COMPARAISON

presque inimédiatement la combustion à son maximum , et l'on atteint par conséquent plus rapidement une très-hante température que dans ui> fourneau à vent ; mais ce second avantage a peu d'importance , parce que , comme la chaleur ne pénètre que lentement à travers les creusets, jusqu'à la matière qu'ils contiennent , et que Ton a pour but de fondre^ on est presque toujours obligé de ne graduer la chaleur que peu à peu , sans quoi on courrait le risque de ramollir les creusets avant que la substance soumise à Fessai se fàt trouvée suffisamment échauffée.

Durée du feu, — Dans un fourneau à vent, comme dans une forge , on ne peut entretenir le feu que pendant un certain temps limité (trois ou quatre heures au plus) , parce qu*au bout de ce temps la grille ou PoriGcedes tuyères se trouve encombrée par les cendres et les scories , surtout lorsqu*on se sert de coke pour combustible. Cependant nue forge peut être tenue en feu pendant plus longtemps qu'un fourneau à vent ^ parce que dans ceux-ci le tirage se ralentit de lui-même à mesure que la grille s'encombre , tandis que dans les forges , en chargeant suffisamment le soufflet ^ Tair pénètre toujours avec la même obondance tant qu*il reste quelques interstices. Il semble donc qu'une forge soit préférable a un fourneau à vent , toutes les jRoia que Ton v^ut tenir pendant le plus de temps possible un essai exposée une très-haute température; mais comme la fusibilité des creusets , de l'argile qui sert de lut , des cendres du combustible , etc. , s'oppose à ce que Ton prolonge le feu pendant plus de trois ou quatre heures , il est de fait que les fourneaux à vent rendent absolument les mêmes services que les forges. Ils sont d'ailleurs inGniment plus commodes et plus économiques , puisqu'ils marchent d'euxmêmes et qu'ils dispensent de l'emploi d'un homme occupé à faire mouvoir le soufflet. Une forge est utile dans uq laboratoire, pour servir dans quelques cas extraordinaires; lorsquci par exemple , on veut soumettre un seul creuset à la plus haute chaleur possible: il faut alors que le fourneau soit petit et le soufflet très-grand ; c'est comme si l'on faisait un esfiai au chalumeau.

Distribution de la température* — De quelque manière que l'air soit introduit dans un fourneau quelconque , à vent ou à soufflet, il parait évident que la quantité de chaleur qui se développe ne dépend , pour une même grandeur de fourneau, que du volume d'air qui y passe dans l'unité de temps; mais le degré de température n'est pas le même dans les différentes parties du fourneau , et la distribution de la

DES FOUBNEAUX. 155

chaleur varie selon la Baanière dont le vent arrive au milieu du combustible. La paroi que Tair traverse est maintenue froide par le courant; de là vient que les grilles durent très- longtemps et ne s'oxident pas , quand on a l'attention de n'arrêter le vent que lorsque tout le combustible est consumé ; mais la chaleur augmente suivant une progression très-rapide ^ jusqu'à une certaine distance , à laquelle elle atteint son mmstmum ;au delà, elle va plutôt en diminuant , parce que l'air se trouvant presque épuisé d'oxigène, il n'y a plus combustion. L'expérience a appris que ce masimum a lieu a la distance de 6 ou 8 centimètres des grilles ou des tuyères.

Dans les fourneaux à vent ordinaires, Vair s'introduit par une grille horizontale qui fait le fond du fimrneau, et les creusets, fixés à un fromage, sont placés sur cette grille. Par cette disposition, la partie inférieure et moyenne des creusets, qui est précisément celle qu'occupe la matière è fondre, se trouve bien a la hauteur où la chaleur est à son maximum; mais le fromage étant constamment maintenu froid parle contact du courant d'air, il doit s'établir un écoule* ment continnel de chaleur, de Tintérienr du creuset au dehors, a travers son support; d'où il résulte que la matière soumise à l'essai n'atteint ]e maximum de température qu'après un temps assez long , et que ce maximum est toujours inférieur a celui qui a lieu dans la masse du charbon en combustion. C'est. à cause de cela, sans doute , que dans les fourneaux à vent et dans les forges d'essai à grille inférieure , les expériences ordinaires de fusion exigent toujours au moins de une heure et demie à deux heures de fou. Néanmoins il parait que cette cause de refroidissement des creusets n'est pas aussi grande qu'on pourrait le croire; car dans les fourneaux a vent à grilles latérales , la fosion ne s'opère pas plus tèt quand le fond est plein que quand il est occupé par une grille.

