I. lO

l46 EMPLOI

dre volume snr chaque point de la masse du con|l>uftttble dans ceux-là que dans ceux-ci. Il suit de là que, dans les fourneaux à grilles latérales, la combustion a lieu à peu près unifonnëment dans toutes les parties , tandis que dans les fourneaux ordinaires , elle n'est nulle part aussi active que dans le voisinage de la grille horizontale. Par conséquent , dans les premiers fourneaux la chaleur est plus unifonnëment repartie que dans les seconds, mais dans aucun point des fourneaux à grilles latérales elle n atteint un degré de température aussi élevé que dans la partie inférieure des fourneaux à vent ordinaires. D'après cela, il est évident que les fourneaux à grilles latérales seraient propres à être employés poiu* chaulTer des creusets profonds, uniformément sur toute leiur hauteur; mais que lorsque l'on veut exposer un petit volume de matière à la plus haute température possible , et^ c'est ce que 1 on se propose presque toujours dans les essais , les fourneaux ordinaires à parois pleines doivent être préférés.

SECTION IV

Emploi des fourneaux.

Dimensions. -— Comme les essais ne se font efi général que sur une très petite quantité de matière (lo à 3o grammes), on chauffe ordinairement plusieurs creusets à la fois. Un fourneau de a5 à ay centimètres de côté peut contenir aisément trois à quatre creusets de 8 à lo centimètres de hauteur, quand il est neuf, et quatre ou cinq lorsqu'il s'est élargi à la partie inférieure par l'usage.

Opération, -— Il faut avoir soin d'assujettir les creain«ceiiiriit At% sets solidement sur la grille , et de les placer dans le fourneau symétriquement et à 4 ou 5 centimètres des parois, a6n qu'Os soient tous chauifés également ,' et qu'ils soient environnés de toutes parts par le combustible. Quand ils ont été placés , on remplit l'espace qu'ils laissent vide avec du charbon noir que l'on introduit morceau à morceau , vise en feu. aCtt dc Ic répartir bien également, puis on jette par -dessus quelques charbons allumés pour y mettre le feu, et enfin, on achève de remplir le fourneau avec du chaiiioa

DES FOVMIEàUX. i/^n

noir îeîé à la pelle. Alon on ùtvrre la porte du cendrier, et si Ton opère dans le fourneau à yent^ on ferme le registre de la cheminde et on laisse le fourneau dëcou- Tert. De cette manière y la combostion ne se propage que peu à peu et de haut en bas , ^ce qui a beaucoup d'avantages. En effet, premièrement, il en résulte que les creu<sets, ainsi que les parois du fourneau, ne s'ëcfaauffant que lentement et graduellement, ne sont pad expoaés à se gercer et à se fendre , comme cela pourrait arrirer si réchauffement était brusque -, et , en second lieu , les luts ne se séchant que lentemeiit, prennent un retrait uniforme et s'attachent fortement aux creusets , qu'ils fixent sur leurs fromages; tandis que si Ton chauffait rapidement, ils se fendilleraient, se détacheraient en éclats et laisseraient les creusets sans soutien sur leurs bases. Enfin , en chauf-' fimt lentement et de haut eu bas, la matière qui est renfermée dans les creusets prend peu k peu du retrait, se calcine en partant de la partie supérieure , et s'affaisse sans soulever k brasque, lors même qu'elle est susceptible de bouillonner au moment où elle entre en fusion.

Au bout de trois quarts d'heure ou une heure *u plus co«d>ueaa le fourneau est très chaud , si on l'a maintenu toujours plein de combustible, et si l'on a eu soin de faire descendre celui-ci avec un ringard dans la partie inférieure, afin qu'il ne s'y forme pas de vides. ^Alors on commence à doimer lé vent, et on le gradue de quart d'heure en quart d'heure pendant une heure environ. Au bout de ce temps un essai or^naire est terminé, et l'on a dû ménager les chairges de charbon de telle sorte qu'à cette époque les creusets se trouvent k découvert. Pour les re- ri«d«r««i tirer, on enlève les plus gros morceaux de . combustible avec des pinces , on fiât tomber les fragmens menus k tran vers la grille, arec un ringard, puis on saiat successive* nient chaque creu^t avec une pince à moustaclie courbe (F^. s5, PI. n), et on les place enfib dans un bain de sable pouf les loisBer i%fi;oidir.

Second essai, -^ On peut, si Ton veut, recommencer second »ni. immédktement un essai dans un fourneau qui vient de

servir, après Tavoir nettoyë complètement. D y a dans la seconde opération mie grande économie de combustible , parce qu'elle marche beaucoup plus yite -, mais comme , dans ce cas, il nest pas possible de placer les creusets avec la main, et qu^on pe peut les introduire qu'au incoDvéoicBt. moyen de pinces , il est toujours assez difficile de les disposer solidement sur la grille. En outre, quand le fourneau est très chaud, les luts se dessèchent très rapidement, se fendillent, et se détachent souvent des creusets, de telle sorte que ceux - cL n adhèrent pas à leurs fromages et sont exposés à être renversés par le mouvement du ringard. Un second essai est donc toujours un peu plus chanceux que le premier. On évite en grande partie Tinconvénient du dessèchement rapide des luts, en remplissant le fourneau de charbon noir aussitôt que les creusets sont placés , et en fermant le cendrier pendant quelque temps, afin que la combustion ne se propage que lentement dans la masse.

