II. .g

45Q FABaiGàTIOH IMI L^CTâlII ^.

anufaiB^ opteATioii. *^ Fùnte de la ieùcmk niatie grillée (melting of the calcined fine metid).

Cette fente est conduite comme celle de la pieinière matte ( page 44^)* ^ cniYre noir ou ciuVie brut (coane copper) qu'elle prodnit^ contient de 70 à 80 p. 100 de métal pur; il est coulë en lingots pour subir l'opération du rôtissage.

Les scories sont riches en cuiyre; elles sont ajoutées 2i la fonte de la matte grillée ( page 44^)*

Nota. Dans l'usine de Hafod, près de Swansea, appartenait à MM. Vivian et B\s, on a supprime depuis peu de temps la cinquième et la sixième opération. La seconde matte est coulée en saumons , sous le nom de métal bleu, pour être immédiatement soumise au rôtissage.

La disposition du canal aa'(fig. lo)^ qui amène un courant d'air continu sur la sole du fourneau p accélère et facilite le grillage de la matte; cet avantage a permis de simplifier le traitement en diminuant le nombre de grillages.

sEPTiËiiE opÉRàTiOM. «-<- Rôtissoge du cuivre noir ou cuivre brut, piwluit de la sixième opération (roasting of the coarse copper).

Le but principal' dé cette opération est une oxidation; elle s exécute , soit dans un fourneau de rùtissage ordinaire , soir dans celui que noos

avons indique fig. 10, qui admet un courant d*air continu.

Les saumons de métal provenant de la fonte précédente 1 sont exposés sur la sole du fourneau h l'action de Tair, qui oxide le fer et les autres métaux étrangers dont le cuivre est encore souillé.

La durée du ratissage varie de douze heures à vingt-quatre , suivant le degré de pureté du enivre brut. La température doit être graduée, afin que* Toxidation ait le temps de s^efiectuer, et que les substances volatiles que le cuivre peut encore renfermer s^échappent à Tétat de gaz. La fusion du métal ne doit avoir lieu que sur la fin de l'opération;

La charge varie d'une tonne \ k une tonne \ (1369 k tSaa kilogrammes). Le métal obtenu est coulé dans des moules de sable* Il est couvert d'ampoules noires^ comme l'acier de cémentation; ce qui lui a fait donner le nom de cuivre avec ampoules (blistered copper). Dans l'intérieur de ces saumons « le cuivre présente une contexture poreuse f occasionée par l'ébuUition que produi* sent les gaz qui s'échappent pendant le moulage* Le cuivre étant alors presque entièrement purgé du soufre, du fer et des autres substances avec lesquelles il était combiné» est dans un état propre à être raffiné* Cette opération donne quelques scories f elles sobl très lourdes , et contiennent une grande quantité d'oxide de cuivre^ et souvent même du ^cuiTre métallique.

45a PABRICÀTIOII DB l'AtAW

Ces toories^ ainsi qm celles de k troisième fonte et dn raffinage, sont ajoutées à la seconde fonte. {Fojrez d-dessns p page 44^0

Dans quelques usines, pour amener le métal à Tëtat où il doit être avant le raffinage , on répète plusieurs fois le rôtissage sur le métal bleu. Noos indiquerons plus tard cette modiCcation du trai<tement.

HuiTiÈMB opiaATfOv. — Raffinage du cuivre (refi*

ning or thoughening).

On chai|;e les saumons de cuivre destinés à être raffinés sur la sole du fourneau de raffinage, par la porte de côté. On commence à donner une chaleur modérée pour achever le rôtissage, oa Toxidation , dans le cas ou cette opération n'aurait pas été poussée asses loin» On augmente le feu peu a peu, de façon qu'au bout de six heures, le cuivre commence à couler. Lorsque tout le métal est fondu, et que la chaleur est assez forte, Tou-» vrier soulève la porte de devant, et retire, avec un r&ble, le peu de scories qui recouvrent le bain de cuivre. Elles sont rouges, lamelleuses, très pesantes, et retuteiukleiit beaucoup & du cuivre oxidulé.

Le raffineur prend alors un essai avec une petite cuillère, et le casse dans un étau, pour voir Tétat du cuivre. D'après l'apparence de l'essai, l'aspect du bain, l'état du feu, etc., il juge si l'on peut

BT VV ClilVnB EM ANOLETEHRB. 4^5

proccder au raffinage (thoughenhtg) , et quelle est la quantité de perches de bois et de charbon de bois qu'on doit ajouter pour rendre le cuivre malléable ^ ou , suivant le langage des ouvriers « pour lui faite acquérir la viscosité convenable ( proper pitch )• Lorsqu'on commence l'opération du raffinage I le cuivre est cassant ^ sec (dry); il est d'un rouge foncé p s'approchant du pourpre ; son grain est assez gros p peu serré (open) p un peu cristallin.

