II. — Supports de la cuve et de la chemise

La cuve est presque toujours bâtie sur des supports isolés laissant libre la partie inférieure du haut-fourneau.

On ne trouve plus guère aujourd'hui de hauts-fourneauxentourés comme ils Tétaient autrefois d'épais massifs de maçonnerie.

La nécessité de refroidir le garnissage réfractaire des étalages et du creuset afin de les conserver a con-

Fig. 2J. - Support primitif j^^j^ ^ en dégager les par voûtes massives. ® ®

£:, Etalages. abords.

Les anciennes cuves en forme de pyramide quadrangulaire étaient bâties sur quatre piliers massifs dits piliers de cœur : on y ménageait seulement une galerie

voûtée faisant le tour du creuset. L'une desem- Fig. 22. — Support par , ., * 1 1 / 1 . • . colonnades doubles.

brasures servait a la coulée, les trois autres

^ j ^ , ^, Chemise. — C, Cuve.

recevaient des tuyères. g^ Etalages.

Peu à peu, on dégagea les abords du hautfourneau en élargissant les embrasures du massif et en ménageant des vides entre le creuset et son enveloppe. On en vint, alors à supprimer

134 MÉrALLURGIB DU FER

les piliers de cœur et à les remplacer par des colonnes ou supports isolés laissant libre la partie inférieure du haut-fourneau. Les supports de Id cuve sont en fonte : les dispositifs employés dans leur construction varient suivant les usines.

Nous citerons les supports :

Par colonnade double ;

Par cadres ;

Par colonnade simple.

l*" Colo7inade double. — La cheminée est portée par une série de

Fig. 24. — Support par colonnade Pig. 23. — Support par cadres. simple.

C, Cuves. — E, Etalages. C, Cuve. — E, Etalages.

colonnes et la cuve réfractairepar des colonnes quelquefois plus petites, espacées sur un cercle extérieur au premier.

LK HAUT-FOUR N'E Al' 135

2^ Cadres. — Les deux cuves reposent sur une série de flasques formant des supports allongés suivant les rayons. C'est peut-être le système le plus stable ; le bas des supports doit être boulonné sur de larges semelles en fonte pour mieux répartir la pression.

S** Colonnade simjde. — Les deux enveloppes ou la cuve quand il n'y a pas de chemise sont portées par une seule série de colonnes. C'est sur une semelle en fonte que repose la maçonnerie, cette semelle prenant appui sur le chapeau de la colonne.

Quel que soit le système employé on trouve toujours dans les hautsfourneaux modernes les étalages et le creuset absolument dégagés sur toute leur hauteur.

in. — Les étalages, l'ouvrage et le creuset.

L'ouvrage et les étalages constituent un massif indépendant de la cuve, ils viennent s'appliquer contre elle avec un peu de jeu. Cejeu permet aux dilatations de s'exercer.

A. — Etalages, — Le raccordement des étalages et de la cuve se faisait autrefois en biseau.

La figure ci-jointe montre un des dispositifs employés aujourd'hui et donne également le détail du support par colonnade simple au cas où la cuve proprement dite est entourée d'une chemise.

Ce mode de raccordement est très pratique, car les angles qui constituent toujours des parties faibles sont ainsi évités.

Dans quelques hauts-fourneaux, les étalages sont cerclés par un revêtement en tôle accroché aux colonnes qui portent la cuve, ils sont ainsi sus- Fig 125. — Raccordependus et ne portent plus sur le creuset qui est j^enuies étalages avec la partie du fourneau la plus exposée à se dégra- ^ ^^^^^ ^ faq\q.'

(1er. ges. — Z', Chemise. —

y, Jeu. — S^ Support.

B. — Ouvrage. — L'ouvrage présente au-dessus du niveau des laitiers une série d'orifices coniques pour placer les buses ou busillons qui amènent le vent.

La buse, sorte d'ajutage étroit de 0"2() à 0"22 de diamètre est fixée au bout du tuyau porte-vent.

METALLURCrK DU TEl\

Le tiiyau porte-vent muni de sa buse pénètre horizontalement par rorifice pratiqué dans l'ouvrage; mais cet orifice n'est pas pratiqué à même dans la maçonnerie, il est garni et maintenu par des cônes métalliques appelés tuyères.

L'autre extrémité du tuyau porte-vent se redresse verticalement pour venir se brancher sur la conduite de vent entourant le hautfourneau.

Les tuyères sont des organes établis à l'intérieur d'embrasures ménagées dans la maçonnerie de l'ouvrage et d'une grande importance puisqu'elles servent à recevoir et à protéger les buses ou busillons terminant les conduites de vent chaud.