Combustible. — On chaufie les fourneaux d'essai avec du charbon de bois ou avec du coke, ou même avec un mélange de ces deux combustibles. Quant aux fourneaux de calcination, on ne les chauffe qu'avec du charbon de bois, parce que le coke employé ^n petites masses s'embrase et se brûle trop difficilement. Le charbon de bois n'est pas du carbone pur non plus que le coke \ indépendamment des substances volatiles , ces comr bustibles renferment des matières fixes qui restent après la combustion et qui constituent ce qu'on appelle les cendres. Les cendres se fondent ou s'agglomèrent, {et lorsqu'elles se sont amassées en certaine quantité , si l'on ne peut pas les faire tomber à travers les barreaux des grilles sans ;s'exposer à renverser les creusets, elles obligent à arrêter le feu. Comme elles ne se trouvent pas en même proportion dans les différens combustibles, on voit que sous ce rapport il y- a un choix à faire parmi ceux-ci : moins ils contiennent de cendres et meilleurs Os sont, d'abord parce que sous un même poids ils renferment plus de matière uUle, et en second lieu, parce qu'ils encombrent moins

CeBdr«**

COMBUSTIIULEa. i49

les fourneaux et qa^ils permettent de les maintenir au feu pendant un plus long- temps. La nature des cendres^, qui n'est pas la même pour tous les combustibles ^ mérite aussi d'être prise en considération.

Le charbon de bois renferme o,o3 à o,o4 de cendres, cuidraaeiKMs. terme moyen \ ces cendres sont toujours essentiellement composées de cbaux et de carbonate de potasse : elles ne sont pas fusibles par elles -mêmes, et si elles ne rencontraient aucune substance arec laquelle elles pussent se combiner, elles passeraient en poussière à travers la grille avec le fraisil *, mais par cela même qu'elles sont très basiques , elles exercent une action excessivement corrosive sur les briques, sur les creusets et sur les luts, et il résulte de cette action des scories vitreuses qui coulent le long des parois du fourneau et à la surface des creusets , et qui finissent par encombrer la grille. Lorscpe les cendres ne sont qu'en petite proportion dans le charbon , leur nature cor«rosive est plutôt utile que nuisible , parce qu'elles donnent naissance à un vernis vitreux qui pénètre dans les interstices des luts et a pour efiet de souder solidement le creuset à son couvercle et à son support.

La proportion de cendres que renferme le coke est cendresatooLe. extrêmement variable-, elle est, terme moyen, de o, lo dans le coke que l'on trouve dans le commerce, et qui est réputé de bonne qualité ; mais elle est souvent beaucoup plus considérable encore. D'un autre côté, dans les grands centres d'exploitation de houille , on peut se procurer du coke presque pur , et qui ne laisse après sa combustion que o,od à o,o3 de résidu : il y a donc un très grand choix à faire dans cette espèce de combustible, et l'on peut en trouver qui laisse moins de cendres que le charbon de bois -, mais ces cendres sont d'une nature toute différente : dles se composent essentiellement d'oxide de fer, provenant du grillage des pyrites que renferme la houille , et d'argile. L'argile est analogue à celle qui constitue les schistes houillers, peu fusible par elle-même, mais cependant ramollissable -, lorsqu'elle est pure, elle s'agglomère sous forme de scories, sans atta-

l5o COMBUSTIBLE.

quer les creusets ni les parois des fourneaux ; mais cette circonstance se pnisente rarement , et presque t4>ujourS| au contraire 9 c'est Foxide de fer qui domine dans la cendre*, alors celle-ci, à la faveur de l'oxide de fer ramené à Fëtat de protoxide par le contact des matières combustibles, non -seulement déviait très fiisiblepar ellemême , mais encore exerce sur toutes les matières argileuses une action corrosive très forte , et il en résulte que les creusets se percent et se fondent promptement, et qu'il devient nécessaire de réparer très fréquemment les parois des fourneaux.

^P^^2'j**<*»- A poids égaux, le coke développe en brûlant à peu près la même quantité de calorique que le charbon de bois; mais à volumes égaux, le premier combustible en développe beaucoup plus que le second , parce que sa défaite est beaucoup plus grande. Il résulte de cette différence dans le pouvoir calorifique du coke et du charbon de bois, que dans un même fourneau le premier produit un degré de température plus élevé que le second -, et Ton trouve, en effet, que dans les hautes températu^ res, la différence peut aller jusqu'à lo* p. Pour se rendre compte de cet effet, il faut considérer, i"". que, dans un espace donné, la quantité de chaleur qui se produit dans un temps déterminé, et par conséquent la température, dépendent du poids du combustible brûlé, et croissent avec ce poids*, a®, et qu'en outre la combustion n'ayant lieu que par la aurface des morceaux , ce qui est prouvé par tm grand nombre d'observations, on peut admettre qu'à chaque instant l'action de l'oxigène enlève à tous les.morceaux une couche de même épaisseur, quelle que soit la nature du combustible. Dès lors on voit que le poida de la matière brûlée dans l'unité de temps doit être exactem^it proportionnel à sa densité, et que par conséquent les combustibles les plus pesans fournissant plus d'aliment à la combustion que les autres, doivent aussi chauffer plus fortement. Mais comme, par la même raison , ils consomment une plus grande proportion d'oxigène , ils doivent exiger , poui' produire tout leur effet , un vent