Dans les fourneaux à courants latéraux , comme dans les anciennes forges à trois tuyères et à trois vents de l'École des Mines et dans le fourneau suédois^ le fond est plein, et le fromage se trouvant toujours au milieu des charbons embrasés et horsdu contact du courant d'air, s'échauffe prompteroentetest maintenu à une température très-élevée ; il n'enlève donc pas de chaleur au creuset , et celui-ci occupant la partie du fourneau où la température est à son maximum, doit lui-même acquérir cette température assez rapidement. Mais ces sortes de fourneaux ont un très-grand inconvénient, que nous avons déjà signalé, et qui a presque toujours fait

t5C « EMPLOI

renoncer à les employer pour les usages habituels ^ c'est qu'on ne peut les maintenir en feu que pendant très-peu de temps , parce que tous les débris de la combustion ne tardent pas à encombrer la cuve et entraver le passage du vent. Il est probable que la quantité d*air qui traverse le combustible est un peu plus considérable dans les fourneaux à vent à grilles latérales , que dans les fourneaux è parois pleines ; mais la différence ne peut être que très-faible, parce que le tirage dépend presque exclusivement des dî* mensions de la cheminée. Qiioi qu'il en sait, Tair affluant è travers le combustible par une plus grande surface dans les fourn(,'nux à |j;rilles latérales que dans les fourneanx ordinaires , il doit s'introduire avec une moindre vitesse dans les premiers fourneaux que dans les seconds; par conséquent , pour des temps égaux , il en passe un moindre volume sur chaque point de la masse du combustible dans ceux-là que dans ceux-ci. Il suit de là que, dans les fonrneaux à grilles latérales , la combustion a lien à peu près uniformément dans toutes les parties , tandis que dans les fourneaux ordinaires , elle n'est nulle part aussi active que dans le voisinage de la grille horiiontalc. Par conséquent , dans les premiers fourneaux la chaleur est plus uniformément répartie 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 a vent ordinaires. D'après cela , il est évident que les fourneauxà grilles latérales seraient propres à être employés pour chauffer des creusets profonds , uniformément sur toute leur hauteur; mais que lorsque l'on veut exposer un petit voluraede matière 0 In plus haute température possible, et c'est ce que l'on se propose fH*esque toujours dans les essais , les fourneaux ordinaires à parois pleines doivent être préférés.

SECTION IV

Emploi des fournemix,

Dimennons, — Comme les essais ne se font en général que siH* une très-petite quantité de matière (10 à SO grammes), on chauffe ordinairement plusieurs creusets à la Mm. Un fourneau de S5 à S7 centimètres de cèté peut contenir aisément trois à quatre creusets de 8 à 10 centimètres de hauteur, quand ij est neuf,etqiMtre ou cinq lorsqn^il sVst élargi à la partie inférieure par l'usage.

Opération, — Il fout avoir soin d'assujettir les creusets solidement sur la grille^ et de les placer dans le fourneau

»yiii€iriqiieii)ent et à 4 ou S centimètres des parois , aOn qu'ils soient l9»s ehaufTés 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 d» char* bon noir que Ton introduit monceau à morceau, afin de le 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 charbon noir jeté à la pelle. Alors on ouvre la porte du cendrier , et si Ton opère dans le foarneau à vent , on ferme le registre de la cheminée et on laisse le fourneau découvert. De cette manière , la combustion no 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 creusets, ainsi que les parois du fourneau , ne s'échaoffiint que lentement et graduellement , ne sont pas exposés à se gercer et à se fendre, comme cela pourrait arriver si réchauffement était brusque ; et , en second lieu , les lats ne se séchant que lentement , prennent un retrait uniforme et s'attachent fortement aux creusets^ qu'ils fixent sur leurs fromages ; taudis que si l'on chauffait rapidement, ils sa fendilleraient^ se détacheraient en éclats et laisseraient les creusets sans soutien sur leurs bases. Enfin , en chauffant lentement et de haut en bas, la matière qui est renfermée dans les creusets prend peu à peu du retrait , se calcine en partant de la partie supérieure, et s'affaisse sans soulever la brasqae , lors même qu'elle est susceptible de bouiMonner au moment où elle entre en fusion.

Au bout de trois quarts d'heure ou une heure au plus 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 donner le vent, et on le gradue de quart d'heure en quart d'heure pendant une heure environ. Au bout de ce temps un essai ordinaire est terminé , et l'on a dû ménager les charges de charbon de telle sorte qu'à cette époque les creusets se trouvent à découvert. Pour les retirer , on enlève les plus gros moroeaux de combustible avec des pinces, on fait tomber les fragments menus à travers la grille, avec un ringard , puis on saisit successivement chaque creuset avec une pince a naoustache courbe (Fig. 2S, PI. Il), et on les place enfin dans un bain de sable pour les laisser refroidir.

Second êiêui, — On peut , si Ion veut, recommencer im* nédiatement un essai dans un fourneau qui vient de servir, après l'avoir nettoyé complètement. Il y a dans la seconde

158 COVBUSTIBLB.

opération une grande économie de combuatible , parce qa*elle marche beaucoup plus vite ; mais comme, dans ce cas, il n'est pas possible de placer les creusets avec la main , et qu'on ne peut les introduire qu'au 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^ e^ se détachent souvent des creusets « de telle sorte que ceux-ci 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 luis, en remplissant le fourneau de charbon noir aussitôt qne les creusets sont placés , et en fermant le cendrier pendant quelque temps , afin que la combustion ne se propage que lentement dans la masse.