Pour assurer la conservation des tuyères, on les refroidit par un courant d'eau qui rafraîchit en même temps la maçonnerie environnante.

Les tuyères sont à serpentins ou à parois creuses.

Les tuyères anrjlaises sont en fonte moulée dans l'épaisseur de laquelle on a introduit avant la coulée un serpentin en fer forgé.

C'est dans ce serpentin en fer forgé qu'on fera circuler l'eau qui doit refroidir la tuyère.

On fait aussi des tuyères constituées par un unique serpentin en fer dont les spires ont été rapprochées jusqu'au contact.

Les tuyères à serpentin ne sont pas d'un ' emploi très pratique, car elles finissent par s'obstruer si les eaux de refroidissement sont incrustantes.

Quant aux tuyères à spires jointives, elles se couvrent le plus souvent de garnissages adhérant très fortement à leur surface tourmentée. On éprouve alors, de ce fait, de grandes difficultés quand on veut les enlever.

Fig. 26. - Tuyère et portevent. — Coupe et vue latérale.

B, Buse. — /, Tuyère. — p. Paroi creuse. — C, Créiiiailièrc. — V, Porle-vent.

Lt HAUT-FOUnNEAr

Fig. 27. — Tuyère en fonte avec serpentin en fer.

Les tuyères à parois creuses ont été faites d'abord en tôle soudée, puis en fonte; elles se brûlent, résistent mal et Teau arrive en trop grande quantité dans l'ouvrage quand elles se percent, ce qui peut occasionner de très graves acci- , dents.

Le bronze qui n'adhère pas à la fonte liquide a donné de meilleurs résultats : le cuivre rouge a le même avantage et il est plus régulier de composition. Le seul inconvénient de ces tuyères est que, construites en de tels métaux, elles coûtent beaucoup plus cher.

On peut objecter, il est vrai, qu'elles se conservent beaucoup plus longtemps; une tuyère bien faite pouvant durer un an.

Leur extraction est toujours facile.

Le bronze de qualité moins régulière que le cuivre se refond plus aisément et perd moins de valeur quand la tuyère est mise hors de service.

Malgré cela, on préfère souvent les tuyères en cuivre. Ces tuyères sont obtenues par emboutissage de feuilles de cuivre donnant des viroles annulaires et ne présentant pas plus de 15 à 20 mm. d'épaisseur après finissage.

Elles sont aussi énergiquemenl refroidies et durent longtemps, mais elles ne peuvent se réparer et n'ont plus aucune valeur quand elles sont hors d'usage.

Elles sont constituées en deux pièces séparées, l'anneau et le cône, assemblées par une brasure. Cette disposition, qu'on peut appliquer à toutes les parois creuses est avantageuse lorsque les eaux sont incrustantes, elle permet de nettoyer l'intérieur.

L'eau fraîche est amenée dans les tuyères creuses par un tuyau qui doit pénétrer jusqu'à l'extrémité ou au moins le plus près possible du fond de l'anneau, l'évacuation devant se faire par le point le plus haut

Fig. 28. — Toyère en fer forgé.

Fig. 29. — Tuyère en bronze.

B, Buse. — P, Paroi creuse. — F, Porte-vent.

AIEPALLURGIE DU FER

afin que les bulles d'air ou de Vapeur ne puissent séjourner contre les parois. Ces tuyères exposées à Taction corrosive des laitiers ne résistent que grâce à une circulation d'eau active et complète.

Les tuyères doivent avoir leurs axes rigoureusement horizontaux et disposés sur le même niveau; elles sont placées normalement au profil horizontal interne de Touvrage.

Elles sont généralement au nombre de 5 ; dans les hauts- fourneaux à anthracite où il faut activer plus énergiquement la combustion on peut en mettre de 7 à H.

Au point de vue de l'uniformité de la température, la multiplicité des tuyères est un avantage ; mais ces nombreuses embrasures compromettent la solidité des parois et pour une quantité donnée de vent, il faudra à cause des frottements une force de compression d'autant plus grande que les buses seront plus nombreuses et

Fig. 30 — Tuyère en cuivre.

A, Anneau. — su PC. — C, Cône

B, Bra-

à section plus faible.

C. — Creuset. — Le creuset est la région du haut-fourneau où se rassemblent la fonte et les laitiers.

On distingue, au point de vue de l'organisation du creuset, les hauts-fourneaux kpoi- Irine ouverte et ceux à poitrine fermée :

l® Poitrine ouverte.