C0MBU8TUII.Ë.^ l5l

plus rapide et un courant d^air plus comprime que les combustibles l^gars» et c'est eQectivement ce que Ton a toujours remarqué.

Il est évident y d'après ce que nous veaoïis de dire des Avan^sr^da propriétés relatives du chaibon de bois et du coke, que toutes les fois que Ton peut se procurer du coke de bonne qualité , et surtout du coke dont la cendre soit peu ferrugineuse , on doit l'employer de préférence au .charbon de bois pour faire des essais à une haute température. Dans les grandes villes , où ce dernier combustible est toujours fort cher, et où l'on trouve souvent, au contraire, du coke qui reste sans emploi , il y a en même temps avantage et très grande économie à faire usage de celui-ci.

Comme le coke a le défaut de ne s'embraser que difficilement, il est commode de charger d'abord le fourneau avec du charbon de bois, et de ne commencer à mettre du coke que lorsque toute la masse est bien enflammée. On peut ensuite supprimer tout- à -fait le charbon ; mais quand le coke n'est pas de très bonne qualité, et qu'il donne beaucoup de cendres, il convient de le mélanger avec une certaine quantité de charbon.

Une condition très essentielle pour obtenir l'efTet maximum d'un fourneau , et dont l'expérience seule peut faire apprécier toute l'importance, est de n'employer le combustible qu'en morceaux de grosseur convenable. Si on choix iii-» mor*. le prenait à la pelle , tel qu'il se trouve dans les charbonniers, le. poussier et le fraisil dont il est mélangé rempliraient tous les interstices , et l'air ne pouvant s'ouvrir que diiBcilement un passage à travers , la combustion serait lente, le feu serait étouffé, et il ne se produirait que peu de chaleur. D'un autre côté, si l'on ne mettait dans le fourneau que de gros morceaux de combustible , ils laisseraient entre eux de grands espaces vides, ils ne présenteraient qu'une surface peu étendue à l'air, il ne s'en brâjerait qu'un poids peu considérable dans l'unité de temps, et la température ne pourrait pas encore atteindre son maximum. Pour arriver à ce résultat , il faut que les morceaux aient une certaine grosseur moyenne : l'ex-

criiu&.

l5'2 COMBUSTIBLE.

ormeur. périeiice a appris que les morceaux de charbon de bois ne doivent pas avoir moins de 5 à 6 centimètres de longueur, et les morceaux de coke moins de 3 à 4 oentimëtres de diamètre.. Il faut chercher par tâtonnement à faire en sorte qu'il y ait dans le fourneau une proportion tçUe dW et de combustible , que la consommation de celui-ci soit aussi rapide que possible.

Lorsque Ton charge le fourneau pour ralimenter, il est essentiel de répartir les morceaux avec beaucoup de soin, et de les fairc^ descendre avec un ringard le long des parois, ainsi que dans Tespace que laissent entre eux les creusets.

Effets et consommations. — Pour donner une idée de reifet calorifique que produisent les fourneaux à vent et les forges de différentes dimensions , ainsi que de la ^piantité de combustible qu'on y consomme , nous rapporterons les résultats suivans, qui ont été constatés au laboratoire de rÉcole des Mines, dans Içquel on fidt constamment usage d'un mélange , à parties égales en poids , de coke de qualité moyenne et de charbon de bois. Dans tous les essais, on comprend dans la durée du feu une heure . environ, pendant laquelle on ne donne pas le vent, afin de laisser le combustible s'embraser lentement.

Dans le fourneau à vent ( Fig. i , 2 et 3, PI. Vil), en deux heures de feu on consomme lo kilogrammes de combustible , et le manganèse se fond en grenailles. •— En deux heures et demie de feu la consommation est de 37 ^ kilogrammes , et en chaufiant quatre creusets , le manganèse fond facilement. — En rétrécissant la cuve du même fourneau, de manière à ne lui laisser que 16 centimètres de côté, la consommation est de 10 kilogrammes, et en ne chauffant qu'un creuset, le manganèse fond très aisément. — En ne laissant à la cuve que 12 centimètres de côté, la consommation est de 8 kilogrammes, mais le manganèse ne se fond pas complètement. ^ Dans un autre fourneau de 22 centimètres de côté , dont la cheminée a 22 centimètres sur 28 , en deux heures de feu l'on consomme 16 kilogrammes de combustible, et en chauffant

COMBUSTIBLE. l53

trois creiuets, le manganèse fond complètement. — Dans le fonmeau à vent à grilles latérales (Fig. 4 ^^ 5)? ^^ deux heures et demie de feu la consommation est de ag kilogrammes, mais le manganèse ne fond pas.

