fourneau se compose de différentes parties qui ont toutes un nom particulier.
On appelle gueulard l'ouverture supérieure du haut-fourneau AB, qui est circulaire; c'est par le gueulard que se charge le fourneau , et que l'on introduit des couches alternatives de minerai, de combustible et de fondant.
Dans la partie BC, que l'on nomme cuve, l'oxide de fer est réduit, par l'oxide de carbone ; aussi a-t-on donné à la cuve la forme d'un tronc de cône dont la base est en bas, parce qu'elle resserre les gaz delà colonne gazeuse ascendante, les force à un contact plus intime et plus prolongé
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avec le minerai, et favorise ainsi Taction réductive de Toxide de carbone sur Toxide de fer.
CD représente le ventre du fourneau.
L'espace DE est appelé \ étalage ou les étalages. C'est dans cette partie que commence la carbonisation du fer et la réduction par le charbon ; te contact du gaz avec les matières solides de la colonne descendante n'étant plus aussi nécessaire que dans la cuve, on comprend l'évasement de l'étalage. La hauteur de la cuve est à celle des étalages comme 2 2/3 ou 3 1/5 estai.
C'est dans la partie EF, qui est presque cylindrique et que l'on nomme ouvrage , que la température est la plus élevée , et que la fonte et le laitier aitrafit en fusion , pour passer ensuite dans le creuset G.
Le recouvrement du creuset est soutenu par deux pièces de fonte qui portent les noms de tympe et de tacret.
L'ouverture du creuset est fermée par une forte pierre M , qui porte le nom de dame.
Au-dessus de la dame est une ouverture par laquelle s'écoule constam*ment le laitier sur un plan incliné MN.
A cAté de la dame se trouve un canal qui va du fourneau au sol de l'atelier, et qui sert à conduire la fonte lorsqu'on fait la coulée. Pendant la réduction , le trou de coulée est fermé par un tampon d'argile mélangée de poussier de charbon.
La fcmte vient s'écouler dans des moules en sable, et forme une masse qui porte le nom de gueuse ; dès qucla gueuse est coulée, l'ouvrier a soin de la recouvrir de sable pour rendre son refroidissement plus lent.
La tuyère est l'ouverture par laquelle l'air pénètre dans le fourneau; elle se trouve au-dessus du creuset.
La tuyère n'est pas ordinairement dans la direction de la dame MN; elte se trouve dans la direction petpendiculaire. C'est dans le cas assez rare où il y a trois tuyères qu'il en existe une alors dans la direction RO.
On donne le nom de buse à l'extrémité R du conduit d'air. Comme la buse doit supporter une température très élevée , on l'entoure souvent d'un canal dans lequel on détermine un courant d'eau froide : on peut alors l'exposer à une température d'un rouge-blanc sans qu'elle entre en fusion.
On ne coule la fonte que toutes les douze ou vingt-quatre heures ; ce temps varie avec la hauteur du fourneau et les dimensions du creuset.
L'enveloppe extérieure d'un haut-foiumeau appelée muraillement , est traversée par des canaux destinés au dégagement de l'humidité, ce qui évite les fendillements dans la construction.
Le fourneau se charge par le haut; on construit un chemin incliné qui sert à monter le minerai et le combustible sur la plate-forme. Souvent ir. 23
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aussi on adosse leibumeau à une hauteur, en ayant le soin de l'isoler du terrain pour éviter les infiltrations d'eau.
On pratique en général à la partie inférieure du haut-fourneau des canaux destinés à réunir les eaux.
La chemise du fourneau est construite en pierres ou en briques très réfractaires. Elle est séparée du muraillement extérieur par une couche de sable ou de scories qui empêche les pertes de chaleur, et permet aux parois de se dilater sans se fendre , parce qu'alors le sable se déplace.
La chemise du fourneau donne aussi la facilité de réparer Tintérieur du fourneau sans toucher au muraillement.
La hauteur des fourneaux varie avec la nature des combustibles que Ton emploie. Elle est de 6 à 12 mètres pour les fourneaux au charbon de bois, et peut aller jusq[u'à 18 ou 20 mètres et souvent plus , pour les fourneaux qui sont alimentés par du coke.
Les combustibles généralement employés dans les hauts^bumeaux sont le chari)on de bois, le coke et le bois. On donne la préférence au coke dans toutes les localités où la houille peut être obtenue à un prix peu élevé.
On a remplacé, il y a quelques années, dans les hauts^bumeaux Tair firoid par de Tair chauffé de 150 à 300". Cettesubstitution a été d'une grande importance dans la fabrication du fer. L'emploi de l'air chaud perai^ d'atteindre une température beaucoup plus élevée que celle qu'il serait possible de produire avec de l'air froid , et cette circonstance modifie de la manière la plus heureuse la marche du haulrfbumeau. On conçoit, en effet, qu'une diffiàrence notable dans Tintensité de la chaleur puisse déterminer une fusion ou une réduction plus facile des silicates, et augmenter le rendement.
L'avantage que l'on peut retirer de l'emploi de l'aûr chaud dans les hauts-fourneaux, est dû surtout à la quantité de chaleur que l'air a[^[>orte avec lui. L'air peut être chauf£é dans des foyers particuliers, ou bien par la chaleur perdue des hauts- fourneaux.
Lorsque le fourneau est construit, on procède à la misée» feu.
Pour le dessécher , on met d'abord du feu dans la chambre qui précède la dame. Il s'établit alors par le gueulard un tirage qui enlève une partie de ^'humidité ; on atteM quelques jours avant de mettre du charbon dans le creuset ; lorsqu'on pense que toute l'humidité s'est dégagée, on introduit du charbon dans le creuset , on l'allume, on emplit peu à peu l'ouvrage , et on charge entièrement le fourneau de ctMirlx)n, sans ajouter de minerai.
La dessiccation du fourneau peut durer douze à quinze jow*s.
Quand le fourneau est en plein feu , on ajoute à chaque charge une petite quantité de minerai que l'on augmente successivement.
Lorsque le métal paraît dans l'ouvrage , on donne le vent d'abord avec
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lem^ur , et le courant d*air n'a toute $a vitesse qn'w })out de deu:i^ ou trois jours.
La fonte obtenue dt^is les premières coulées est toujours de la fonte blanche , parce que la température n'est pas encore asfKàït élevée; ce n'est que lorsque le fourneau prend une allure régulière , qu'il se forme de la fonte grise, si toutefois la nature des minerais le permet.