Combuatible. — On chauffe 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 catcination , on ne les chauffe qu'avec du charbon de bois, parce que le coke employé en 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 combustibles 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 différents combustibles ^ on voit que sous ce rapport il y a un choix à faire parmi ceux-ci : moins ils contiennent de cendres et meilleurs ils sont , d'abord parce que sous un même poids ils renferment plus de matière utile, et en second lieu , parce qu*ils encombrent moins les fourneaux et qu'ils permettent de les maintenir au feu pendant un plus longtemps. 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 0,0i à 0,04 de cendres , terme moyen: ces cendres sont toujours essentiellement composées de chaux et de carbonate de potasse : elles ne sont pas fusibles par elles-mêmes, et si elles ne rencontraient aucune substance avec laquelle elles pussent se com-

biner y elles passeraient en poussière à travers la grille avec le fraisil ; mais par cela même qu'elles sont Irès-basiques , elles exercent une action excessivement corrosive sur les briques , sur les creusets et sur les lots , et il résulte de cette action des scories vitreuses qui coulent le long des parob do fourneau et à la surface des creusets, et qui finissent par encombrer la grille. Lorsque les cendres ne sont qu'en petite proportion dans le charbon , leur nature corrosive est plutôt utile que nuisible, parce qu'elles donnent naissance a un vernis vitreux qui pénètre dans les interstices des luts et a pour efiet de souder solidement le creuset a son couvercle et â son support.

La proportion de cendres que renferme le coke est ex* trémement variable ; elle est, terme moyen , de 0, 10 dans le coke que Ton 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 0,02 à 0,03 de résidu : il y a donc un très-grand choix à faire dans oette espèce de combustible , et l'on peut en trouver qui laisse moins de cendres que te charbon de bois ; mais ces cendres sont d'une nature toute différente : elles se composent essentiellement d'oxide de fer, provenant du grillage des pyrites que renferme la houille, et d'argile. L'argile est analogue a 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 attaquer les creusets ni les parois des fourneaux ; mais cette circonstance se présente rarement, et presque toujours, au contraire, c'est i'ozide de fer qui domine dans la cendre ; alors celle-ci , à la faveur de l'oxide de fer ramené à l'état de protoxide par le contact des matières combustibles, nonseulement devient très-fusible par elle-même , mais encore exerce sur tontes 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.

A poids égaux , le coke développe en brûlant a 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 densité est beaucoup plus grande. Il résulte de cette diffiérence dans le pouvoir calorifique du coke et du charbon de bois ^ que dans un même fourneau le premier produit un degré de tempé-

100 COSBVSTIBLE.

rature plus élevé que le secood ; et Ton trouve, en effet, que dans les hautes températures, la différence peut aller joaqu'à lO*" p. Pdur se rendre compte de cet effet, il fout oon* sidérer, 1° que^ dans un espace donné, la quantité de chaleur qui se produit dans un temps déterminé, ei par conséquent la température , dépendent du poids du com* huslible brûlé , et croissent avec ce poids ; â"* et qu'en outre la combustion n'ayant lieu que par la surface des morceaux, ce qui est prouvé par un grand nombre d'observations, on peut admettre qu*à chaque instant l'action de loxigène enlève à tous les morceaux une couche de même épaisseur « quelle que soit la nature du combustible. Dès lors on voit que le poids de la matière brûlée dans l'unité de temps doit être exactement proportionnel à sa densité, et que par oooséquent les combustibles les plus pesants fournissant plus d'aliment à la combustion que les autres ^ doivent aussi chauffer plus fortement. Mais comme, par la même raison^îk consomment une plus grande proportion d'oxigène^ ils doivent exiger , pour produire tout leur effet, un vent plus rapide et un courant d'air plus comprimé que les conibua* tibles légers, et c'est effectivement ce que l'on a toujours remarque.

il est évident , d'après ce que nous venons de dire des propriétés relatives du charbon de bois et du coke, que toutes les fois que Ton peut se procurer du c<»ke de bonne qualité, et surtout du C4ike dont la cendre soit peu ferrugineuse^ on doit remployer de préférence «n charbon de bois pour faire des essais à une haute température. Dans les grandes villes, où ce dernier combustible eat toujours fort cher, et où Ton trouve souvent, au contraire, du coke qui reste sans emploi , il y a en même temps avantage et trèsgrande économie à faire usage de celui-ci.

