II. — Description des appareils
Les appareils de fermeture et de chargement sont très nombreux.
Fig. 57. — Cupand cône.
A, Gono. — B, Gup.
mais beaucoup ne diffèrent entre eux que par des modifications sans
168 MÉTALLURGIK DU FER
importance ; d'autres sont fort compliqués. Nous devrons borner notre étude à ceux qui sont le plus ordinairement employés.
A. — Cup and cône. — Cet appareil adopté d'abord en Angleterre est le plus répandu et le plus simple.
L'appareil comprend une trémie en fonte dont les parois sont inclinées vers le centre et un cône mobile en tôle de fer qui s'engage dans cette trémie et en ferme le fond.
La trémie ne doit pas être scellée dans les parois, elle doit être simplement posée de façon à pouvoir se soulever en cas d'explosion.
Souvent le cône est fait en deux morceaux, la partie supérieure re-
Fig. 58. — Cup and cône avec prise de gaz latérale. A, Prise de gaz latérale. — B, Cône. — C, Gap, G, Gueulard du haut-fourneau.
posant sur une base annulaire dont elle peut se séparer pour se soulever sous la pression des gaz. Ce soulèvement est limité à 10 ou 13 centimètres par un boulon de réglage.
La charge est versée d'avarice dans la trémie : quand on abaisse le cône, elle roule sur la surface et tombe en couronne sur le pourtour dé la cuve.
L'angle au sommet du cône et le diamètre de sa base sont les deux éléments principaux dont dépend la répartition. Plus la base est large, plus les charges sont déposées près des bords. Les charges glissant le long de la surface du cône sont projetées dans le fourneaii suivant une direction oblique ; elles décrivent donc une parabole tangente à l'ori-
LE HAUT-FOURNBAU 169
gine aux génératrices de ce cône et vont tomber à une distance de sa base qui augmente avec l'angle au sommet et aussi avec le temps que dure la chute.
Si l'on charge à de petites intervalles, il y aura peu de vide sous le cône, les matières tomberont près du cercle de base ; dans le cas contraire, le minerai sera projeté plus près des bords.
La levée du cône n'est pas non plus sans influence ; plus le cône sera abaissé, plus la charge tombera sur une plus grande surface ; sa partie extérieure arrivant plus près des bords de la cuve.
Avec le cup and cône les prises de gaz sont latérales, les gaz sortent par une série d'orifices percés dans les parois de la cuve et disposés à des intervalles réguliers le long d'une circonférence horizontale. Ils se réunissent ensuite dans une conduite qui fait le tour du fourneau.
B. — Appareils à prise centrale. — Dans les appareils à prise cen-
Fig. 59. — Cup and cône avec prise de gaz centrale.
.4, Conduite du gaz combustible. — C, Cône. — c, cup. — D, Prise de gaz centrale. • G, Gueulard,
no
METALLURGIE DU PKR
traie, les g-az s'échappent par un tuyau vertical qui plongée dans la cuve suivant son axe et qui fait actuellement partie intégrante de l'appareil de fermeture et de chargement. Tous ces appareils dérivent plus ou moins complètement du cup and cône.
Dans les anciennes installations où le gueulard était ouvert (ouferméy mais sans appareil de chargement distributeur)^ la prise de gaz centrale se faisait à une certaine profondeur.
Tandis que la prise de gaz latérale accentue la tendance des gaz à suivre les parois, ce qui est un inconvénient, la prise de gaz centrale les attirera, au contraire, loin des parois.
Mais cette action est d'autant plus sensible que les prises de gaz sont placées plus bas.
U appareil Hoff dérive du cup and cône en supposant le sommet du
cône ouvert et disposé pour la sortie des gaz. A cet effet, le cône est tronqué et se termine en haut par une partie cylindrique qui se raccorde à une conduite verticale fixe et suspendue.
Le raccord se fait par un joint hydraulique qui permet d'abaisser le tronc de cône sans interrompre la continuité.
Cet appareil offre l'inconvénient de ne pas permettre l'emploi d'un wagon central.
L'appareil Langen a précédé l'appareil Hoff. Le tronc de cône mobile en forme de cloche est placé au-dessus de la trémie et, pour charger, on le relève au lieu de le baisser.
Pour obtenir une répartition convenable des matières, la trémie employée doit être large et à pourtour redressé. S'il n'en était pas ainsi on s'exposerait aux inconvénients résultant du chargement central.
Fig. 60. — Appareil Hof.
C, Conduite de gaz. — e. Cône. — c\ Cup. g, gueulard.
Avec cet appareil, on peutouvrir bien complètement le gueulard et par
61. — Apareil Langen avec prise centrale de gaz. — C, Conduite de gaz. — c, cup. r. Tronc de cône mobile.
Fig. 6i, — Appareil Coingt.^c, Gop. — T, toreàsection triangulaire. — C, Conduite de gaz.
suite on rend sa visite et son nettoyage beaucoup plus faciles, ce qui peut être fort utile dans un très grand nombre de cas.
