FABRICATION DC COKE

246, etc. Classification des houilles et choix de la houille à carboniser. — On peut classer les combustibles fossiles d'après l'époque de leur formation ou de leur dépôt dans le sein de la terre, et l'on obtient de cette manière une série qui commence par l'anthracite des terrains de transition et qui finit par la couche de formation comtemporaine. Si l'on considère ceux de ces combustibles qui ne renferment pas plus de 4 ou b pour 100 en poids de cendres, on trouve qu'indépendamment du carbone et d'une petite quantité d'azote pouvant s'élever de 0,3 à 2 pour 100, ils contiennent tous entre 2, S et S,bO d'hydrogène et des quantités d'oxygène d'autant plus grandes que l'époque de leur formation est moins ancienne. Ainsi l'anthraeile contient 2,4S de ce corps et la tourbe 51,76. En partant des houilles grasses maréchales, on arrive

CHAP. IV. FABRICATION DU COKE

aux houilles à coke pulvérulent, soit par la diminution de la quantité d'oxygène, soit par l'augmentation de cette quantité, ou bien en descendant vers l'anthracite ou en remontant vers le bois dans la série susmentionnée. — La densité des houilles proprement dites, y comprise l'anthracite, varie de 1,5 à 1,46. (Regnault, Ann. des Mines, 3"= S., t. 12).

La propriété collante des houilles, c'est-à-dire, la faculté qu'elles ont de se ramollir et de s'agglutiner sous l'action de la chaleur, dépend surtout du rapport entre l'hydrogène et l'oxygène. Plus il y a d'hydrogène en excès sur l'oxygène, plus la houille est collante; quand la proportion d'hydrogène devient très-considérable, comme dans les bitumes, il ne reste presque pas de coke à la distillation ; presque tout le carbone se volatilise à l'état de carbure d'hydrogène.

Fleck(Ding., t. 170, p. 460) divise les houilles en 4 classes, d'après les quantités d'oxygène et d'hydrogène formant de l'eau et d'hydrogène en excès qu'elles renferment. Les caractères physiques et chimiques de la houille dépendent de ces quantités. Voici la classification dont il s'agit :

1000 parties en poids contiennent :

H disponible : II combiné :

L Houilles grasses (Backkohlen) . . plus de 40 moins de 20 IL Houilles grasses à longue flamme

(Back-und Gaskohlen). . . . plus de 40 plus de 20 HL Houilles sèches à longue flamme

(Gas-und Sandkohien). . . . moins de 40 plus de 20 IV. Houilles à coke fritté(Sinter-kohlen)

et anthracites , moins de 40 moins de 20

Comme on cherche à obtenir un grand rendement et que le produit doit être bien agglutiné et compacte, la houille grasse a prévalu dans le choix des houilles propres à la carbonisation. Les houilles maigres se collent difficilement, les houilles demi-grasses laissent se dégager trop de carbone avec les matières volatiles, et il en est de même des houilles à longue flamme, tant grasses que sèches. La houille grasse donne le plus de bitume à la distillation et c'est à ce corps qu'elle doit la propriété de s'agglutiner par la chaleur. Comme, d'ailleurs, elle laisse aussi plus de coke que d'autres houilles plus riches qu'elle en carbone, c'est à elle qu'on donne la préférence pour la carbonisation.

Dans quel but, carbonisc-t-on la houille ? — La carbonisation fait perdre à la houille grasse les 3/7 de sa puissance calorifique. En effet, le pouvoir calorifique de la houille étant de 7000 et une partie de

APPENDICE

houille rendant à la carbonisation 0,72 de coke en poids, qui développent 0,72. S600 (pouvoir calorifique du coke) = 4032 calories, l'on perdra 7000 — 4032 = 2968 calories ('). En outre, la carbonisation exige de la main-d'œuvre et des appareils dispendieux. Si on chargeait la houille crue dans le haut fourneau, elle se carboniserait avant de brûler, on perdrait les produits gazeux comme dans les fours à coke, et la calcination rapide et dans des conditions désavantageuses au haut fourneau ne donnerait qu'un coke mauvais, incohérent et en petite quantité. Ces inconvénients ne sont pas les seuls qui résulteraient de la houille non carbonisée dans les hauts fourneaux. En effet, la grande quantité de gaz combustibles développés par la distillation de la houille pourrait faire tomber dans le dérangement désigné sous le nom de feu aux charges, et ne serait dans aucun cas de quelqu'utilité au but qu'on se propose, puisque, même sans ce moyen, la cuve du haut fourneau ne renferme déjà que trop de gaz réducteurs. Ensuite, la houille crue, par sa tendance à se coaguler, donnerait lieu à des engorgements qui pourraient étouffer le haut fourneau, et par sa décomposition brusque, occasionnerait des explosions dans l'ouvrage du haut fourneau, dernier effet que produisent aussi le bois cru et le bois torréfié. D'un autre côté, la houille grasse n'a ni la dureté, ni la densité, ni l'homogénéité nécessaires pour un travail régulier : sa résistance peut être considérée comme nulle, sa densité varie d'un morceau à l'autre et, fût-elle homogène, ce qui cependant n'est jamais le cas pour la houille grasse, la carbonisation précipitée et inégale dans le haut fourneau la transformerait en coke inégalement cuit et la carbonisation, désavantageuse et irrégulière dans l'appareil même de la combustion, ne donnerait qu'un faible rendement utile. Le coke renferme moins de soufre que la houille, et comme on lave la houille avant de la

(') MM. Scheurer-Kestner et Meunier (An. de ph. et de ch., l" s., t. 21 et 26) ont prouvé que des houilles peuvent avoir des pouvoirs calorifiques différents, quoique leur composition élémentaire soit à peu près la même. C'est ce qui a lieu pour les houilles du puits Chaptal au Creuset et la houille de Ronchamp composées comme suit :

H. du Creusot : C 88,^8 ; // i/A ; 0 7,1 1 ; coke 80,4 ; pouv. calorifique 9622".

H. de Ronchamp : C 88,52; 4,78 ; 0 6,83 ; coke 73,0; pouv. calorifique 9077=.

Ce résultat s'explique, en admettant, avec M. Gruner (An. des M., 7« s., t. 4., 1873), que dans la houille de Ronchamp la combinaison des éléments est plus intime que dans celle du Creusot, de sorte qu'au moment de la combustion cette dernièi-e doit donner lieu, par la séparation des éléments, à une absorption de chaleur moindre que la houille de Ronchamp, dont la puissance calorifique sera, par conséquent, plus faible.

La température initiale de combustion delà houille du Creusot devra donc être supérieure à celle de la houille de Ronchamp. Mais aussitôt que la chaleur qui correspond à cet excès initial de température est dissipée, les deux houilles deviennent identiques au point de vue des températures (v. mon mém. sur la température de combustion des combustibles ordinaires brûles à l'air libre ; bulletin de l'Ac. de Brux., 205., t. 38, déc. 1874). II. V.

CHAP. IV. FABRICATION DU COKE

carboniser, il contient aussi une quantité moindre d'autres impuretés, telles que terres, schistes, etc.