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

Une condition très^^ssentielle pour obtenir Tefiet maximum d'un fourneau , et dont Texpérienoe seule peut £aire apprécier toute l'importance, est de n'employer le coml>uatible qu'en morceaux de grosseur convenable* Si on le prenait à la pelle, tel qu'il se trouve daas les charbeaniers,

COVBUSTIBLE.

le poMsier et le fraksil dunt il csl mëhingc rempliraient tous !«• interstices^ et Taîr nû pouvant s'ouvrir que difRcilemeiit on passage à travers . la combustion serait lente , le feu serait étouffe, et il ne se produirait que peu de chaleur. D'un antre côté, si Ton ne mettait dans le fourneou que de gros morceaux de combustible , ils laisseraient entre eux de grands espaces vides , ils ne présenteraient qu'une surface peu étendue à Tair, il ne s^en brûlerait qu*un poids peu cou- •idéraUe dans Tonité de temps, et la température ne pourrait pas encore atteindre son maximum. Pour arriver à ce rëittltatyil faut que les morceaux aient une certaine grosseur moyenne : l>xpénence a appris que les morceaux de charbon de bois ne doivent pas avoir moins de IS à 6 centimètres de longueur, et les morceaux de coke moins de 8 à -4 centimètres de diamètre. Il faut chercher par tâtonnement à faire en sorte qu*il y ait dans le fourneau une proportion telle d'air et de combustible, que la consommation de celuici soit aussi rapide que possible.

Lorsque l'on charf][e le fourneau pour l'alimenter, il est essentiel de répartir les morceaux avec beaucoup de soin, et de les f^ire descendre avec un ringard le long des parois, ainsi qae dans fespnce que laissent entre eux les creusets.

Effets et eonêomniaiions, «— Pour donner une idée de Teffet calorifique que produisent les fourneaux à vent et les forges de différentes dimensions , ainsi que de la quantité de romhnstible qa'on y consomme, nous rapporterons les résultats suivants, qui ont été constatés au laboratoire de l'École des Mines, dans lequel on fait constamment usage d'un mélange, è parties égales en poids, de coke de qualité moyenne et de eharbon de bois. Dans tous les essais, on comprend dans la durée du fou une heure environ , fiendant laquelle on ne donne pas le vent, afin de laisser le combustible s*em'braser lentement.

Dans le fourneau à^ vent (Fig. 1 , 2 et 3, PI. Vil), en denx beoresdefouon consomme 10 kilogrammes de combustible, et le manganèse se fond en grenoilles. — En deux heures et demie de feu la consommation est de 27-^ kilogrammes, et en chauffiint quatre creusets , le manganèse fond facilement. — En rétrécissant la cuve du même fourneau , de manière k ne lui laisser que 16 centimètres de côté, la consommation est de lOkilogremmes^ et en ne chauffant qu'on 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 complétemenl. — Dans «m antre fourneau de âS centiaètres de

fhS FODRHEAUX A MOUFLE.

c6Cëy dont la cheminée a 22 centimètres snr 28, en deux heures de feu Ton consomme 16 kilogrammes de combustible, et en chauffant trois creusets, le manganèse fond coraplélement. — Dans le fourneau à vent à grilles latérales (Fig. 4 et 5) , en deux heures et demie de feu la consommation est de YÎngt-neuf kilo^rammef, mais le manganèse ne fond pas.

Dans la grande forge (Fig. l et 2, PI. VUI) , en deux heures et demie de feu on consomme SI à Z2 kilogrammes de combustible, et en chauffant quatre creusets on parvient à fondre le manganèse. — £n rétrécissant la cuve de manière à ne lui laisser que 16 centimètres de cèté, on consomme 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 22 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 18 kilogrammes de combustible, et en chauffant trois creusets , les minerais de fer fondent très-bien, mais le manganèse ne se ramollit pas.

Outilê, — Le service des fourneaux dressai n'exige qu'un très'petit nombre d'outils ; ce sont : 1° des ringards en fer droits et à crochet (Fig. 9 et 10, PI. VUI), destinés a faire descendre le combustible dans les vides qui se forment au fond des fourneaux , à nettoyer les grilles , à redresser les creusets lorsque l'on a à craindre qu'ils se renversent^ etc. ; 2** des pinces droites et à mâchoires courbes (Fig. 25, PI. il), qui servent pour saisir les creusets, les placer dans les fourneaux et les retirer . etc. ; S"* des pelles en tôle avec lesquelles on peut prendre le charbon pour le jeter dans le fourneau , si Ton 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 masque en bois percé d'une ouverture vitrée (Fig. Il , PI. Vlll), à l'aide duquel on se garantit le visage de la chaleur, lorsque Ton veut regarder de près dans le four*neau. En tenant ce masque de la main gauche par la poignée , à la hauteur de la tète , on peut de la main droite se servir des ringards ou des autres outils.

SECTION V

Foiirneauœ de coupelle ou à moufle.

Les fourneaux de coupelle étaient déjà employés dans le xHi* siècle ; ce sont des espèces de fourneaux a réverbère ,

FOURNEAUX A SIOUPLB. 108

portalifii , au milieu desquels on place un petit Four demicyliadriqoe qu'on appelle la moufle. Celte moufle se trouvant entourée de toutes parts de combustible en ignitîon, s'échauffe très-fortement, et Ton peut exécuter dans son intérieur toutes les opérations pyrognosliques qui exigent la présence de Tair et qui ne pourraient pas se faire au contact des matières charbonneuses, telles que les grillages, les scorifications et les coupellations.

