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six lioiiros pour dix quiriLaux environ de minerai. Le minerai, (|iii (^sl généralement l’hématite hrnnc, doit fournir environ 30 fl. 100 de fer, la même quantité environ passant dans les scories.

Dans cette opération, le charbon est converti en acide carbonique dans le voisinage de la tuyère ; mais plus loin, Tacide carbonique est converti par le charbon incandescent voisin en oxyde de carbone qui, traversant le minerai, le réduit en partie à l’état métallique, en partie à l’état de silicate alumino-ferreux qui, lui, est irréductible.

1090. Méthode des hauts-fourneaux. — Cette méthode, qui olfre sur la précédente le double avantage d'une extraction totale et d’une opération continue, paraît remonter au quinzième siècle. Le haut-fourneau tel qu’il est encore usité dans beaucoup de contrées est représenté figure 213. C’est un double tronc de cône à grande base commune. Le cône supérieur BC ou ciœa est revêtu de briques réfractaires et se termine par le gueulard AB; le cône inférieur, ou les étalages, est en pierres siliceuses infusibles ; l’espace intermédiaire, presque cylindrique CD, porte le nom de ventre. Au-dessous des étalages se trouve une partie étranglée EF que l’on nomme ouvrage et qui surmonte un réservoir G ou creuset, dans lequel se réunit le métal fondu. La hauteur totale est de 15 à 24 mètres, lorsque le fourneau est alimenté par du coke, ce qui est aujourd’hui presque toujours le cas. Les fourneaux à charbon de bois avaient la moitié de cette hauteur.

Le vent de la soufflerie arrive par trois tuyères T immédiatement au-dessous de l’ouvrage.

C'est par le gueulard qu’on entretient la charge du fourneau en y faisant tomber alternativement le minerai, le combustible et le fondant, castine ou erbue suivant les cas, amenés par des wagonnets. En général on prend 110 kilogrammes de charbon pour 300 kilogrammes de minerai et 80 kilogrammes de castine.

11 est essentiel de bien connaître la composition du minerai et celle de la gangue pour y proportionner le combustible et le fondant; généralement on associe des minerais de diverse nature.

Le haut-fourneau est maintenu en activité jusqu'à ce qu'il ait besoin de réparations, c’est-à-dire pendant douze à quinze mois; il fournit alors 8 à 12 tonnes de fonte et même plus par jour.

Voici les réactions qui se passent dans le haut-fourneau. Le charbon qui se trouve au-dessus des tuyères brûle pour donner du

MÉTALLURGIE DU FED

giiz carl)oni{[Lic ; celui-ci, reiicoiiLraiit dans les étalage.!^ du charbon porté an rouge blanc, esl ramoné à l’étal, d’oxyde de carbone qui, s’élevant dans la cuve on la température esl an ronge sombre, réduit l’oxyde de fer du minerai et repasse, an moins en partie, à l’état de gaz carbonique, auquel s’ajoute celui fourni par la casline. en produisant du fer métallique qui reste mélangé à la gangue. Dans la partie supérieure du haut-fourneau, les matières com-

Eig. -na.

posant le chargement se déshydratent, puis s’échaulfent de plus en plus à mesure qu’elles descendent. Après avoir subi l’action de l'oxyde de carbone dans la cuve, la charge descend dans les étalages où la température est la plus élevée. Là, la chaux vive provenant de la castine et les cendres du charbon se combinent à l’argile et à la silice de la gangue, pour donner un silicate com- [)lexe fusible de calcium, (l’aluminium, de magnésium et de mau-

{^aiièsc, i\m c-oiisliLue le laitier^ en inèinc temps que le fci‘ lixe (lu carbone el.se Lransforme en fontn. Tous ces corps se lluidilienl à mesure qu’ils arrivent dans l’ouvrage et se réunissent dans le creuset où lafonte^ plus dense, occupe la partie inféiieure.

IJès que la surface du laitier liquide dépasse le niveau de la paroi du creuset M, qui porte le nom de darne^ il s’écoule par 1<î plan incliné MN et se solidifie. Lorsque la fonte elle-même, qui doit toujours être recouverte de laitier, arrive dans le voisinage de ce niveau, on procède à sa coulée. Pour cela on enlève un tampon d’argile qui bouche le trou de coulée pratiqué au bas, vers l’un des côtés de la dame. Aussitôt le métal fondu s’écoule el SC rend dans des sillons creusés dans le sable qui recouvre le sol de l’usine. On obtient ainsi des masses demi-cylindriques qui portent le nom de gueuses. La coulée s’effectue toutes les douze ou vingt-quatre heures suivant les dimensions du fourneau.

Pendant longtemps l’air qu’on insufflait dans les tuyères était de l’air froid; mais on reconnut en 1828 (Mackintosh et Wilson), que l’emploi de l’air chauffé amène une économie considérable de combustible, de 10 à 30 p. 100, et la production d’une fonte de meilleure qualité et d’un rendement supérieur. La température à laquelle doit être porté le vent varie avec la nature de la fonte à obtenir : pour les fontes de forges on porte celte température à 70 ou 200° ; pour les fontes de moulage, à 400 ou 500°. Pouichauffer cet air, on le fait passer à travers des tubes de fonte contenus dans un four chauffé par la combustion des gaz du hautfourneau. Ou bien on fait arriver ces gaz dans des chambres cloisonnées en briques avec de l’air ; la combustion du gaz porte peu à peu ces chambres au rouge; on remplace alors le mélange de gaz et d’air par de l’air seul qu’on fait pénétrer dans les tuyères. Pendant ce temps, les gaz du haut-fourneau échauffent une autri' chambre semblable. Ces chambres fontionnent donc alternativement au gaz et au vent, ce dernier arrivant en sens inverse du gaz de manière à passer des parties moins chaudes aux parties les plus chaudes delà chambre. La figure 214 représente un baulfourneau (celui de Wbilwell) alimenté par l’air chaud au moyen de récupérateurs de la chaleur. Le récupérateur R représente la phase du vent ; le récupérateur IV la })base du gaz et les flèclu's indiquent le sens du courant gazeux.

On iitilis(‘ ainsi très eflicacemenl la chaleur que produil la

METAUAIRGIE H H FER.

combustion des gaz s’écliapparit du gueulard, chaleur perdue dans les dispositions anciennes et qui est deux lois supérieure à celb' (pii est utilisée dans le haut-fourneau lui-mème.

1091. Gaz des hauts-fourneaux. — Eludmeu a étudié, en

Fig. 214.

1839, la nature des gaz dans les diverses parties d’un haut-fourneau. Le tableau suivant résume les observations d’Ebelmen, et fait bien ressortir la nature des phénomènes chimiques qui s’accomplissent dans ses diverses parties :

VOISINAGE (le la

TUVftHE.

A ü“,67 au-dessus

DE LA TUYÈnn.

AU