Au surplus, la houille, en supposant qu'on puisse l'employer à l'état cru, devrait être en morceaux, car la houille menue, la seule qu'on carbonise, opposerait d'autant plus d'obstacles au passage de l'air que le minerai lui-même est le plus souvent à l'état menu. Avec cette houille le fourneau serait continuellement sauvage. Il est évident qu'on pourrait alimenter les hauts fourneaux de houilles très-maigres, pures et en morceaux, ou d'anthracites de pureté convenable et dépourvues de la propriété de décrépiter au feu, mais ces combustibles sont rares.

Classement préalable du charbon. La bascule. — La partie essentielle d'une bascule consiste en deux grilles superposées et inclinées sous un angle d'au moins 35". La grille ou claie supérieure est fixe et descend jusqu'au sol. Elle se compose en haut de barres de fer placées dans le sens de la longueur et en bas d'une partie pleine en planches. La seconde, formée de barres dans le sens de la largeur, est suspendue au-dessous de la partie à jour de l'autre et s'arrête à l'endroit où commence le plancher de celle-ci ; en outre, elle peut être secouée par le bas à l'aide d'une petite manivelle. Plusieurs systèmes de deux grilles ou claies pareilles sont intallés à des distances convenables sous un chemin de fer aérien établi sur un plancher qui repose sur des tréteaux de bois. La hauteur du plancher au-dessus du sol est d'environ 4 mètres, mais il serait bon de l'augmenter, pour pouvoir donner une plus forte inclinaison aux grilles, ce qui accélérerait le travail tout en le rendant plus parfait. Le plancher est percé d'un trou à l'endroit où se trouvent deux cribles superposés et le crible supérieur s'appuye sur un bord du trou. L'ensemble de cette disposition porte le nom de bascule.

Le charbon tout venant, tel qu'il sort de la houillère, est conduit par deux hommes au moyen de galiots sur le chemin de fer de la bascule et versé sur un des systèmes de grilles. La grille supérieure laisse couler à part la houille et les gaillettes, et envoie à la seconde la gailletterie et le menu charbon ; ce dernier traverse le crible, tandis que l'autre glisse dans une case limitée en haut par la partie pleine du grand crible.

On appelle houille les morceaux dont toutes les dimensions dépassent 0'",10, gaillettes ceux qni mesurent 0°%05 à 0'",10, gailletterie ceux qui ont 1,5 à S centimètres à leurs trois dimensions. On prélève la houille à la main, puis on sépare les gaillettes avec un râteau à dents espacées de O^.OS et la gailletterie avec un râteau dont les dents sont à 0'",015 de distance entr'elles. Le menu charbon seul s'emploie à la fabrication du coke. Il se compose de fin ou de poussier et de morceaux de moins de 0'",015 de côté ijue l'on sépare à l'aide du trommel

APPENDICE

et auxquels on fait subir le lavage. Le charbon lavé est mélangé avec le fin pour la fabrication du coke. Ce n'est que dans des cas exceptionnels qu'on y mélange une partie de la gailletterie pour cette fabrication. Avant la carbonisation le charbon est broyé.

Emploi des combustibles. — Dans les fours à puddler et à réchauffer pour fers ordinaires, on emploie le charbon tout venant ; dans les fours à réchauffer les tôles, on mélange un de houille et deux de tout venant ; pour le puddlage des fers extra et à fins grains et pour la refonte des fers crus destinés au travail Bessemer, on se sert généralement de la houille (gros morceaux ou grosses gaillettes), à 19 fr. 20 les 1000 k., tandis que le tout venant ne coûte que 9 fr. 60.

Dans ces dernières applications, il est possible de substituer des quantités plus ou moins grandes de tout venant à la houille. C'est ainsi qu'à Seraing on est parvenu à diminuer la dépense occasionnée par la refonte du fer cru dans l'usine Bessemer, en remplaçant au moins un dixième de la houille par du charbon tout venant. A cet effet, on charge le four avec de la grosse houille jusqu'à ce qu'il soit bien chaud, puis on met alternativement une charge de tout venant et de houille pendant toute la fondée, l'emploi de la grosse houille ayant pour objet d'accélérer la fusion et d'empêcher les grilles de s'obstruer. Si l'on faisait des coulées très-rapprochées, on consommerait relativement moins de grosse houille, sans même tenir compte de la diminution totale qui résulterait de là dans la dépense de combustible.

Le charbon lavé est réservé pour la petite forge, et le coke pour les hauts fourneaux, les cubilots et la grosse forge : il convient que le coke soit aussi pur que possible. Les foyers de chaudières à vapeur sont alimentés par du tout venant dépouillé des morceaux ayant au plus une grosseur égale à celle du poing.

Les cendres. — Une des qualités les plus importantes des combustibles employés dans les usines à fer, principalement pour les hauts fourneaux, est la pureté, c'est-à-dire l'absence des cendres et du soufre.

A Seraing, les grosses houilles donnent en moyenne 2,6, les gaillettes 3,5, la gailletterie S et le menu 12,2 pour 100 de cendres.

Le soufre, que les houilles ne renferment que trop souvent, est apporté par les schistes interposés, qui le renferment à l'état de pyrite de fer. Les cendres proviennent également des schistes, sinon en totalité, du moins en majeure partie. Par conséquent, le lavage, qu'on fait subir à la houille menue pour la débarrasser d'une partie de ses schistes, doit aussi en diminuer la teneur en cendre et en soufre.

Les cendres sont nuisibles, parce que : 1° elles apportent du soufre; 2° elles occupent inutilement de la place dans l'appareil de combustion ;

CHAP. IV. FABRICATION DU COKE

3° elles diminuent la puissance calorifique du combustible ; i" devant être liquéfiées dans le haut fourneau, elles exigent l'addition d'une nouvelle matière stérile (la castine) el une notable dépense de chaleur, de sorte que le combustible portera moins de minerai et que la production journalière sera diminuée ; S" elles rendent le coke friable et peuvent occasionner dans le haut fourneau un encombrement de cendres; 6° elles diminuent l'action du vent sur les morceaux de combustible arrivés à la hauteur des tuyères ; etc.

Voici la composition d'un schiste d'une des houillères de Seraing : perte par la dessiccation à 100°C, 3,6 pour 100; schiste desséché : carbone au moins 30, 2S; oxygène et hydrogène au plus 7,25 : total de la matière bitumineuse 37,30; silice 33,40; alumine 19,60; chaux 2,75; magnésie 0,50; fer dosé à l'état d'oxyde ferrique 5,75 ; soufre 0,53 ; total pour le schiste desséché 100,05.

On admet à Seraing qu'un menu, réduit par le lavage à une teneur en cendres de 7 ou 8 pour 100, contient 0,33 pour 100 de soufre et donne un coke avec 10 pour 100 de cendres et 0,55 de soufre. Le lavage enlève, selon M. Phiiippart, seulement 7 ou 8 pour 100 de pierres de la houille menue (R. U., 1869); mais, en général, la teneur du coke en cendres oscille entre 8 et 10 pour 100.

La composition des cendres varie beaucoup (*). D'après des analyses faites au laboratoire de Seraing, les cendres de houilles grasses du bassin de Seraing contiennent :

Grande Rusotte Grande veine, Bette-Bon, Navi-

et

dure Veine, Mal-

ron.

Tonneau.

garnie.

petite Rusette.

Magnésie ....

Oxyde ferrique .

Oxyde manganique.

Acide sulfurique .