On fait des fourneaux de coupelle de diverses grandeurs: les plus grands sont carrés, et ont de 88 à 40 centimètres de côté ; les plus petits sont elliptiques , et leur plus grand diaraèlre n'a que 18 centimètres. Le plus souvent ces fourneaux sont en terre cuite, comme les fourneaux à réverbère, eron les consolide par des frettes de fer ou par des frettes de cuivre, comme les poêles; mais dans tes grandes usines, ou on les tient tous les jours en feu , et où ils sont par conséquent sujets à se dégrader promplement, on les fait souvent en tôle forte garnie de terre intérieurement: c'était même l'usage général autrefois.

En tôle forte. — Les Fig. 1 , â et 3 , PI. IX , représentent le fourneau décrit par Schluiter, et qui est encore employé dans beaucoup d'usines. Pour fixer à la tôle la terre que Ton appelle le ^am», on rive aux parois intérieures du fourneau des bandelettes de tôle mince de distance à autre, ou bien, ce qui vaut mieux et est plus simple , 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. An 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 dessécher, et pour en opérer la cuisson avant de l'exposer h la haute température que supporte le fourneau pendant les essais. Les anciens docimasistes prescrivaient de vernisser le garni pour l'empêcher de se fendre et de s'écailler, en l'enduisant d'une couche mince d'un mélange de 2 parties de minium et 1 partie de sable quarzeux délayé en consistance de pulpe claire ; mais cela n'est pas nécessaire, surtout si pour faire le garni on a employé une bonne argile mêlée avec une proportion convenable de sable ou de terre cuite.

En terre cuite. — Les fourneaux de coupelle ordinaires en terre cuite (Fig. 4 , 5 et 6) , se composent de trois pièces principales qui se placent l'une an dessus de Tautre : 1<» le cendrier, qui reçoit tons les débris de la combustion , et par

164 FOUtNBAUX A HOUffLE.

lequel l'air s'iolroduii dans le loiirneau; S"* le hbormioire^ et S** l« 4ôm9.

Le cendrier a au Ri<Mn& une porte , que Ton ferme à volonté quand on veut éteindre le feu ou modérer le lini^. On Hipprîme ordioaireiseat les portes dans les grands fourneaux ; mais alors ceux-ci sont placés sur quatre pilter& de brique situés aux angles, et qui laissent entre eux de larges intervalles.

Le laboratoire ou /byer, qui reçoit la moufle, et dans 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'entrée à la moufle. La seconde , opposée à la première , a pour objet de donner passage à une brique que Ton fait pénétrer assez avant dans le fourneau pour qu^elle puisse servir d*appui au derrière de la moufle : on scelle solidement celle brique avec de Targile. Les autres ouvertures sont des trous circulaires par lesquels on peut faire passer un ringard pour remuer le combustible et pour le .faire descendre sur la grille. Presque 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 qn on laisse ouverte quand on veut donner de l'activité à la combustion. Immédiatement au dessous de l'ouverture de la moufle, le laboratoire porte une petite tablette que l'on nomme mentonnière ^ sur laquelle on fait avancer ou reculer la porte, les coupelles que Ton retire, ou les charbons qu'on met quelquefois à l'entrée de la moufle.

Le dôme s'adapte exactement au laboratoire, et se termine en forme de tuyan circulaire légèrement conique; il n*a qu'une ouverture placée sur le devant, et qui est mnnie d'une porte que l'on peut mettre et ôter h volonté. C'est par cette ouverture que l'on introduit le charbon dans le foyer, et qu*on le range pour le faire tomber autour de la moufle ; pour déterminer un bon tirage, ou 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 tAte semblables à ceux dont on fait usage pour les poêles.

Les moufles m, m, m, m (Fig. 2, S, 6 et 9) , que les fourneaux de coupelle sont destinés à échauffer . ont la forme d'un berceau cylindrique légèrement surbaissé , et dont la $4^ cal 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 néeetaaire qu'elles soient très*réfr«ciaires ; l'es-