Dans la grande foi^ ( Fig. i et a » PL YIII ), en deux heures et demie de feu on consonune 3i à Sa kilo* gnjDomes de combustible, et en chauffant quatre creusets on parvient à fondre le manganèse. —En rétrécissant la cuve de manière à ne lui laisser que i6 centimètres de côté, on consonune 9 et demi à 10 kilogrammes de. combustible , et en ne. chauffant qu^un seul creuset , le manganèse fond très facilement.— -Dans une forge de as centimètres de côté , alimentée par un soufflet de 9 décimètres de longueur et 6 décimètres de largeur, en deux heures et demie de feu Ton consomme i3 kilogrammes de combustible ,• et en chauflEmt trois creusets, les minerais de fer fondent très bien , mais le manganèse ne se ramollit pas.

Outils. — Le service des fourneaux d'essai n'exige qu'un très petit nombre d'outils-, ce sont : i"". des ringards en Ajog»rd«. fer droits et à crochet (Fig. 9 et lo, PL VIII), destinés à faire descendre le combustible dans les vides qui se forment au fond des fourneaux, à nettoyer les griUes, à redresser les creusets lorsque l'on a à craindre qu'ils se renversent , etc. *, a**, des pinces droites et à mâchoires pj,^^^ courbes ( Fig. a5 , PL II ) , qui servent pour saisir les creusets , les placer dans les fourneaux et les retirer, etc. -, 3". des pelles en tôle avec lesquelles on peut prendre le ^^^^ charbon pour le jeter dans le fourneau, si l'on a eu soin d'en séparer préalablement le poussier et les morceaux menus , en le passant à la claie , sans quoi il faudrait le choisir morceau à morceau avec les pinces *, 4*. un MaMiue. masque en bois percé d'une ouverture vitrée ( Fig. 1 1 , PL VHI), à l'aide duquel ou se garantit le visage de la chaleur, lorsque l'on veut regarder de près dans le foui^ neau. Ea tenant ce masque de la main gauche par la poignée, à la hauteur de la tête, on peut de la main droite se servir des ringards ou des autres outils.

l54 FOUIUIEAUX À MOUFLE.

SECTION IV

Fourneaux de coupelle ou à moufle.

Les fourneaux de coi^lle étaient dëià employés dans le xm^ siède *, ce sont des espèces de fourneaux à réverbère 9 portatifs 9 an milieu descpiels on plac^ un petit four demi cylindrique qu'on appelle la moufle. Cette moufle se trouTant entourée de toutes parts de combustible en ignition , s'échauffe très fortement , et l'on peut exécuter dans son intérieur toutes les opérations pyrognostiques qui exigent la présence de l'air et qui ne pourraient pas se fiire au contact des matières charbonneuses , telles que les grîDages, les scorifications et les coupellations. Gr..ndeiir. Ou fidt dos fouiDeaux de coupelle de diverses grandeurs : les plus grands sont carrés , et ont de 35 à 4o centimètres de côté ', les plus petits sont elliptiques , et leur plus grand diamètre n'a que i8 centimètres. Le plus souvent ces fourneaux sont en terre cuite, comme les fourneaux à réverbère , et on les consolide par des frettes de fer ou par des frottes de cuivre , connne les poêles; mais dans les grandes ushies , où on les tient tous les jours en feu ^ et où ils sont par conséquent sujets à se dégrader promptement, on les fait souvent en tâle forte garnie de terre intérieurement : c'était même l'usage général autrefois.

En tâk forte. ^'^hea Fig. i, a et 3, PL IX, représentent le fourneau décrit par Schlutter, et qui est encore employé dans beaucoup d'usines. Pour fixer à la i&\e la Garni. teTTC quc l'ou appelle le garnie on rive aux parois intérieures du fourneau des bandelettes de tâle mince de distance à autre ^ ou bien, ce qui vaut mieux et est plus sknple, on implante dans 'les parois des clous, dont on courbe ensuite la tige en dedans, et auxquels on attache un treillis grossier de fil de fer. Au fur et à mesure que le garni se dessèche, on a soin de remplir, avec une bouillie claire d'argile , les fentes qui peuvent s'y former , et enfin , on le chauffe lentement pour achever de le

FOUBSBàUX k MOUrLB. l55

dessécher, et pour en opérer la cuisson ayant de Texposer k la hante tenq>érature que supporte le fourneau pendant les essais. Les anciens docîmasistes prescrivaient de Temisser le garni pour Tempécher de se fendre et de s^écailler, en Tenduisant d'une couche mince d^un mélange de a parties de minium et i partie de sable qnaraeuz délayé en consistance de pulpe claire; mais cela n'est pas nécessaire , surtout si pour fidre le garni (Mi a employé une bonne argile mêlée avec une proportion convenable de sable ou de terre cuite.