Sels de KO el NaO et

(') D'après M.- Gruner (An. des M., 7' s., 1875), lorsque les cendres sont ferrugineuses et calcaires, elles encrassent et empâtent les grilles sous forme de mâche-fer. Les cendres purement argileuses ou siliceuses restent pulvérulentes et gênent beaucoup moins la combustion. Dans les cendres argileuses, on trouve souvent un peu de potasse et de soude, ainsi que du phosphate de chaux. H. V.

APPENDICE

Composition du coke. — Le coke se compose essentiellement de carbone, mais il renferme en outre : 1° une quantité variable de cendres qui, cependant, ne devrait pas dépasser 6 pour 100 dans le coke préparé avec de la houille débarassée des schistes par le lavage ; 2° 2 à 7 pour 100 de matières volatiles ; 3" un peu de soufre. Le tableau suivant fait connaître la composition de quelques échantillons de coke.

Sclessin (').

Liège (2).

Ans(').

Liège

Matières volatiles .

Soufre (") . . . .

Pb obtenu avec PbO ,

Désulfuration du coke. — MM. Grandidier et Rue proposent de désulfurcr le coke ordinaire en le soumettant à un courant d'air comprimé, après l'avoir placé dans un appareil spécial composé essentiellement d'un cylindre chauffé sur toute sa longueur à une température variant entre 2S0 et 300». La compression de l'air fait pénétrer cet agent d'oxydation dans l'intérieur de la masse du coke; il rencontre alors le sulfure de fer (protosulfure) et l'oxyde à une température à laquelle l'oxygène est sans influence sensible sur le carbone. Le protosulfure de fer est changé d'abord en sulfate de protoxyde de fer, puis sous l'action continue d'un excès d'air, en sulfate basique de sesquioxyde ; ce dernier se trouvant en présence de schistes alumineux (silicates d'alumine) se change en sesquioxyde de fer, sulfate d'alumine et silice. D'ailleurs, une grande partie du soufre provenant du sulfate de sesquioxyde de fer s'échappe à l'état d'acide sulfureux. Après ce

(') Coke fait pour le service des hauts fourneaux avec les houilles mêlées des couches n»» t , 2 et 5 du Grand-Bac (Val Benoit) .

(^) Coke obtenu des mêmes liouilles dans l'usine à gaz de Liège.

(') Coke fabriqué pour le service des chemins de fer, à la Station d'Ans, avec la houille du (josson.

(■•) Coke obtenu dans l'usine à gaz par la distillation d'un mélange de 2/5 charbon du Grand Bac et 3/s de la couche Hardie des ICessales (E. Boulanger, An. des travaux publics).

(^) Les matières volatiles du coke se composent en moyenne de // IG, 0 et N8i; total 100.

(^) Le bassin de Seraing donne une teneur en soufre plus forte. Le coke pour hauts fourneaux de quatre usines a donné 0,00652 pour moyenne d'une année. Les moyennes des analyses faites en 1863-1866 sur les cokes de Seraing, indiquent les teneurs en souft-e suivantes : Henri-Guillaume 0,669 ; CoUard 0,SOS ; .Carohne 0,387 ; coke de charbon lavé 0,76 pour 100.

CHAP. IV. FABRICATION DU COKE

traitement, le coke ne renferme plus de soufre à l'état de sulfure et le peu qu'il renferme encore est à l'état de sulfate d'alumine, qu'on dissout en plongeant le coke dans l'eau.

Machines et appareils servant à la préparation mécanique des charbons employés aux fours à coke deSeraing. 1° Le trommel ou l'écureuil. — Les fig. 16 et 17, pl. 45, représentent le trommel de Seraing. Fig. 16, élévation en coupe. Fig. 17, profil. Un arbre creux en fonte A, tournant dans deux crapaudines a, porte cinq bras composés, à la manière de volants, d'un moyeu plein en fonte m, et d'une dizaine de raies ou rayons en fer r, réunis par des cercles en fer c et c' sur lesquels se fixent les deux enveloppes en tôle e et e'e".

A l'une des extrémités de l'arbre A se trouve la poulie de commande P. — 5, châssis de bois qui porte le trommel.

L'enveloppe intérieure e'e", se compose de deux parties dont l'une e', est pleine et l'autre e", percée de trous de 0"',007 de diamètre. L'enveloppe extérieure e est entièrement trouée et les trous ont O^jOOS de diamètre.

Dans l'enveloppe intérieure se trouve une tôle T en hélice destinée à faire avancer le charbon. Celui-ci arrive par une noria N, qui le verse dans la trémie M, et de là dans le trommel.

Le tamisage commence au point n" 1 , le menu traverse la tôle e" et le gros sort par le point n° 2, pour passer au lavoir.

Le menu, arrivé sur l'enveloppe extérieure, se tamise de nouveau : le fin qui passe est reçu directement par les fours à coke; l'autre partie sort au point n» 5, est reçue dans un entonnoir de bois non figuré et passe aux broyeurs.

Aux ateliers de M. Ch. Beer, à Jemeppe, on construit un classeur vertical qui remplace le trommel et qu'on peut voir fonctionner à la fabrique de fer, chez M. Borgnet, à Liège, station de Longdoz.

2° Lavoirs à houille. Bac à piston. — • L'épuration de la houille par le lavage est basée sur la différence de pesanteur spécifique qui existe entre le charbon, les schistes, les pyrites de fer et les matières terreuses qui composent la houille à la sortie de la mine. Si l'on met un mélange de cette nature en suspension dans l'eau, chacun des corps qui le composent se précipitera au fond avec une vitesse proportionnelle à sa densité, et comme le charbon est le plus léger, il restera à la surface et se trouvera ainsi séparé des matières étrangères qui en diminuent la qualité Q).

Un grand nombre d'appareils ont été imaginés pour le lavage de

C) Un bon mémoire sur le lavage de la houille par M. Meynier se trouve inséré dans le Bulletin du liusée de l'Industrie, t. 29, n» i, année 18S2.

APPENDICE

la houille : tous dérivent du bac ou de la caisse à piston que l'on emploie dans diverses localités pour l'épuration des minerais et dont on se sert aussi pour le lavage de la houille sur une petite échelle. Il se compose d'une caisse rectangulaire en bois divisée par une cloison verticale en deux compartiments rectangulaires communiquant entr'eux par le bas. L'un des compartiments, beaucoup plus petit que l'autre renferme le piston d'une pompe foulante formé d'une caisse en bois renversée et mobile au moyen d'un levier contre-pesé. L'autre compartiment présente, au-dessus du fond et du passage de communication entre les deux compartiments, une toile métallique convenablement appliquée sur un treillage en barres de fer, horizontales et assujetties à un cadre, lequel est muni d'un anneau qui permet de retirer au besoin tout le système dont se compose ce faux fond. Au-dessus de la toile métallique se trouve, à 10 ou 1 S centimètres de distance, un cadre en fer avec des tringles de fer horizontales et parallèles, destinées à empêcher l'usure de la toile métallique par la pelle dont l'ouvrier se sert pour agiter le charbon. On remplit le grand compartiment de charbon, puis tout l'appareil d'eau ; on donne 7 ou 8 coups de pompe, on remue le tout à l'aide de la pelle, on jette sur le sol le charbon qui surnage, on remet du charbon nouveau, etc., et l'on continue ainsi jusqu'à ce que les schistes aient atteint les tringles supérieures en fer. Alors on retire celles-ci avec leur cadre, on laisse couler l'eau du bac, on enlève les schistes à la pelle, et s'il y a lieu, on fait sortir le fond en toile métallique pour le nettoyer. Un seul ouvrier fait le service du bac. Il peut obtenir en 12 heures, dans un grand bac, 120 hectolitres de houille lavée et son travail comporte plus de perfection que le lavage mécanique. Les bacs anciens contenaient un mètre cube de charbon. Les bacs d'essai dont on se sert aujourd'hui permettent d'opérer sur un hectolitre de charbon, mais ils font moins d'ouvrage que les premiers.