FOURNEAUX ▲ HOVFLI. 165

sentiel esl qu'elles aient de la eonsistanee eC qu'eUas supportent bien les alternatives du froîd et du chaud sans te fêler. La paroi du fond des moufles doit être vertieale, ou mieux encore un peu incUnëe do Tavant a l'arrière , à partir de la partie inférieure , a6n que le oombustibie et les cendres glissent derrière sans poiivorr s'y fiier. Cette paroi, ainsi que les parois latérales, est percée d'une ou deoz 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 supérienr du c6té du jRsu , pour que ces bavures fassent obstacle h rintroduction des flammèches et des corps étrangers dans la moufle. C'est à la faveur de ces fentes que a'établit le coorant d*air qui doit opérer les grillages^ les cou pellations, etc.; il est donc essentiel qu'elles soient toujours bien libres dans toute leur longueur. Pour placer les nMiufles oh enlève te dôme , on les introduit dans le ft>urneau , on les aj«iste d'une part sur la brique do fond, et de l'antre côté sur le bord de la porte de conduite; et on lute les jointures aveo de l'argile. Dans le fourneau en tôle de Soh lutter elles sont posées sur deux barreaux de fer cylindriques. Il est important que l'aire soit bien horiionlale, pour que les coupdles puisaent être d'aplomb, et que les boutons de retour se fixent an centre de celles-ci. La vapeur du plomb qui s*exhale des coupelles use asseï promptemeat les moufles en les oorr«>dant: Taire se perce plus rapidement que la voôte, parce qu*elle est exposée à être imprégnée d*oiide de plomb toutes les fois ^ai\n scoriflcatoire se Fend ^ qu'une coupéUe se renverse, ou qu*il arrive dans les essais un accident quelconque. On prolonge sa durée en la couvrant d'une légère couche de craie ou d'os calcinés en poudre, qui est destinée à absorber la litharge en fusion comme une éponge absorbe de Taaa. Les anciens dociroacistes faisaient les moufles de deux pièces, la voûte et l'aire, afin de pouvoir renouveler celle-ci séparëroeat; mais cet usage est teut-à-fail abandonné»

Peiit fourneau Mptique. — On emploie le fourneau que nous venons de décrire toutes les fois que l'oa a un grand nombre d'essais à faire en même temps; il peut contenir quioae et même vingt coupelles de la grandeur la plue ordinaire ; mais comme il consomme beaucoup de charbon, on fe décide difficilement à le mettre en feu lorsqu'on n*a à ftiire qu'un petit nombre d'essais . et l'on ajourne souvent dea espértcnces atilea f>ar motif d'économie. Ces considéralions oBt déterminé plusieurs personnes à conslritire des fourneaux plus petits , et à chercher à les disposer de ma-

16C FOUBNBAUX A MOUFLE.

nière )i ce qu*oo put y faire des essais avec le plus d'éoono* mie possible. MH. Aufrye et D*Arcei ont introduit dans les laboratoires, depuis une vingtaine d'années, un petit foaritean qui remplit toutes les conditions désirables.

Ce fourneau (Fig. 7, 8 et 9) est elliptique et n'a que 1 8 centimètres de largeur et 45 centimètres de hauteur* Son cendrier n*a qu'une ouverture circulaire sur le devant : sa hauteur est telle , que quand le fourneau est placé dessus , et le tout sur une table , l'essayeur puisse, étant assis, suivre aisément l'essai 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 au dessous de la mentonnière , qui a la forme d'une fente boriiontale, et qui sert à permettre d'introduire le ringard destiné h faire tomber, à travers les trous de la grille, les cendres qui Fencombreiit ; cette ouverture se bouche à volonté avec le petit coin de terre cuite représenté en / (Fig. 9). Enfin , à droite et à gauche, un peu au dessous de la grille, sont percés, dans le sens du grand aie de l'ellipse, deux trous égaux qui servent à faciliter Tintroduction de l'air ou à placer ^ quiind on le veut , la buse d'un soufflet. La grille est ordinairement une plaque de terre cuite gg percée de trous coniques et entourée d'un fort fil de fer qui l'empêche de tomber en morceaux quand elle se fend : mats on peut la remplacer par une grille en for. On foit usage pour ce petit fourneau de moufles de deux grandeurs : les unes ont 60 millimètres de profondeur et ne peuvent contenir qu'une seule coupelle ; on les fixe dans la feuillure de la porte sans les fiiire poser sur la brique de derrière; les autres ont £0 millimètres , et sont destiuées à recevoir deux coupelles placées l'une devant Tautre ; on les fait poser sur la feuillure de la porte et sur la brique de derrière. Le dèmc du fourneau est percé, sur le devant « d'une ouverture circulaire que Ton peut fermer avec un bouchon de terre cuite bb , et par laquelle on introduit le combustible, etc. Une cheminée est nécessaire pour déterminer le tirage : cette cheminée est en tôle, de 5 décimètres de hauteur au moins, et s'adapte exacteiueut à l'orifice cylindrique du dôme. A sa base se trouve une petite galerie en tèle / (Fig. 8) , destinée à recevoir les coupelles neuves , qui s'y échauffent assez fortement pendant le travail , pour pouvoir ensuite être introduites sans inconvénient dans la moufle lorsque celle-ci est portée à la chaleur rouge. A quelques centimètres au dessus de cette galerie on pratique une porte à coulisse p (Fig. 8), par laquelle on peut, si on

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le IrooTC plus commode, introduire le charbon dans le foorneau , et au dessus de cette porte on place une clef qui sert à régler le tirage.