£n terre cuite. — - Les fourneaux de coupelle ordinaires en terre cuite ( Fig, 4 » 5 et 6 ), se composent de trois jûèces principales qui se placent Tune au* dessus de Tautre : i*". le cendrier, qui reçoit tous les débris de la combustion, et par lequel Tair s'introduit dans le fournean; a*, le Imborataire, et 3". le dôme.

Le cendrier a au moins une porte, que Ton ferme à c«»4r!«r. volonté quand on veut éteindre le feu ou modérer le tirage. On supprime ordmairementles portes dans les grands fourneaux; mais alors ceux-ci sont placés sur quatre pi<liers de brique situés aux angles , et qui laissent entre eux de larges intervalles.

Le laboratoire on foyer, qui reçoit la moufle, et dans uwauin. lequel s'opère la combustion , est muni d'une grille à sa partie inférieure, et il est percé de plusieurs ouvertures. La première est large et demi circulaire ; elle est destinée à servir d'entrëe à la moufle. La seconde , opposée à la première, a pour objet de donner passage à une brique que l'on fait pénétrer assez avant dans le fourneau pour qu^elle puisse servir d'appui au derrière de la moufle : on scelle solidement cette brique avec de l'argile. Les autres ouvertures sont des trous circulaires par lesqueb on peut faire passer un ringard pour remuer le combustible et pour le faire descendre sur la grille. Pk'esque toujours on ménage au-dessus de celle-ci, sur trois faces, une large ouverture que Ton peut boucher à volonté avec une porte en terre, et qu'on laisse ouverte quand on veut donner de l'activité à la combustion. Immédia-

i56 Toxaamivx i moufle.

tement aa* dessous de rouvertarcT de la moufle, le laboratoîpe porte une petite tablette que l'on nomme mentonnière j sur laquelle on fidt avancer ou reculer la porte, les coupelles que Ton retire y ou les charbons qu'on met quelquefois à Fentrée de la moufle.

Dônir. Le dôme s^adapte exactement au laboratoire , et se

tennine en fonne de tuyau circulaire légèrement co*nique*, il nh qu'une ourerture placée sur le derant, et qui est munie d'une porte que Ton peut mettre et ôter à volonté. Cest par cette ouvertive que Fou introduit le charbon dans le foyer, et qu'on le range pour le &ire tomber autour de la moufle -, pour déterminer un bon tirage, on place au-dessus du dôme un tuyau en terre de 3 à 4 décimètres de hauteur, et quand cela est nécessaire, on allonge celui-ci avec des tuyaux en tôle semblables à ceux dont on fait usage pour les poêle».

«Miflc». Jjcs moufles my m,mj m (^ Kg. 2 , 3 , 6 et 9) que les

fourneaux de coupelle sont destinés à échauffer, ont la forme d'un berceau cylindrique légèrement surbaissé, et dont la sole est plus longue que large. On les fait avec le même mélange plastique dont on se sert pour les creusets ; comme elles ne supportent jamais une très haute température, il n'est pas nécessaire qu'elles soient très léjfractaires ; l'essentiel est qu'elles aient de la consistance et qu'elles supportent bien les alternatives du firoid et du chaud sans se fêler. La paroi du fond des moufles doit être verticale , ou mieux encore un peu inclinée de l'avant à l'arrière, à partir de la partie inférieure, afin que le combustible et les cendres glissent derrière sans pouvoir s'y fixer. Cette paroi , ainsi que les parois latérales , est percée d'une ou deux fentes horizontales de quelques millimètres de largeur : on pratique ces fentes avec un couteau, pendant que la pièce est encore molle, en rejetant les bavures sur le bord supéîeur du côté du feu, pour que ces bavures fassent obstacle à l'introduction des flammèches et des corps étrangers dans la moufle. C'est à la faveur de ces fentes que s'établit le courant d'air qui doit opérer les grillages, les coupellations, etc. -, il est

FOUMBIUX k XOVFLB. iSy

donc essentiel cp'elles soient toiqoiirs bien libres dans toute leur longueur. Pour placer les moufles on enlève le dame, on les introduit dans le fourneau , on les ajuste d'une part sur la brique du fond, et de Tautre côté sur le bord de la porte de conduite -, et on lute les jointures avec de Targile. Dans le fourneau en tôle de Schlutter elles sont posées sur deux barreaux de fer cylindriques. Il est important que Taire soit bien borizontale, pour que les coupelles puissent être d'aplomb, et que les boutons de retour se fixent au centre de celles-ci» La Tapeur du plomb qui s'exhale des coupelles use assez promptement les moufles en les corrodant : Faire se perce plus rapidement que la Toùte, parce qu'dtte est exposée à être imprègne^ d'oxide de plomb toutes les fois qu'un scorifîcatoire se fend , qu'une coupelle se renverse, ou qu'il arrive dans les essais lin accident quelconque. On prolonge sa durée en la couvrant d'une légère couche de craie ou d'os calcines en poudre, qui est destinée à absorber la litharge en fusion comme une ^>onge absorbe de l'eau. Les anciens docimasistes faisaient les moufles de deux pièces, la voûte et l'aire, afin de pouvoir renouveler ceEe-ci séparément; mais cet usage est tout-à-iait abandonné.