Les lavoirs mécaniques employés à Seraing sont du système Berard.

3° Les broyeurs. — A Seraing, on en emploie deux dont l'un se trouve représenté pl. 4.2, fig. 10 et 1 1 . Fig. 1 0, plan ; fîg.M, coupe par X F, avec projections. 1, poulie motrice; .B, cylindres tournant dans le sens des flèches ; c, échancrures ; r' et r', engrenages des cylindres ; D, levier; E, ressort; F, écrouqui, en agissant sur le ressort, permet, par l'intermédiaire du levier, de serrer le broyeur à volonté pour obtenir la grosseur désirée. Le ressort sert aussi à augmenter l'écartement entre les cylindres, lorsqu'il survient quelque résistance imprévue. Ici il est à lames ou du système usité dans les locomotives, ailleurs on se sert d'un ressort à boudin ou encore d'un levier à contre-poids. G, communication de mouvement à l'élévateur.

CHAP. IV. FABRICATION DU COKE

Un broyeur réduit en poudre jusqu'à 16 tonnes de charbon à l'heure et suffît pour 105 fours à coke.

Le charbon broyé tombe dans une caisse en tôle munie d'une glissière qui permet de le laisser tomber ou de le retenir. Celui qu'on retire est reçu dans un galliot.

4° Machines motrices. — Voir p. suivante.

Disposition générale des machines et appareils servant à la préparation mécanique des charbons employés aux fours à coke de la Société John Cockerill à Seraing. — La pl. 43 représente cette disposition en coupe-élévation et en plan.

a, déversoir.

6, glissière qui sert à modérer l'arrivée du charbon.

c, noria. Elle est assujettie en bas à un arbre qui tourne sur deux crapaudines d, et la même disposition s'observe en haut, excepté qu'ici l'arbre porte une poulie mue par l'arbre de la transmission générale N.

e, trommel ou écureuil qui sépare le charbon menu de la gailletterie. Il reçoit le charbon à classer de la noria c, et prend son mouvement de la transmission générale N.

Le charbon tamisé se rend, au moyen d'un conduit de bois, dans la fosse T de l'élévateur ou de la noria f des broyeurs. Le gros, ou la gailletterie, est déversé à l'aide de conduits en bois dans les deux caisses G de lavage. Celles-ci sont en tôle et à fond incliné à 4S degrés.

h, cadre en fonte incliné de 3 pour 100 et portant un treillage en fer, recouvert d'une tôle perforée.

Les boues se rendent dans la cavité i, d'où elles sortent de temps à autre par la porte f.

V, vanne au moyen de laquelle on fait arriver les boues vers f, lors du nettoyage.

A, agitateur qui fait avancer le charbon vers la cavité i. Il reçoit son mouvement de la transmission générale N par l'entremise des poulies P et B' et de la poulie de renvoi v". Dans la cavité L, le charbon est repris par une chaîne à rosette M, commandée par l'arbre de la transmission générale N: il tombe ensuite dans la cavité T, d'oîi il se rend avec le menu dans la noria f, qui les conduit l'un et l'autre aux broyeurs.

s, poulie de la pompe commandée par la transmission générale N. v', volant.

s', poulie qui commande la transmission intermédiaire B'. v", poulie de renvoi à l'agitateur A.

r, tôle servant de vanne, susceptible d'être relevée ou abaissée et par dessous laquelle passent les schistes. Ceux-ci tombent dans la

768 APPENDICE

poche m, pourvue d'une ouverture o, qui les déverse dans des galliols placés en dessous.

Z, corps de pompe activée par la transmission générale N. A la fois aspirante et foulante, elle prend l'eau sous terre par des conduites. L'eau qui a servi se rend d'abord dans un canal qui circonscrit les deux bacs, puis dans un réservoir à dépôts.

La machine en pyramide Q des deux lavoirs est de 16 chevaux et la machine 5 des deux broyeurs de 8. Les chaudières R, au nombre de trois, activent les deux machines.

Données relatives à la machine de 1 6 chevaux et aux lavoirs ■

Diamètre du cylindre à vapeur, 0"',38.

Course du piston du cylindre à vapeur, 0"',76.

Pression de la vapeur, i atmosphères.

Nombre de tours de la manivelle par minute, 40.

Quantité de houille lavée par heure et par lavoir, ^ tonnes.

Coût des deux lavoirs, 10,000 fr.

Coût de tout le système (sans les broyeurs), 34,000 fr.

Main-d'œuvre pour 1000 k, de houille lavée : on peut dire qu'elle est nulle, puisque le mécanicien attaché au moteur, fait également le service des lavoirs.

Machine de 8 chevaux activant les deux broyeurs :

Diamètre du cylindre à vapeur, O^jSTS.

Course du piston de ce cylindre, 0™,76.

Nombre de tours de la manivelle par minute, 4S.

Quantité de houille broyée en une heure par les deux broyeurs, 26 tonnes.

Coût des deux broyeurs, S à 6000 fr.

Il est probable qu'on supprimera la machine de 8 chevaux, celle de 16 paraissant suffire pour les deux services.

Des fours à coke. — Fours anciens. — En 1850 les fours à coke employés à Seraing étaient à parois pleines, avaient deux portes et une forme elliptique, étaient chargés et déchargés à bras d'homme et chauffaient au moyen de leurs flammes perdues une grande chaudière à vapeur destinée à activer la soufflerie des hauts fourneaux.

A la même époque on se servait déjà à Couillet des fours Brunfaut(^)

{') Selon P. Franqoy (Des progrès de la fabrication du fer, Liège 1861), Walker avait pris en 1857 un brevet en Angleterre pour un four à coke avec sole et parois chauffées, et le premier brevet pour les fours à introduction d'air fut également accordé en Angleterre en 1837. L'inventeur ne réussit pas dans ses essais. Plus tard, Brunfaut importa ces idées en France et en Belgique, et dans ce dernier pays on apprécia ses fours, mais il n'obtint pas lui-même un succès complet, parce qu'il introduisait l'air par des orifices trop larges.

CIUP. IV. — FABUICATJON DU COKE. 769

qui avaient la même forme et les mêmes dimensions que les fours de Seraing, mais en différaient parce que la sole et une partie des parois étaient chauffées par les flammes perdues. Au moyen de ce perfectionnement, on réalisait une carbonisation plus uniforme de la houille, puisque, dans les fours pleins, la partie du combustibleen contact avec la sole et les parois était toujours mal cuite et friable, et que les fours Brunfaut faisaient disparaître cet inconvénient.