MM. Anfrye et B'Arcet ont évalué que le charbon nécessaire pour échauffer ce fourneau ne vaut que 5 centimes, et que celui que Ton dépense ensuite pour chaque essai ne vaut pas plus de 3 centimes. On ne saurait se dissimuler néanmoins que Textréme petitesse de ce fourneau en rend le service assez embarrassant : si te charbon n*y est pas placé avec un soin minutieux ; si les morceaux sont un peu trop gros nu un peu trop petits ; si le tirage est un moment ralenti, la température s'abaisse, et l'essai court risque de se noyer. Un fourneau disposé seroblablement , mais de 25 cenlimètres de largeur , ne consomme que très* peu plus de charbon et est d'un usage beaucoup plus commode.

Combuêtibies. — On se sert pour chauffer les fourneaux de coupelle^ de charbon de bois et de coke , comme pour les fourneaux d'essai, mais on doit toujours commencer par employer du charbon de b>ûs seul, parce que le coke serait très-difficile à embraser dans le fourneau froid. Quand une fois la chaleur est portée au rouge, on peut alimenter les grands fourneaux avec du coke pur : pour les fourneaux moyens il coiivient de mêler une certaine proportion de charbon de bois avec le coke ; et pour les trèspetits fourneaux il ne faut employer que du charbon de bois pendant tout le travail.

Poumeausp d iouffl^, — Les fourneaux de coupelle devant servir habituellement à des opérations qui n'exigent qu'une température de 25 à S0<* p. tout au plus, sont suffisamment alimentés d'air par le tirage qu'occasionne une cheminée de quelques décimètres de hauteur. Mais quand il devient nécessaire d'élever la température davantage , on y parvient aisément soit en allongeant la cheminée avec des tuyaux de tôle emboîtés les uns dans les autres , soit en dirigeant le vent d'un soufflet sous la grille : à l'aide de ce dernier moyen , si le soufflet est assez grand , on peut obtenir tel degré de chaleur que l'on désire, tout comme dans une forge d'essai. On place la buse du soufflet dans an des trous pratiqués dans le cendrier, et l'on bouche avec le plus grand soin toutes les autres ouvertures avec de l'argile. On peut chauffer très- fortement le petit fourneau de MM. Aufrye et D'Arcet en lui fournissant de l'air avec le •onfflei d'une lampe d'émailleur.

Température. — La température n'est pas à beaucoup

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près la même dèn» le» différentes parties de la moufle d'un fourneau de coupelle. Si elle est au fond de 21% elle D*est que de là** au milieu^ et de 8** seulemenl sur le devant. Dans les fourneaux qui servent habituellement à l'essai des monnaies d'or et d'argent , elle est communément de 24** au fond de la moufle.

Emplacemeni de$ foumeaua, — Dans les usines oii Toi» fiiit tous les jours un grand nombre d'essais, il est commode de placer le fourneau contre un mur, et de le disposer de telle sorte que l'ouverture de la moufle se trouve dans uoe 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 l'opérateur 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.

jFourneau.d^Aikin^ — Les fourneaux de coupelle ne sont pas indispensables pour faire des coupella tiens. Aikinse 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 l'air du cendrier (Fig. 10, PL. IX). 11 met la coupelle sur une grille à une certaine hauteur dans le creuset , et il recouvre celui-ci avec une tuile à laquelle il adapte un tuyau en tôle qui sert de cheminée , et à travers lequel on peut examiner Tintérieur de la coupelle. Mais ce mode d'opérer est compliqué, et il a d'ailleurs l'inconvénient d'exiger le secours d'un soufflet.

J^'oumiau de calcinciion. — On exécute les coupellations de la manière la plus simple et la moins dispendieuse en ae servant d'une siutple moufle que Ton chauffe dans un fourneau de calcination ordinaire. On place cette moufle sur un ou deux fromages , selon sa grandeur , dans le milieu du fourneau, et h une bauieur telle que l'aire soit à peu prés au niveau de la paillasse ; on l'entoure de charbons choisis placés parallèlement à son axe, et l'on recouvre le tout avec un tuyau d'aspiration en tôle à porte latérale (Fig. 3, PI. V). La chaleur se propage rapidement : lorsque la moufle €st suffisamment échauflee on ouvre la porte du tuynu d'aspiration , on introduit les culots dVssai dans les coupelles , et lopération marche d'elle-même. 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 Topéralion est terminée, on

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eolcve la moufle, et le fourneau peut être immédiatement employa )i d*autreB usages. A défaut de moufle, on se sert d*ua creuset couché, et au fond duquel ou perce quelques trous pour qu'il puisse s*y établir un courant d*air.