Petit fourneau elliptique, — On emploie le fourneau que nous venons de décrire toutes les fois que l'on a un grand nombre d'essais à faire en même temps -, il peut contenir quinze et même vingt coupelles de la grandeur la plus ordinaire; mais conmie il consomme beaucoup de charbon, on se décide difficilement à le mettre en feu lorsqu'on n*a à faire qu'un petit nombre dressais, et l'on ajourne souvent des expériences utiles par motif d'économie. Ces considérations ont déterminé plusieurs personnes à construire des fourneaux plus petits ^ et à chercher <à les disposer de manière à ce qu'on pût y faire des essais avec le plus d'économie possible. Ml\f . Au- £rye et D'Arcet ont introduit dans les laboratoires, de^ puis une vingtaine d'années , un petit fourneau qui remplit toutes les conditions désirables.

rOVWXBktJX A MOUFLE.

Dioienstoa**

GriUe.

Mouflet.

DAiBC.

CbcHiinée»

Ce fonmeau (Fig. jy B etg) est eD^ytkpie et na que i8 centimètrefl de largeur et 4^ centîinètres de hanteor. Son cendrier n a qit^iine ouvertore drctilaire sur le devant : sa hauteur est telle , que «joand le fourneau est placé dessus, et le tout sur une table, Fessajenr puisse, étant assis , suivre aisément Fessai qui passe dans la moufle. Le foyer présente cinq ouvertures, celle de la moufle , celle par laquelle, on introduit la brique qui doit porter la moufle-, une troisième, placée ou* dessous de la mentonnière, qui a la forme d'une fente horizontale, et qui sert à permettre d'introduire le ringard destiné k fiiire tomber, à travers les trous de la grille, les cendres qui Fencombrent \ cette ouverture se bouche à volonté avec le petit coin de terre ciiite représenté en f ( Fig. g ). Enfin , à droite et à gauche , un peu au - dessoui de la grille, août percés, dans le sens du grand arc de Fellipse, deux trous égaux qui servent à faciliter Fintrodnction de Fair ou à placer, quand on le veut, la buse d'un soufflet. La grille est ordinairement une pkque de terre Cuite ^^ percée de troua coniques et entourée d'on fort fil de far qui Fempéche de tomber en morceaux quand elle se (saà : mais on peut la remj^er par une griUe en fer. On fîdt usage pour ce petit fourneau de moufles de deux gratH deui» : les tmea ont 60 millimètres de profoildetu' et ne peuvent contenir qu'une seule coupelle \ on les fixe dans la feuillure de la poite sans les faire poser sur la brique de derrière*, les autres ont 90 millimètres ^ et sont destinées à recevoir deux coupelles |^cées Fune devant l'autre ; ou les fSeàt poser sur la feuillure de la porte et sur la brique de deirière. Le dame du fourneau est percé, sur le devant, d'une ouverture circulaire que Fon peut fenner avec un bouchon de terre cuite £&, et par laqudSe on iuf* troduit le combustible, etc. Une cheminée est nécessaire pour déterminer le tirage : cette dnininée est en tôle, de 5 décimètres de hauteur au moins, et s'adapte exactement à Forifice cylindrique du dame. A sa base se trouve jme petite galerie en tâle / (Fig. 5 ), destinée à ve^ cevoir les coupelles neuves, qui s'y échauffent aâses for-

POmirBàUX A M01TFLB. * 169

temient pendant le tratail» pour pouvoir ensuite être introdnites sans ioGonrënient dans la moufle lorsque celle» ci est portée à la chabnir ronge. A quelques centimètres au-dessus de cette galerie on pratique une porte à cou*lisse p (Fig. 5), par laquelle on peut, si on le trouve plus commode 9 intmluire le charbon dans le fourneau , et au-dessus de cette porte on place une clef qui sert à r^ gler le tirage.

MM. Aufrje et D'Arcet ont éralné que le chaibon nécessaire pour échauffer ce fourneau ne vaut que 5 cenr times, et que celui que Ton dépense ensuite pour chaque essai ne vaut pas plus de 3 centimes. On ne saurait se iw»wM*^* dissimuler néanmoina que Textréme petitesse de ce fourneau en rend le serrice asse2 embarrassant : si le charbon ny est pas placé avec un soin minutieux; si \e$ mov* ceaux sont un peu trop gros ou un peu trop petits; si le tirage est Un moment ralenti , la température s^abaisse, et Tessai court risque de se noyer. Un fourneau disposé semblablement , mais de a5 centimètres de largeur, ne consomme que très peu plus de charbon et est d^un usage beaucoup plus commode.

Combustibles. -^- On se sert pour chauffer les four^ Beaux de coupelle, de charbon de bois et de coke, comme pomr les fourneaux d'essai; mais on doit toujours commencer par employer du charbon de bois seul , parce que le coke serait très difficOe à enj>raser dans le fourneau froid. Quand une fois la chaleur est portée au rouge, on peut alimenter les grands fourneaux arec du coke pur : pour les fourneaux moyens fl conyient de mêler une certaine proportion de charbon de bois avec le coke; et pour les très petits fourneaux il ne faut employer que du charbon de bois pendant tout le travol.