Fours rectangulaires permettant l'emploi du repoussoir pour le déchargement. — Un des progrès les plus importants qu'ait faits la carbonisation de la houille consiste dans l'emploi de la vapeur pour défourner le coke. La conséquence immédiate de ce perfectionnement fut la suppression du défournement pénible, lent et onéreux à bras d'hommes qui faisait brûler une partie du coke et en réduisait une autre partie en fraisil sans usage. Une autre conséquence non moins importante, mais indirecte, de cette innovation, fut l'abandon des fours elliptiques à grandes sections et leur remplacement par des fours de largeur faible et à peu près égale sur toute la longueur. Le défournement mécanique nécessitait l'emploi de fours rectangulaires, naturellement un peu plus larges du côté de la sortie pour le coke que du côté opposé. En même temps, la faible largeur des fours rendait les conditions de chauffe plus égales dans toute l'étendue de la charge et permettait de diminuer la surface du combustible exposée à l'air, et de là résultaient une cuisson plus uniforme du coke et une diminution du déchet.

Une foule de dénominations ont été employées pour désigner les fours dont la sole et les parois sont chauffées et dont le déchargement se fait à la mécanique: telles sont celles de foursDulait, fours Froment, fours Smits, fours Smet, etc. Toutes ces distinctions ne reposent que sur quelques détails de fort peu d'importance, du moins comme invention, car tous les fours dont il s'agit dérivent du système Brunfaut et n'en diffèrent en réalité que par l'admission d'une moindre quantité d'air au moyen d'orifices plus étroits. Je donnerai plus loin la description du four Smet modifié, tel qu'il se trouve installé à Seraing.

Enfin, et comme dernière conséquence du défournement mécanique, on a supprimé le chargement des fours à la pelle par les portes et l'égalisage des charges au moyen de râbles, opérations qui nécessitaient l'emploi d'un nombreux personnel d'ouvriers, faisaient perdre 1 à 1,3 heure de temps, pendant lequel le four se refroidissait, et ne permettaient pas une distribution égale de la charge : actuellement l'introduction de la houille dans les fours a lieu par la voûte, au moyen de galliots, le chargement se fait en quelques minutes de temps, et, comme

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il y a deux bouches qui partagent la sole également, les charges se nivellent pour ainsi dire d'elles-mêmes. Le chargement fait, on bouche les ouvertures avec des tampons en fonte ou en briques. Dans les fours anciens, la main-d'œuvre du chargement occasionnait une dépense qui pouvait s'élever à 0 fr., 234 par tonne de houille.

Suppression des chaudières sur les fours. — A Seraing, on a supprimé les chaudières sur les fours à coke, parce qu'elles présentaient divers inconvénients, savoir : 1° elles étaient embarrassantes, difficiles à confectionner et à manœuvrer ; 2" les souffleries que ces générateurs devaient activer, étaient trop éloignées des fours à coke pour que l'eau pût se maintenir à l'état de vapeur : celle-ci se condensait et se perdait en grande partie et en quantité variable avant d'arriver à sa destination : le minimum de la perte était d'un dixième, l'on n'obtenait jamais la quantité totale de la vapeur sur laquelle on croyait pouvoir compter, et la substitution faite plus tard des fours à carneaux sous la sole aux fours ordinaires à sole pleine n'a fait qu'augmenter ces pertes et cette incertitude; 5° les fours avec chaudière devaient être chargés à des intervalles inégaux et ne pouvaient être servis tous en même temps, ce qui exigeait un personnel plus nombreux et plus dispendieux; 4° il se produisait souvent des fuites d'eau qui ruinaient les fours avant qu'on ne s'aperçût de leur existence ; de plus, ces pertes d'eau refroidissaient les fours, ralentissaient et troublaient la carbonisation, diminuaient le rendement et altéraient la qualité du coke; 5° pour chaque visite ou réparation de la chaudière, il fallait éteindre tous les fours de la batterie, à moins de les faire marcher d'une manière irrégulière et désavantageuse; 6° le mode de chargement par le dessus adopté aujourd'hui était incompatible avec l'installation de Seraing.

A Couillet, on avait essayé de remédier à plusieurs des inconvénients signalés, en remplaçant la grande chaudière de Seraing par une batterie de chaudières de la grandeur ordinaire des chaudières à vapeur. Ce perfectionnement rendait les visites et les réparations plus faciles et moins dispendieuses, tout en diminuant la fréquence des chômages, mais toujours la production de vapeur sur les fours à coke était inégale; car elle dépendait entièrement de la période de la carbonisation que la nécessité de rendre le travail des ouvriers uniforme et continu devait faire différer dans les fours d'un même massif. On ne pouvait laisser le coke pendant 36 heures dans les fours, puisque, déjà au bout de la 24» heure de carbonisation, il ne se dégageait presque plus de gaz et les chaudières n'étaient plus chauffées.

Enfin, les petites chaudières à tubes, toujours difficiles à nettoyer,

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FABRICATION DU COKE

se tapissaient d'incrustations de plus de 0"",01 d'épaisseur qu'on ne pouvait plus enlever.

C'est en 1862 qu'on a démonté à Couillet les dernières chaudières sur les fours à coke.

En Angleterre, où cependant on apprécie la valeur du combustible, puisque la pratique d'annexer des chaudières verticales ou horizontales aux fours à réverbères des forges y est si générale, on ne trouve guère de partisans pour l'emploi des flammes perdues des fours à coke. On objecte contre cette application que, dans une marche constante et régulière, la fabrication du coke et la production de la vapeur souffrent de la solidarité et que, par conséquent, la partie secondaire doit être sacrifiée à la partie principale.

Une chaudière verticale analogue à celles qui se trouvent annexées aux fours à puddler et aux fours à réchauffer à Seraing et au Creusot et placée à l'une des extrémités de la batterie de fours à coke serait préférable à une chaudière couchée sur les fours. Sans présenter les inconvénients de celle-ci, elle offrirait en outre l'avantage de faire fonction de cheminée.

Au lieu de placer les chaudières couchées sur la batterie de fours, on pourrait encore les établir à droite ou à gauche de la batterie, le long des fours, ou des deux côtés à la fois, en les soutenant par des bâtis de colonnes. Chaque chaudière pourrait avoir 7 à 10 mètres de long, 1"',6 de diamètre, et loger au milieu un tube de 0'',70 de diamètre que la flamme traverserait pour revenir par des carneaux placés au-dessous et se rendre ensuite dans une cheminée servant à deux chaudières.

Fours Smet modifiés de Seraing. — Un de ces fours est représenté, pl. 30, fig. 3 à 3'^ et fig. k à 4'. — Fig. 3, plan n° 1 ou plan en coupe suivant AB, fig. 3». — Fig. 3", coupe suivant AB du plan fig. 3. — Fig. 3", coupe suivant CD du plan fig. 3. — - Fig. 3", coupe suivant LM du plan, fig. 3. — Fig. ù^, coupe suivant IK du plan fig. 3. — Fg. k, plan n» 2 ou plan en coupe suivant CD, fig. 4.^ — Fig. 4", coupe suivant GH An plan, fig. i, côté gauche de la batterie de fours.

— Fig. A^, coupe suivant GH du plan, fiig. k, côté droit de la batterie.

— Fig. h>% coupe suivant FF du plan, fig. 4. — Fig. 4'', vue en plan des orifices de chargement et de leur chemin de fer. — Fig. 4", vue en plan des clapets des cheminées. — Fig. k\ vue en plan des orifices de chargement ouverts.

La fig. 3% qui est une coupe suivant l'axe du four, indique les orifices de chargement et les carneaux qui chauffent la sole. On voit en pointillé l'entrée a de la flamme dans les carneaux latéraux du four et

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l'entrée sous la sole en est indiquée en c Elle chauffe la moitié de la sole en deux circuits d, comme le montre la flèche sans plumes du plan n° 1, pour s'échapper dans la cheminée b', fig. A", coupe EF du plan n° 2, par le canal horizontal e.