Avec l'appareil Coingl on réalise le double chargement et la prise de gaz centrale. Le double chargement consiste à pouvoir verser exclusivement le coke au centre et le minerai sur les bords.
La conduite de gaz verticale se termine à la partie inférieure par un tronc de cône. Entre ce tronc de cône et la trémie reste un espace annulaire obturé par une sorte de tore à section triangulaire.
Quand on abaisse ce tore, les matières qui ont été déposées dans la rainure extérieure entre lui et la trémie tombent près des bords, celles qu'on a versées dans la rainure intérieure du côté du tronc de cône tombent près du centre.
Les appareils à double chargement peuvent causer des erreurs dans le chargement si les ouvriers les manœuvrent à contre-sens. Or, il faut toujours tenir compte de l'inattention des ouvriers.
Les appareils que nous venons de décrire laissent toujours filtrer un peu de gaz entre la trémie et l'obturateur mobile. Pour obvier à cet inconvénient on a installé des fermetures dites hydrauliques compliquant davantage les types précédemment décrits, tels l'appareil Minarif que nous ne faisons que signaler.
Article 5. — Les machines soufflantes et leurs
CHAUDIÈRES, etC, CtC.
Nous ne pouvons, sans sortir du but spécial de cette étude, donner la description détaillée des machines soufflantes, ventilateurs, chaudières, etc. existant nécessairement dans toute installation moderne de hautsfourneaux. Les notions complètes sur ces organes si importants ressortissent à la mécanique ; nous nous bornerons par suite à des notions d'une très grande généralité.
L — Machines soufflantes.
L'air nécessaire à la combustion doit être lancé dans le haut-fourneau avec une pression suffisante pour vaincre les résistances qui s'opposent à son passage. Le volume du vent lancé doit pouvoir être bien supérieur
au débit normal afin d'agir sur Tallure, le cas échéant, comme on Ta expliqué antérieurement.
On admet en pratique que pour une tonne de coke consommée en 24 heures il faut 3 mètres cubes de vent par minute. Pour produire dans le même temps 100 tonnes de fonte il faut lancer par minute 250 à 300 mètres cubes de vent.
Les machines soufflantes sont de puissants appareils ; simples ou compound, elles sont à détente. ]Le moteur à détente devra se prêter aux variations de la pression du vent.
Primitivement les machines étaient horizontales, on adopta ensuite les machines verticales dont quelques-unes sont des constructions énormes et très coûteuses à cause des bâtis puissants destinés à en augmenter la stabilité.
Dans les installations nouvelles, on est revenu aux machines horizontales moins lourdes et d'un prix de revient moins élevé. C'est ainsi qu'au Creusoi aux anciennes machines verticales (1) qui ne sont conservées que comme machines de secours ont succédé de non moins belles machines horizontales. On a souvent reproché à ces dernières Vovalisation du cylindre à vent résultant du poids du piston de ce cylindre. Le palliatif adopté a consisté à majorer le diamètre de la tige du piston et à guider cette tige non seulement par les presseétoupes, mais encore par une glissière à l'arrière du cylindre à vent (de Billy).
Enfin signalons, pour mémoire, qu'on rencontre encore dans les anciennes installations un certain nombre de machines à balancier.
Le diamètre des cylindres à vent varie d'ordinaire entre l™o00 et 2™800 ; celui des cylindres à vapeur varie entre 750 mm. et l^'TOO.
La course commune, généralement supérieure à 1 mètre, atteint quelquefois 1™800.
Le nombre des tours par minute oscille suivant les types de machines entre 25 et 40.
Les cylindres à vent sont pourvus de brides sur lesquelles viennent se boulonner les couvercles ou boîtes contenant les clapets pour l'aspiration et l'expiration de l'air.
[i) Ces magnifiques machines portent des noms bien appropriés k leur usage : Simoum, Sirocco, Ouragan et Mistral. C'était autrefois une des grandes attractions des visiteurs des usines du Creusot, tant le mouvement de ces grandes pièces verticales de machines était imposant.
Les clapets s'ouvrent, en général, en tournant autour d'un de leurs côtés servant de charnière ; ils consistent en plaques de cuir ou de caoutchouc flexible rendues rigides par deux feuilles de tôle rivées. Les sièges et châssis sur lesquels ils s'appliquent sont en fonte rabotée, garnis quelquefois de feutre ou de caoutchouc. Ces clapets doivent pouvoir se fermer par leur propre poids quand la pression de l'air est la même sur leurs deux faces; des ressorts ou des leviers à contre-poids facilitent souvent leur fermeture. Dans les machines horizontales, ce sont les bases des cylindres qui reçoivent les clapets.
Signalons enfin l'emploi des régulateurs pour obvier à l'inégalité de la compression de l'air du commencement à la fin de lacourse du piston. Nous renvoyons aux traités de mécanique pour les données plus complètes concernant cette importante question des machines soufflantes. Pour ce qui concerne les valeurs usuelles de la pression du vent, il y a lieu de se reporter aux indications antérieurement données lors de l'étude théorique que nous avons consacrée aux réactions du hautfourneau.