— Dans les fourneaux à poitrine ouverte employés surtout autre-

' . , Fijç. 31. — Avanl-creuset.

fois, le creuset se pro- « ^ c^ v u » i i . ^r

' ^ r, Tympe. — -fi^, Echappement (les laitiers — T, fu-

longeait à Fextérieur yère. — L, Laitiers. — /', Fonte. — />, Dame. — S, Sortir

j , de la fonte,

par une sorte de bassin appelé avant-creuset. La face antérieure de l'avant-creuset s'appelle

dame^ elle est soutenue par une plaque de fonte. Quand le creuset est plein de fonte, on la fait écouleren perçant le trou de coulée ménagé à sa partie inférieure. Ce trou est ensuite rebouché avec de l'argile. Il faut arrêter la soufflerie pendant l'opération.

Lorsque l'écoulement naturel des laitiers par-dessus la dame est rendu difficile à cause de leur trop grande viscosité, on peut les retirer au moyen de ringards et de crochets.

La poitrine ouverte est sujette à des détériorations assez fréquentes, elle est une cause de complications dans la marche de l'appareil et provoque, en outre, un refroidissement assez sensible aggravé par l'arrêt de la soufflerie pendant le travail ou la coulée. Elle était cependant nécessaire, à l'époque où l'air n'étant chauffé qu'à une faible température, il se produisait facilement des engorgements de laitiers réfractaîres, exigeant un travail dans le creuset.

Les fourneaux dont le creuset était entièrement fermé constituaient l'exception et se rencontraient surtout en Styrie où la marche au charbon de bois, jointe à la grande fusibilité des minerais, mettait à l'abri de semblables accidents.

Le chauffage de l'air à l'aide des appareils à air chaud a rendu les engorgements beaucoup moins à craindre.

2» Poitrine fermée. — On a donc cherché à fermer entièrement le creuset en marchant à poitrine fermée ; on s'est contenté de ménager une ouverture spéciale pour l'écoulement des laitiers.

Pour empêcher les laitiers d'agrandir par la corrosion de la maçonnerie l'orifice par lequel ils s'échappent, on a eu l'idée de pratiquer cet orifice dans une plaque refroidie.

Le meilleur dispositif a été présenté par M. l'Ingénieur Luermann qui a donné à son appareil le nom de tuyère à laitier.

Cette tuyère en bronze et à courant d'eau est fixée, pour assurer l'invariabilité de sa position, dans une caisse en fonte à parois refroidies par un serpentin noyé dans la masse.

Cette caisse elle-même est placée dans une grande embrasure garnie d'un cadre en fonte avec serpentin; elle y est maintenue au moyen d'un bourrage en terre réfractaire bien facile à percer en cas d'engorgement de la tuyère elle-même.

Le centre de l'ouverture doit être à m 30 ou m.50 au-dessous des tuyères soufflantes. Cette tuyère doit s'enfoncer un peu plus loin que la face intérieure de la maçonnerie, sans quoi celle-ci serait rongée tout autour.

MÉTALLURGIE DU FBH

Coupe

Quand les laitiers sont bas {pn^rh la coulée)^ on bouche la tuyère avec de l'argile. Il faut la surveiller pour la déboucher dès que les laitiers s'y montrent : il est important en effet d'éviter qu'ils ne puissent s'élever jusqu'aux tuyères soufflantes. Dans son étude sur les progrès récents de la métallurgie du fer, M. l'Ingénieur de Billy signale, d'après VIron Age du 21 novembre 1893, un appareil pour la fermeture du trou

de coulée de la fonte, permettant de couler sans arrêter le vent. Cet appareil d'un emploi commode et sûr se compose d'un cylindre à piston hydraulique porté par une petite grue pivotante : à la fin de la coulée et sans arrêter le vent, l'ouvrier peut rabattre contre l'orifice le cylindre où Ton a préalablement logé un tampon en terre réfractaire et le piston chasse cette bourre dans le trou de coulée avec une force et une vitesse réglables à volonté.

Le fond du creuset doit être construit avec un soin tout particulier; il faut s'opposer, en effet, aux infiltrations de la fonte qui tendent à le soulever et à le détruire. La maçonnerie réfractaire de la sole est séparée de celle des fondations du fourneau par un lit de sable, laitiers, déchets, etc.. La profondeur du creuset comptée à partir de l'axe des tuyères jusqu'au trou de coulée de la fonte

P/âO

Fig. 32.

B, Bourrage en terre réfractaire. — C, Caisse en fonte. — T, Tuyère en bronze. — S, Serpentins de refroidissement.

varie entre un et deux mètres.