Outils, — Les outils nécessaires pour le serWce des fourneaux de coupelle^ sont : ]« des ringards pour remuer le charbon : ce sont de gros fils de fer fiiés dans des manches de bois, les uns droits, et les autres courbés (Fig. 1 1 et 13;; 2** des pinces : il y en a de toutes sortes : premièrement, des pinces ordinaires pour prendre le charbon , saisir les portes chaudes, etc. ; secondement^ des pinces légères dont les eitrémités sont un peu recourbées (Fig. 13), qui servent à placer les coupelles dans la moufle et à les en retirer ; enfin d'autres pinces légères à branches élastiques^ les unes droites ou courbées (Fig. U), que Ton emploie pour porter les culots dressai dans les coupelles ; les antres à branches inégales dont Tune est droite et Tautre courbée en croissant (Fig. 15), fort commodes pour mouvoir les coupelles et les SGorifications ; 3"* de petites cuillers en fer (Fig. 16) avec lesquelles on peut porter du plomb granulé dans les cou* pelles et les scorificatoires ; 4*> des pelles h charbon : pour le petit fourneau de MM. Aufrye et D*Arcet cette pelle a la forme des Mains dont on se^ert chez les marchands de ta« bac (Fig. 17)^ sa partie antérieure doit être assez étroite pour pouvoir s'engager un peu dans l'ouverture circulaire da dôme ; 6>** des masques à ouverture vitrée ( Fig. 1 1 , PI. VIII ), qui permettent d'examiner de près les phénomènes de la coupellation , etc. , sans être incommodé par la chaleur.

Coupelles. — Nous avons déjà décrit les vases dans lesquels on eiccute les grillages et les scorifica tiens. Les coupelles (Fig. 18, PI. IX)^ ou vases qui servent à faire Toperatioo appelée eoupéllaîion^ ressemblent assez, pour la forme, aux têts à rôtir ; mais comme elles sont destinées \ 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 prompteméat. Ces coupelles doivent avoir une texture assez lâche pour que les oxides y pénètrent facilement, et en- même temps une solidité suffisante pour qu'on puisse les manier sans les briser ; et , de plus , elles doivent être d'une nature telle, que les oxides de plomb et de bismuth ne puissent ni les fondre ni les corroder. Il y aurait un grand nombre de substances qui pourraient servir pour faire des coupelles et qui rempliraient toutes ces conditions ; mais on ne fait T. I. ,, II

TJHTVr.ixSlTYJ

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usage que des-lroîs suivaDtes , parce qu*elles souL très^communes , savoir : la poudre d'os calcinés , les cendres de bois et les marnes très-calcaires ; les deux dernières n'étant employées que dans les travaux en grand , nous ne nous occuperons que des coupelles d'os.

Pour les préparer , on calcine des os de mouton pèlemêle avec du charbon ^ jusqu'à ce que toute la matière animale soit brûlée^ et qu*iis soient devenus parfaitement blancs^ puis on les pile, on les tamise, et on les lave à grande eau afin d'enlever toutes les substances salines solubles. La poudre lavée n*esl autre chose que du phosphate de chaux mêlé de quelques centièmes de carbonate de chaux en partie décomposé par la calcination. On en fait une pâte avec de l'eau ; quelquefois^ mais rarement, on y ajoute une petite quantité d*argile pour lui donner plus de consistance, et l'on façonne celte pâte en coupelles, dans des moules (Fig. 19 , Pi. IX) composés de trois pièces : P la nonnen , anneau circulaire en bronze creusé intérieurement en forme de cône tronqué, et dans lequel on met la pâte; â** 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 ; 8" un cône plein c en plomb, mobile , qui occupe le fond de la noiiae , et sur lequel on frappe pour faire sortir la coupelle quand elle a été moulée. Pour que le moine n'adhère pas à la coupelle, on le frotte avec de l'huile ou avec du suif, ou bien on saupoudre la pâle placée dans la nonne avec de la poudre d os trcs> fine et sèche. Quand on a fait sortir les coupelles du moule, on les dessèche d*abord lentement à la ckialeur d'un poêle , puis on les chauffe plus fortement dans la moufle , pour en expulser Thumidité. On trouve dans le commerce des coupelles de toutes grandeurs , préparées dans des moules différents, depuis le diamètre d'un demi -cent! mètre jusqu'à cinq centimètres.

Pour que les coupelles soient d'un bon usage , il faut , 1° que la poudre d os avec laquelle on les prépare ait un certain degré de finesse ; 2° que la pâte ne soit ni trop ni trop peu humide ; 3"* et que la compression dans la nonne soit opérée nvec une certaine force. (Jne poudre à gros grains , peu mouillée et peu comprimée , donne des coupelles qui n'ont presque pas de consistance, et qui sont trop poreuses : elles se brisent alors sous la moindre pression ; et, ce qui est un inconvénient b&iuiooup plus grave, il arrive presque toujours que les miUaux fins pénètrent dans leur masse

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tous forme de {;tobu]es imperceptibles , d'oà résulte une perte notable qui rend Fessai fautif. Lorsqu*au contraire la poudre est très-fine, la pâte très-humide, et qu*on la comprime très-fortement , les coupelles ont nne grande solidité el sont peu poreuses, le métal fin n*y pénètre pas, mais aussi leur faculté absorbante étonl considérablement diminuée , l'opération marche lentement , di£Bcîlement , et les essais sont fort sujets à se noyer.