La cheminée a' s'emploie quand on veut travailler sans utiliser les gaz, c'est-à-dire lorsqu'on veut chauffer le four.

Pour régler le tirage du four, ou l'annuler quand la carbonisation est achevée, on se sert du clapet qui se manœuvre à l'aide d'un levier et d'une chaînette. La manœuvre devant pouvoir se faire graduellement et sans gène, il serait bon d'avoir un registre agissant par glissement au lieu de s'élever et de s'abaisser.

Toutefois, à Seraing, on ne fait guère usage du registre et les cheminées restent entièrement ouvertes pendant toute la durée de la carbonisation.

Les fours sont associés par batteries, dont le couronnement porte un système de chemins de fer, ordinairement composé de deux voies, à l'aplomb des ouvertures de chargement, et servant en même temps pour le retour des waggons déchargés.

L'embrasure de chaque porte se trouve garnie d'un cadre ou châssis en fonte auquel vient s'appliquer la porte et qui sert de soutien à celle-ci. Le battant se compose de deux parties indépendantes, mobiles sur des gonds, la partie supérieure occupant un tiers environ de la hauteur totale. Chaque battant partiel consiste en une caisse en fonte évidée à la grande face et remplie intérieurement de briques réfractaires posées à plat. On ouvre le battant supérieur pour égaliser la houille dans le four après le chargement. Dans plusieurs batteries de fours la partie supérieure de la porte, au lieu d'être formée d'une seule pièce, se compose elle-même de deux battants, qui s'ouvrent comme ceux d'une porte cochère et l'un d'eux est percé d'un trou à fermeture autoclave pour examiner de temps à autre l'état du combustible dans le four. — Le coût d'un four est de 1500 fr.

Les fours se chauffent l'un l'autre consécutivement d'un bout de la batterie à l'autre. La sole est chauffée toute entière, mais les pieds droits ne le sont qu'à un tiers de leur hauteur à partir de la sole. Ceux-ci sont épais et surmontés d'un massif de maçonnerie. Tout est calculé dans ces fours pour que réchauffement soit lent et gradué et qu'il en soit de même de la calcination, ce qui est indispensable pour les houilles grasses de Liège. Les houilles maigres, qui doivent être saisies brusquement parla chaleur, exigeraient des dispositions différentes. Enfin, la grande quantité de calorique que les fours Smet modifiés de Seraing sont susceptibles d'emmagasiner en raison de leur masse, les rend moins

CHAP. IV. FABRICATION DU COKE

sensibles aux causes extérieures et variables de refroidissement. La charge de ces fours est de 3200 k. et la durée de la calcination est de 48 heures. 100 k. de charbon donnent, en moyenne, 71,34 de coke, 1,26 de petit coke et 3,88 de fraisil ou de grésillon ; total 76,4.8. Le coke obtenu est, comme on dit, métallurgique, dur, dense et couvert d'une belle peau grise. Aucun autre dérivé du four Brunfaut n'a donné de pareils résultats avec les houilles de Liège.

Conditions de la carbonisation. — Pour obtenir un coke dur et compacte, il est nécessaire qu'on effectue la carbonisation lentement, graduellement, sous une forte pression, et plus la houille est grasse, plus il faut éviter une forte chaleur au début delà cuisson. C'est en effet sous ces conditions que l'opération s'est faite, par exemple, à Commentry, lorsque la houille y a pris feu dans le sein de la terre. La houille de Commentry est tellement grasse, qu'au moyen des procédés artificiels on n'en peut tirer qu'un coke léger, tandis que le coke naturel produit avec cette houille est tellement dense qu'on ne peut le brûler dans un four libre. Cette différence tient à ce que, dans la houillère, la carbonisation s'est effectuée avec une extrême lenteur et sous la pression irrésistible exercée par le toit et le mur, et que les procédés artificiels ne permettent de remplir qu'imparfaitement ces conditions. On crée une forte pression sur la houille par une construction convenable du four, en diminuant la largeur de manière que la couche de houille occupe une grande hauteur (^). Quant aux autres conditions, on cherche à y satisfaire en conduisant le travail d'après la nature de la houille sur laquelle on opère.

Périodes de la carbonisation. — La carbonisation présente quatre périodes distinctes dont l'ouvrier doit observer avec soin la succession .et la durée. Pendant la première période, que l'on pourrait appeler la période du suage, parce qu'elle est caractérisée par le dégagement de l'eau, les portes sont fermées et lutées et les cheminées sont ouvertes. 11 ne s'en échappe que de la fumée sans flamme. Durée de cette période 5/4 d'heure environ.

Lorsqu'on charge le four, celui-ci se trouve refroidi par le défournement antérieur (les fours à deux portes se refroidissent beaucoup plus durant cette opération que les fours à une porte) et la houille apporte

(') Los fours Appolt, qui ne sont à proprement parler que des fours Brunfaut place's debout, remplissent le mieux cette dornièie condition et, pour cette raison, donnent le coke le plus dense et le plus dur ; mais comme la pression, dans ces fours, diminue rapidement à mesure qu'on approche du sommet de lu colonne, où elle est nulle, le coke doit manquer d'homogénéité. Pour la description de ces fours, v. Gillon, II. U. des Mines, t. 34, p. 205, 1873.

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10 à 12 pour 100 d'eau de mouillage retenue du lavage préalable. De plus, cette houille a été broyée et réduite à un grand état de ténuité. Toutes ces circonstances sont favorables au but que l'on a en vue, savoir la production d'une chaleur modérée et lentement ascendante au début de l'opération. En effet, si avec une houille grasse on veut obtenir un grand rendement et un produit dur, dense et compacte, on doit chercher à dégager la plus grande quantité d'oxygène et d'hydrogène à l'état d'eau, et non à l'état de gaz combustibles, ce qui ne se peut qu'à l'aide d'une température relativement basse. Dans les fabriques de gaz, où le coke n'est qu'un produit secondaire, on suit une marche inverse ; aussi n'obtient-on qu'une faible quantité de ce produit, et celui-ci est-il boursouflé, léger, hétérogène et dépourvu de ténacité. Un coup de feu énergique dans le commencement de l'opération est également nécessaire lorsqu'on carbonise des houilles maigres qu'on ne parviendrait pas à agglutiner sans ce moyen.

L'eau de mouillage, en s'évaporant, remue doucement la masse, puis le dégagement de l'eau combinée fait décrépiter les fragments. L'élimination de l'eau ne tarde pas à être accompagnée d'un dégagement d'hydrogène carboné et en même temps il se fait une espèce de fusion lente qui, peu à peu, envahit la charge toute entière, grâce à l'état de division dans lequel elle se trouve.

Deuxième période : inflammation et combustion incomplète des gaz, les cheminées exhalent autant de flamme que de fumée et la flamme est rouge. Durée 1 1/2 heure. Cheminée complètement ouverte; portes toujours fermées et lutées. — Les fragments de charbon se collent, l'agglutination fait des progrès de plus en plus rapides et la masse tend à se gonfler, ce en quoi elle est cependant contrariée par la résistance des parois du four et par le poids de la charge.