Fourneaux à sovffieu -— Les fourneaux de coupelle devant servir habitaellement à des opérations qui n eftigent qu'une toupératufe de ^5 à 3o* p. tout au phls, sont sniffisamment alimentés d'air par le tirage qu'occâsîone une cheminée de qudqnes décimètres de hauteur. Mais quand il devient nécessaire d'élever la température

l6o FOUnNEAUX ▲ HÔUFLE.

davantage , on y parvient aisément soit en allongeant la cheminée avec des tuyaux de tâle emboîtés les uns dans les autres, soit en dirigeant le vent d'un soufllet sous la grille : à Faide de ce dernier moyen, si le soufflet est assez grand, on peut obtenir tel degré de chaTenr ijue Ton désire, tout comme dans une foi^e d'essai. On place la buse du soufflet dans un des trous pratiqua dans le cendrier, et Ton bouche avec le plus grand soin toutes les autres ouvertures avec de Targile. On peut chauffer très fortement le petit fourneau de MM. Aufirye et D'Arcet en lui fournissant de Fair avec le soufflet d'une lampe d'émailleur.

Température. — La température n'est pas à beaucoup près la même dans les différentes parties de la moufle d'un fourneau de coupelle. Si elle est au fond de ai"*, elle n'est que de m,"" au milieu , et de S"" seulement sur le devant. Dans les fourneaux qui servent habituellement à Fessai des monnaies d'or et d'ai^ent, elle est communément de a4* au fond de la moufle.

Emplacement des fourneaux. — Dans les usines où l'on fait tous les jours un grand nombre d'essais, il est com* mode de placer le fourneau contre un mur , et de le disposer de telle sorte que l'ouverture de la moufle se trouve dans une pièce , et que toutes les autres , savoir celle par laquelle on introduit le charbon , et les portes du cendrier, communiquent, à travers le mur, dans la pièce voisine. Par cette disposition Fopérateur n'est ni incommodé ni gêné par la chaleur et par la poussière des cendres et des escarbilles, et son travail n^est jamais interrompu par la manœuvre de l'ouvrier chargé de remplir le fourneau de combustible, et d'avoir soin du feu.

Fourneau cPAikin. — Les fourneaux de coupelle ne sont pas indispensables pour faire des coupellations. Aikin se sert pour cela de son fourneau d'essai à soufflet : il place dans ce fourneau un creuset percé sur un fromage également percé et qui reçoit Fair du cendrier (Fig. lo, PI. IX). n met la coupelle sur une grille k une certaine hauteur. dans le creuset, et il recouvre celui-ci

FOUIUfEltnC À MOUFLE. lOt

avec une toile à laquelle il adapte un tuyau en tôle qui sert de cheminée, et a trayers lequel on peut examiner rintërieur de la coupeUe. Mais ce mode d' opérer est compliqué, et il a d^ailleurs rinconvénient d^exiger le secours d un soufflet.

Fourneau de calcination. — On exécute les coupeUalions de la manière la plus simple et la moins dispen- * dieuse en se servant d'une simple moufle que Ton chauffe dans un fouineau de calcination ordinaire. On place cette moufle sur un ou deux fromages, selon sa grandeur, dans le milieu du fourneau, et à une hauteur telle que Taire soit à peu près au niveau de la paillasse -, on Tentoure de charbons choisis placés parallèlement à son axe, et Ton recouvre le tout avec un tuyau d'aspiration en tôle à porte latérale ( Fîg. 3 , PI. V )• La chaleur se propage rapidement : lorsque la moufle e^t suflBsamment échauffée on ouvre la porte du tuyau d'aspiration, on introduit les culots d'essai dans les coupelles , et l'opération marche d'eUe-méme. Si la coupellation exige une forte chaleur, on tient la porte fermée-, dans le cas contraire on laisse la porte ouverte , et l'oxidation a lieu alors beaucoup plus rapidement. Quand l'opération est terminée, on enlève la moufle , et le fourneau peut être immédiatement employé à d'autres usages. A défaut de moufle, on se sert d'un . creuset couché , et au fond duquel on perce quelques trous pour qu'il puisse s'y établir un courant d'air.

Outils, — Les outils nécessaires pour le service des fourneaux de coupelle, sont : i°. des ringards pour re- lUnsinb. muer le charbon : ce sont de gros fils de fer fixés dans des manches de bois , et les uns droits , et les autres courbés (Fîg. II et i!a )•, 2**. des pinces : il y en a de toutes pioc», sortes : premièrement, des pinces ordinaires pour prendre le charbon , saisir les portes chaudes, etc.-, secondement, des pinces légères dont les extrémités sont un peu recourbées (Fig. i3), qui servent à placer les coupelles dans la moufle et à les en reth'er-, enfin d'autres pinces légères à branches élastiques, les unes droites ou courbées (Fîg. 14)9 I. II

COUPELLES.