Pour exécuter le raffinage p on recouvre la surface du métal avec du charbon de bois » et l'on remue avec une perche de bois de bouleau. Les gaz qui s'échappent du bois occasionent une vive effervescence. On ajoute de temps en temps du charbon de bois » de façon que la surface du métal en soit toujours recouverte p et l'on remue continuellement avec les perches, jusqu'à ce que l'opération du raffinage soit .terminée , ce qui est indiqué par les essais successifs que l'on prend. I^ grain du cuivre devient de plus en plus fia» et sa couleur s'éclaircit graduellement. Lorsque le grain est extrêmement fin ( fermé, closed ) , que les essais, coupés à moitié et cassés, présentent une cassure soyeuse , et que le cuivra est d*un beau rouge dair, l'affineur regarde l'opération comme terminée; mais il s'assure encore davantage de la pureté du cuivre, en essayant sa malléabilité. Pour cela, il prend un essai dans sa petite cuillère , et le verse dans un inonlf. Loirsque le cuivra

ralliiyifa.

454 FiBAfGATlOII UB L*iTÂIIf

est solidifie, mais enoora ronge* il le forge* S'il est doux sous le marteau p s*il ne se déchire psi sur les bords » Tafliaetir est satisfait de sa docttlité, et il dit qa'il est dans son état cùwwiablé (iti proper state) : il ordonne aux onvriers de roonînr } ils puisent alors le cuivre dans le fourneau , sa moyen de grandes cuillères de fer enduites d'ar« gilc, et ils le Yersent dans des moules ou lingotières de la grandeur déterminée par les besoins du commerce. Les dimensions ordinaires des lin«gots sont de 1 a pouces de large sur 1 8 de long , et 3 i n 7 d'épaissenr.

Dnréf^ La durée totale du raffinage est de vingt heures» Dans les six premières , le métal s'échauffe et éprouve une espèce de rôtissage; au bout de ce temps, il fond. Il reste quatre heures avant d'atteindre le point où Ton commence le raffinage proprement dit; cette dernière partie de l'opération dure environ quatre heures. Enfin, il fiiut six heures pour charger les lingots, mouler le métal, et laisser refroidir le fourneau.

La charge du cuivre dans le fourneau de raffi* nage dépend des dimensions du fourneau. Dans l'usine de Hafod , Tune des plus importantes de cette contrée , la charge varie de 3 tonnes ï 5 (5o45 à 5075 kilogrammes). La quantité de cuivre pur qu'on y fabrique par semaine, est de ifi ^ 5o tonnes (de 40 600 à 5o 760 kilogrammes)»

La consommation de charbon est de i5 a 18 pa^ ties de houille pour i partie de^ cuivre raffiné en

UOA.

ET t}\) CUIVRE EM ANGLKTElinB. 4^^

lingots. Nous kiWons pa connaître la dépense à chaque fourneau.

Lorsque le cuivre présente des difficultés au AddiiiM éê raffinage» on y ajoute quelques livres de plomb. ^q«tiM* Ce métal $ par la facilité avec laquelle il se 8CO« rifie» agit comme puriGant» en aidant Toxidation da fer et des autres métaux qui peuvent rester dans le cuivre. Le plomb doit être ajouté immé* diatement après que Ton a ôté la porte pour écù« mer. On doit brasser continuellement le cuivre « pour exposer la plus grande surface possible k Taction de Tair» afin de produire l'entière oxida-* tien du plomb : car la plus petite quantité de ce métal alliée au cuivrCf le rend difficile k se dé-* couvrir quand on le lamine ; c'est-ànlire que Té* caille d'oxide ne se détache pas nettement de la surface des feuilles*

L'opération du raffinage du cuivre est délicate , PiéoàvtioM et exige de la part des ouvriers un grand soin et ^aDMtT beaucoup dattention pour maintenir le métal dans son état de ductilité* Sa surface doit être entièrement couverte de charbon de bois : sans cette précaution» laffinage du cuivre pourrait ré^ imgra(ier (go back)f dans l'intervalle assea long ( t )

(i) On est éaof Thabitade d« couler le cuivre en lingots peu épais ^ il faudrait donc avoir aa grand nombre de lin* golières pour mouler toot le cuivre k la foii; On supplée à ce nombre i en. venant des couches successives de cuine

45$ VAiaiCàTlOV DB l'étaw

qui •*^0OQle pendant le monlagei kmqne cet M* ^ cident arrive » on doit remuer de nonvean avec la perche de bois.