La troisième période commence lorsque les gaz brûlent bien; la flamme est blanche et sans fumée ; la houille est incandescente sur une épaisseur de 3 pouces à partir de la surface : dans cette période pas plus que dans les autres, on ne laisse jamais arriver l'air par les portes ni dans les carneaux ; il est certain que l'air nécessaire arrive par des fissures qui existent nécessairement dans les maçonneries : dès que la distillation se ralentit et que l'incandescence fait des progrès, ce qui arrive 17 heures après le chargement, on ferme de plus en plus et •graduellement les registres des cheminées; le soin avec lequel l'ouvrier fait cette manœuvre influe beaucoup sur la densité du coke.

Quatrième période : les flammes dégagées par les cheminées deviennent de plus en plus rares, la masse est entièrement incandescente, le coke se perce, il s'est formé, le bouchage de la porte reste hermétique.

CHAP. IV. — FABRICATION DU COKE

Le coke a atteint son maximum de dilatation. Si dans cet état on le retirait du four, il se réduirait en petits fragments. Il faut le maintenir au rouge vif pendant quelques heures, ou mieux le plus longtemps possible, ce qui lui permet de se contracter, le rend plus compacte, plus dense et plus dur, et le fait fendiller. A mesure que la flamme diminue, on ferme de plus en plus les registres et lorsqu'il ne se dégage plus de flamme du tout, les cheminées se trouvent complètement bouchées. L'opération est terminée. On défourne le coke et on l'éteint.

La même houille qui, par une calcination achevée en 23 heures de temps, a donné un coke dont le mètre cube pesait ilO k. a donné, par une calcination poussée jusqu'à 40 h. un coke d'un poids de SIS k. par mètre cube.

Toutefois, il convient d'observer qu'en général la densité du coke dépend principalement de la lenteur de la cuisson pendant la première période, dont la durée, comme nous savons, se règle d'après la qualité de la houille. Le temps nécessaire à l'achèvement de la carbonisation est en rapport avec le coup de feu qu'on peut développer. Les fours Appolt paraissent être mieux chaulïés que les foursSmet, puisqu'ils sont entièrement entourés de flamme, ce qui n'a pas lieu pour ces derniers; mais dans les fours Appolt, la flamme s'élève sans exercer de pression sur les parois à échaufl'er, tandis que dans les fours Smet l'énergie de la flamme s'accroît par la pression dans tous ses mouvements.

L'extinction à l'eau débarrasse le coke d'une partie de son soufre. La houille renferme le soufre à l'état de bisulfure de fer et le coke à celui de prolosulfure, lequel est décomposable au moyen de l'eau. Aussi, à poids égal, le coke contient moins de soufre que la houille ; le contraire a lieu pour les quantités de cendres.

L'extinction doit se faire en n'employant l'eau que dans la proportion strictement nt'cessaire : cette eau s'évapore presqu'en totalité, mais si l'on n'y prend garde, le coke peut retenir 10 pour 100 et absorber même 50 pour 100 d'eau. Toutefois, il peut abandonner de nouveau, quoique lentement, cette dernière quantité à 10 pour 100 près.

Personnel. — Pour 62 fours à coke (3 batteries de 16 fours et une de 14), il y a 4 calcineurs proprement dits, qui nivellent les charges de charbon dans les fours avec des râbles, arrosent le coke et le divisent ensuite en morceaux de grosseur convenable pour l'usage. De ces 4 calcineurs un est le chef : il ordonne le travail auquel il participe luimême. On ne travaille que le jour. En haut, il y a 3 ouvriers pour prendre la houille au moulin, la transporter et la verser dans les fours. Deux ouvriers, de jour seulement, soignent le margeage des fours

avec de l'argile. Le défournement du coke se fait par un machiniste attaché à ce groupe de fours. Un contre-maître, de jour seulement, annote les journées d'ouvriers, surveille le transport du coke qui se fait par des femmes, et a sous sa direction, non-seulement les 62 fours susmentionnés, mais encore tous les autres fours de l'usine actuellement au nombre de 110. Il prend aussi note des journées d'ouvriers employées à la préparation mécanique du charbon, telle que le broyage, le lavage, etc., ainsi qu'aux transports. Enfin, il y a pour tout le calcinageun surveillant de nuit, qui maintient la police, etc.

Inconvénients de la méthode ancienne pour défoiirner le coke. — Le mode ancien de défournement, par pelles, crochets et ringards, encore maintenu dans plusieurs petites usines, exposait les ouvriers à une chaleur excessive, qui rendait le travail pénible, et occasionnait, en outre, une main-d'œuvre dispendieuse : à Seraing, l'adoption du défournement mécanique a réduit cette dépense en moyenne de 0 fr. 2o par mètre cube de coke extrait. L'ancien mode produisait aussi un déchet de 5 pour 100 au moins du coke en poids pour les raisons suivantes, savoir: 1° le coke sortant du four en morceaux et non en gâteau, il y avait trop de surfaces en contact avec l'air et trop d'aliment à la combustion avant l'extinction complète ; 2° le défournement exigeant un temps très-long pendant lequel l'air pouvait affluer librement par la porte tout-à-fait ouverte, il se brûlait beaucoup de coke dans le four même ; 3° l'ouvrier avait beau manier le crochet avec habileté, il ne pouvait obtenir tout le coke en morceaux volumineux, celui-ci se brisait par le déchargement et l'on obtenait beaucoup de déchet en menu et en fraisil ou poussier.

Parties essentielles d'une défourneuse et divers moyens d'activer celle-ci. — Le nouveau procédé, remarquable d'ailleurs par sa grande simplicité et exempt des inconvénients qui viennent d'être signalés, se compose essentiellement : 1° d'une taque verticale en fonte (le repoussoir) d'une surface égale à la section de la couche de coke à défourner prise perpendiculairement à la longueur du four, 2° d'une crémaillère horizontale en fonte ayant une longueur un peu plus grande que celle du four, fixée par l'une de ses extrémités au milieu de la taque susdite et servant à pousser cette taque, et 3" d'une roue dentée en fonte qui fait mouvoir la crémaillère. Pour défourner le coke au moyen de cet appareil, on ouvre les deux portes du four, on place la taque sur le seuil de l'une et on fait tourner la roue dentée : par ce moyen la taque, poussée par la crémaillère, avance dans le four en rasant la sole et fait sortir le coke par l'autre porte. Toute l'opération est l'aff'aire de quelques minutes. L'appareil est monté sur un chariot qui roule sur un

CHAP. IV. — FABRICATION DU COKE

chemin de fer parallèle à la ligne des fours et permet de le conduire facilement d'un four à l'autre. Le mouvement, régularisé d'ailleurs par un volant, peut être communiqué de trois manières différentes à la roue dentée. La première consiste à pousser la crémaillère dans le four au moyen d'engrenages et de manivelles activés à bras d'hommes. Dans la seconde, on fait fonctionner la crémaillère au moyen d'un petit cylindre à vapeur fixé sur un bâti mobile et recevant la vapeur, de quelque chaudière fixe voisine, par une conduite souterraine à laquelle on adapte un tuyau en avant de chaque four. Ce système est celui qui se trouve adopté à Seraing. Dans la troisième manière enfin, on se sert de locomobiles qu'on fait rouler au moyen d'engrenages vis-à-vis de chaque four et qui fournissent la vapeur motrice. Ce système est le plus coûteux, le plus difficile à manœuvrer sur les rails et dangereux, l'alimentation d'eau s'y trouvant abandonnée au soin de calcineurs inexpérimentés. Le prix de vente d'une défourneuse de ce système, inventé par MM. Behr frères, à Jemeppe lez-Liége, est de 6000 fr. L'appareil opère le défournement en 1 1/2 minute de temps. En cas d'accident à la machine, la défourneuse peut fonctionner à bras.

