I. — Chaleur totale fourme à V appareil

A. — Quantités de chaleur produites par la combustion. — Soient pi le poids de carbone contenu dans la quantité de coke brûlé dans le haut-fourneau pour produire une tonne de fonte et p2 le poids de carbone contenu dans la quantité correspondante de castine ajoutée comme fondant.

Soit, d'autre part, pa la quantité de carbone absorbée par tonne de fonte.

La quantité P=pi4-Pî — Pa représentera la quantité totale de carbone se retrouvant dans les gaz dégagés au gueulard pour une tonne de fonte produite.

Représentons par g la valeur du rapport en poids de-^^-^ au gueulard et par c le poids de l'oxyde de carbone des gaz du gueulard correspondant à une tonne de fonte produite. On aura, d'après ce qu'on sait sur la composition de l'acide carbonique et de l'oxyde de carbone, comme autre expression de P :

^ 3 P«;^c+gc

(i) Voir dans le Traité de fabrication de fa fonte, de M. de Billy, les complémenU sur celle questioa: ils résuiiienl 1res clairemenl l'étude de Gruner.

180 AIÉTALLUROIB DU FER

D'où Ton déduit pour c (poids de CO) et pour gc (poids de CO') les valeurs suivantes :

77Pg ^"^ 33-h21g

Calculons maintenant la chaleur de formation de CO' et de CO en tenant compte du poids pa de carbone existant dans l'acide carbonique de la castine et non brûlé, par suite, dans le haut-fourneau. La quantité de chaleur Q dégagée par la combustion sera :

Q=ycX2473-h(^gc— p,)x8080,

les nombres 2473 et 8080 étant pris pour les valeurs des pouvoirs

calorifiques de l'oxyde de carbone et du carbone.

Soit f le poids du fer contenu dans une tonne de fonte, il était com-

biné dans le minerai à un poids d'oxygène égal à ■=• f • Si la réduction

de ce minerai par CO avait été complète, l'acide carbonique produit

contiendrait un poids de carbone égal à -r X- f ,soit à ^^ f , et Ton

trouverait au gueulard une quantité d'acide carbonique correspondant

à un poids de carbone égal à — f -j-p,. La différence-^ f+p, — TJS^

ne peut que correspondre à une quantité d'acide carbonique décomposée par le carbone dans la cuve.

Le poids du carbone contenu dans l'acide carbonique décomposé étant égal au poids du carbone nécessaire pour effectuer cette décomposition, l'expression considérée représente le poids du carbonebrûlé dans la cuve.

On suppose donc que tout le minerai est réduit par l'oxyde de carbone et que le carbone réagit après coup sur les produits gazeux de cette réduction.

La quantité d'acide carbonique produite par la réduction du minerai

correspond à un poids de carbone égal à — gc — p^. La chaleur que

dégage cette réaction est de S600 calories par kilogramme de carbone.

Enfin,la quantité de carbone brûlé aux tuyères à l'état deCO est égale / 9 3 \

àpi-p3-(28f+P^-TÎ ^V

On aura comme nouvelle valeur de Q qui devra être égale à celle précédemment trouvée :

0= [P.-P.- (4 f +P.- 1- «e) ]x2"3+(^ f+p^ 1. gc)

X24734-f'l^gc— Pj)x5600.

B. — Quantité de chaisur fournie par le vent. — Soient V le poids d'oxygène apporté par lèvent; m, le poids d'oxygène fourni par le minerai et par l'acide carbonique de la castine. Si l'on exprime que le poids d*oxygène contenu danslesgaz est la somme des poids d'oxygène fournis par lèvent et le lit de fusion, on aura :

D'oùv=i (44 + 56g)-ni

Admettons que l'air pris à 12 ou 13" tient en moyenne 8 grammes d'eau par mètre cube pesant 1300 grammes. L'O contenu dans cette eau a donc un poids égal à 0,0055 du poids de l'air sec.

Soit z le poids de l'oxygène provenant de l'air sec. On aura :

Poids de Az 3,33,z

Poids de l'air sec 4,33 Xz

Poids de l'âir humide .... 1,0062 X 4,33 X z.

Si T est la température du vent aux tuyères, la chaleur spécifique de Fair étant 0,239 la quantité de chaleur Q' apportée par le vent sera :

Q' = Txl,0062X4,33,zX 0,239.