Coillir

Pcllrc.

que Ton emploie pour porter les culols d'essai dans leg coupelles \ les autres à branches inégales dont Tune est droite et Tautre courbée en croissant (Fig. i5), fort commodes pour mouvoir les coupelles et les scarifications *, 3". de petites cuillères en fer (Fig. i6) avec lesqueUeson peut porter du plomb granulé dans les coupelles et les scorificatoires^ 4*** ^^ pelles à charbon : pour le petit fourneau de MM. Aufirye et D'Arcet cette pelle a la forme des mains dont on se sert chez les marchands de tabac (Kg. 17)-, sa partie antérieure doit être assez étroite pour pouvoir s'engager un peu dans l'ouverture circulaire du Mafqnei. dame •, 5". des masques à ouverture vitrée ( Fig. 11, Pi! Vni ) , qui permettent d'examiner de près les j^énomènes de la coupellation ^ etc., sans être incommodé par la chaleur.

Coupelles. — Nous avons déjà décrit les vases dans lesquels on exécute les grillages et les scorifications. Les coupelles ( Fig. 18, PL IX ) , ou vases qui servent à faire l'opération appelée coupeUatiorij ressemblent assez, pour la forme, aux têts à rôtir-, mais comme elles sont destinées à contenir et absorber divers oxides métalliques en fusion , et entre autres des oxides de' plomb et de bismuth , on ne peut pas les faire en argile, que tous les oxides corrodent promptement. Ces coupelles doivent avoir une texture assez lâche pour que les oxides y pénètrent &cilement, et en même temps une solidité suiSsante pour qu'on puisse les manier sans les briser \ et , de plus , elles doivent être d'une nature telle, que les oxider de plomb et de bismuth ne puissent ni les fondre ni les corroder, n y aurait \m grand nombre de substances qui pourraient servir pour faire des coupelles et qui rempliraient toutes ces conditions -, mais on ne fait usage que des trois suivais tes , parce qu'elles sont très communes , savoir : la poudre d'os calcinés, les cendres de bois et les marnes trèq calcaires-, les deux dernières n'étant employées que dans les travaux en grand , nous ne nous occuperons que des coapelles d'os.

Pr£p«rmtion. PouT les préparer , on caldne des os de mouton pèle-

COITFELLBS. l63

mêle avec du charbon , jusqu'à ce que toute la matière animale soit brûlëe, et qu'Os soiei^ devenus parfaitement blancs , pids on les pOe , on les tamise , et on les lave à grande eau afin d'enlever toutes les substances salines solubles. La poudre lav^e n'est autre chose que du phosphate de chaux mêlé de quelques centièmes de carbonate de chaux en partie décomposé par la calcination. On en &it une pâte avec de Feau *, quelquefois , mais rarement , on y ajoute une petite quantité d'argile pour lui donner plus de consistance , et l'on façonne cette pâte en coupelles y dans des moules (Fig. 19, PL IX) composés de trois pièces : MobIc^ 1**, la nonne n^ anneau circulaire en bronze creusé intérieurement en forme de cône tronqué , et dans lequel on met la pâte*, a**, le moine m, pièce également en bronze , dont l'extrémité est hémisphérique , et que l'on enfonce à coups de balancier dans la pâte dont la nonne est presque remplie , pour donner à la coupelle la forme intérieure -, 3*. un cône plein c en plomb, mobfle, qui occupe le fond de la nonne, et sur lequel on frappe pour faire sortir la coupeDe quand elle a été moulée. Pour que le moine n'adhère pas à la coupelle, on le firotte avec de l'huile ou avec àxk suif, ou bien on saupoudre la pâte placée dans la nonne avec de la poudre d'os très fine et sèche. Quand on a fait sortir les coupelles du moule, on les dessèche d'abord lentement à la chaleur d'un poêle , puis on les chauffe plus fortement dans la moufle, pour en expulser Fhumidite. On trouve dans le commerce des coupelles de toutes grandeurs, préparées dans des moules différens, depuis le diamètre d'un demi-centimètre jusqu'à 5 centimètres.

Pour que les coupelles soient d'un bon usage, il faut, Qualités dei I*. que la poudre d'os avec laquelle on les prépare ait eonpeiin. on certain degré de finesse*, a**, que la pâte ne soit ni trop ni trop peu humide; 3**. et que la compression dans la nonne soit opérée avec une certaine force. Une poudre à gros grains , peu mouillée et peu comprimée , donne des croiiçelles qui n'ont presque pas de consistance , et qui sont trop poreuses : eDes se brisent alors sous la moindre pression; et, ce qui est un inconvénient beaucoup plus grave,

l64 COUPELLES.

il arrive presque toujours que les métaux fins pëuétrent dans leur masse sous forme de globules imperceptibles, d'où résulte une perte notable qui rend Fessai fautif. Lorsqu'au contraire la poudre est très fine y la pâte très humide y et qu'on la comprime très fortement , les coupelles ont une grande solidité et sont peu poreuses y le métal fin n'y pénètre pas, mais aussi leur faculté absorbante étant considérablement diminuée , l'opération marche lentement, difficilement 9 et les essais sont fort sujets à se nojrer.

CBlLtmEAUX.