Notice historique. — La première application delà vapeur au repoussoir pour décharger les fours à coke a été faite, dit-on, à Seraing, en 1851. Cette innovation était un grand perfectionnement pour lequel, cependant, il n'a pas été pris de brevet.

L'application du défournement mécanique a rendu nécessaires les changements suivants dans la construction des fours Brunfaut, généralement employés à cette époque : 1" la sole a dû recevoir une forme rectangulaire d'un bout à l'autre des fours, au lieu de celle du rectangle entre deux trapèzes que présentaient les fours Brunfaut ; 2» le niveau de la sole a dû être baissé à peu près jusqu'à la ligne de terre, et 3° les portes ont dû être agrandies et fortifiées : on les compose de deux battants dont l'un seulement, savoir celui du dessous, est ouvert durant le défournement.

Quoique tout soit égal aux deux portes des fours, cependant l'emploi de la défourneuse rend nécessaire de considérer l'une des portes comme le devant des fours et l'autre comme le derrière.

Fours Appolt. — Ces fours sont associés par batteries dont chacune se compose de 18 fours. Dans chaque batterie, les fours forment trois hgnes de 6 fours et chaque four participe à la chaleur totale du massif, de sorte que les fours du milieu arrivent à une température plus élevée que les fours extérieurs et donnent, pour cette raison, un coke beaucoup plus dense que ces derniers. Par conséquent, le coke produit ne peut être de qualité uniforme. Une autre cause d'inégalité résulte de la près-

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sion décroissante de la base au sommet que la charge, dans chaque four, exerce sur elle-même : le coke de la base éprouvant une pression plus forte, il devient plus dense que celui du sommet qui n'est presque pas comprimé. Mais le plus grave inconvénient consiste dans les réparations fréquentes que ces fours exigent et qui nécessitent chaque fois la mise hors de tout le massif. Au bout de 8 à 10 ans de service, tout le massif est un monceau de ruines.

On ne peut carboniser dans ces fours des houilles maigres, parce que, malgré le rétrécissement de leur section transversale, la circulation des gaz et leur mélange avec l'air ne s'y font pas assez régulièrement pour développer dans les fours extérieurs une température initiale suffisante. Une houille trop grasse ne conviendrait pas non plus : la forte chaleur à laquelle la houille est exposée dès le commencement de la carbonisation, occasionnerait une distillation trop rapide, qui rendrait le coke poreux, et un boursouflement considérable, d'oîi résulteraient une dégradation des parois des fours et une suspension des charges. Le mieux c'est d'employer en mélange trois quarts de houille grasse et 1/4 de houille maigre.

Charge de chaque four : 1300 à HOO k. de houille. Chaque charge est précédée d'un waggon de menu coke destiné à prévenir une perte de chaleur trop rapide par le dégagement brusque des gaz. Durée d'une opération : 21 à 24 heures. Production : 67 ou 68 pour 100 du charbon.

Dans les fourneaux de Marquises, les gaz passent par 12 canaux, 3 en haut et 3 en bas de l'un et l'autre des longs côtés. 3 débouchent dans un grand canal, de sorte que 4- canaux conduisent les gaz à la cheminée. Bexroth à simplifié cette disposition en appliquant seulement 2 canaux.

Comparaison des fours Smet et des fours Appolt. Fours Smet. Usine de M. Disière, à Marihaye (Seraing). — Cet établissement possède 80 fours à coke horizontaux, une défourneuse à vapeur, un broyeur à cylindres activé par une machine de 20 chevaux, des chemins de fer intérieurs et un embranchement qui relie l'usine au chemin de fer du Nord. La production journalière est de 7S tonnes de coke. Le broyeur élabore 15 tonnes de houille à l'heure. Dans 20 fours, chargés de 2400 k. de houille chacun, la calcination dure 30 heures, dans 15 fours à 3000 k. 36 heures et dans 15 fours à 2056 k. 24 heures, ce qui procure une cuisson graduée qui permet d'échelonner le défournement sur la journée entière et d'occuper constamment les ouvriers. Pendant la nuit, on n'occupe qu'un veilleur qui ferme les clapets des cheminées à mesure que la cuisson se fait dans les fours et répare les margeages devenus défectueux.

CHAP. IV. FABRICATION DU COKE

Pour accélérer la carbonisation dans un four en retard, on démarge le dessous des portes, mais alors le coke se fendille et devient plus tendre.

Le coke le plus dur et le plus compacte s'obtient avec le charbon le mieux broyé, sans qu'il soit nécessaire de modifier la charge ni la calcination ; toutefois, on a soin de luter les joints des portes le plus exactement possible.

Lorsqu'un four tire mal, on jette un seau d'eau au bas de la porte de ce four, ce qui produit un coup de vapeur qui dégage les gargouilles. Les houilles sulfureuses sont celles qui obstruent le plus souvent les passages d'air; ces houilles sont aussi celles qui se carbonisent le plus vite.

On emploie les houilles de Marihaye, de l'Espérance, de John Cockerill et des Artistes. Ellles per(ient 18 pour 100 de schistes au lavage. On ne lave pas la poussière de charbon qui contient peu de schiste. Celui-ci ne se délite que par une exposition de plus de huit jours à l'air libre.

Les houilles broyées, mais non lavées, donnent 75 pour 100 de coke contenant 20 pour 100 de cendres ou d'impuretés. Elles donnent 80 pour 100 de coke à 6 pour 100 de cendres, lorsqu'on les calcine broyées et lavées.

La quantité d'eau contenue dans les cokes de houille brute varie de 1 à 4 pour 100.

Le coke de la houille lavée est plus sonore que celui de la houille non lavée, c'est-à-dire qu'il rend par le choc un son plus clair, moins terne. Il estaussi plus fort,aplus deconsistance etdonne moinsdefraisil.

La main-d'œuvre du broyage, des transports intérieurs, du calcinage et du chargement en waggons coûte 0 fr., 50 par torme de coke.

L'usine a coûté 250,000 fr.

Usine de Wendel, à Marihai/e. Fours Appolt. — Cet établissement se compose de 8 batteries, chacune de 18 fours, soit en tout de 144 fours. Production journalière 120 tonnes de coke. Charge d'un four 1200 k. de houille, produisant 984 k. de coke. On carbonise en 24 heures et on obtient le même rendement que par la calcination en cornue. On broie la houille au broyeur circulaire denté, on la trie au trommel, on lave le plus gros, puis on le réduit au broyeur à cylindres. La poussière qui a traversé la fine toile métallique n'est pas lavée. Les houilles brutes de Liège donnent 65 à 70 pour 100 de coke, la houille lavée et broyée 82 pour 100. Le lavoir est du système Bérard perfectionné par M. Bexroth, directeur des fours à coke de la maison de Wendel à Hirschbach, en Prusse. On lave et l'on broie 23 tonnes de houille par heure au moyen d'une machine de 16 chevaux. Le prix d'achat de tout le système de lavage et de broyage est de 50,000 fr.

APPENDICE

Aperçu comparatif.