Un otage trop prolongé de la perdbe de bob donne naissance à nn antre accident très remar» ipiable. Le enivre est devenu plus fragile qu'il ne rétait avant qu'on commençât le raffinage^ c*est« à*dire lorsqu'il était sec {drjr). Sa couleur est alors d'un rouge jaunâtre très brillant, et sa cassure est fibreuse. Lorsque cette circonstance se présente, ce que les ouvriers appellent avoir ouin^passé t affinage (gone toofai)^ Taffineur enlève le charbon de bois de dessus la surfoce du métal; il ouvre la porte de côté, pour exposer le cuivre â Faction de lairi qui reprend alors son état de malléabilité*

M. de Billy, qui a visité en i854 les usines des environs de Swansea et de Neath ; rapporte*, dans un mémoire des Annales des Mines;' tome V. 5* série , qu'on y employait des fourneaux semblables â ceux dont nous avons déjà parfê 'f^ nuis les procédés sont un peu différens de ceux dont la description précède.

2JJ^ ^ Dans ces usines , la matte provenant de la (bote'

dans des lîngotières profondes , et en attendant qu'osa couche soit solidifiée «rant d'en verser une seconde. P^ ce moyen , les couches se séparent facilement | et donneat autant de lingots de cuirre qu'il y a de couches.

BT DU CUIVRE EN ARGLETEliRE. ^Sf

da minerai grillé f est coulée sur le sol de l'atelier. On la refond dans un fourneau semblable à celui de fonte du minerai ; on enlèye les scories et Ton coule la matte dans Teau i où elle se réduit en grenaille»

Cette seconde matte est grillée^ puis ensuite refondue; elle donne des scories et une matte que l'on coule en pains quadrangulaires aplatis»

Cette nouyelle matte i traitée dans un fourneau de fonte ^ où elle subit probablement un rôtissage f est fondue de nouveau, et donne un cuivre noir également coulé en pains quadrangulaires aplatis.

La dernière opération est le raffinage ; elle se pratique dans un fourneau semblable à celui pour ' la fonte des mattes, et comprend probablement un second rôtissage p car elle dure vingt-quatre heures*

Dans le même mémoire , M. de Bill/, décrivant le traitement des minerais de cuivre dans le sud du pays de Galles, donne un procédé qui diffère un peu de ceux déjà exposés»

Les fourneaux employés^ sont au nombre de quatre , savoir :

I*. Le fourneau à griller le minerai (calcining DeMripiiMi fumacê on ore calciner) ; ^

â*. Le fourneau à griller la matte (calcinmg fumact ou mtUd calciner) ;

S*« Le fourneau de fosion pour le minerai et pour la matte (melling fumace) ;

458 FAMl€ATiail DB L BTAIH

4*. Le fonrneau de ratissage et de nfliiiage (refining/umacé).

Nous allons les décrire soocessiTenieat :

!*• Les foameanx de grillage pour le miiMii (fig. I , !i et 5, PI. Xni) sont des fours à réverbère dont la voûte peu élevée va en s'abaissant de la chauffe vers la cheminée ; au-dessus du centre de la sole I cette voûte ao"*^ ( i pied 8 pouces anglais) de hauteur.

La sole a grossièrement la forme d'un quadrilatère dont les angles sont tronqués; elle repose sur uue voûte; quatre trous circulaires percés au travers de la sole, établissent autant de communications entre cette voûte et Tintérieur du fourneau.

La chauffe est en dehors du massif du four de grillage, elle a i"*f67 ( 5 pieds'6 pouces) de long» sur o"*,9i (S pieds) de large. Un autel de o'*,4^ (i pied 6 pouces) d'épaisseur la sépare de la sole.

La porte P est destinée au chargement du corn* bustible; une ouverture Q, de o",68 (a pieds 3 pouces) de longueur, pour la sortie de la flamme et du courant d'air, existe du cûté opposé à la chauffe; elle communique par un canal quadraogulaire oblique 11 , avec la cheminée placée k l'un des angles du massif.

Quatre portes , placées deux à deux sur chacun des grands côtés du fourneau, servent au chargement et au travail ; elles ont de largeur o",5o

ET DU CUIVRE EN àNGLETEHRE. ^Sg

(i pied 8 pôaces) k rintérieur, et ol^pjS (a pieds 6 pouces) à rextérieur da fourneau.

Tout rintërieur est en briques réfractaires ; les briques de la sole sont posées de champ. Le dehors est également en briques et revêtu d^une armure en fer, pour donner plus de solidité.

a*. Le fourneau de grillage pour la matte ( figé 4) ^^ construit comme le four 2i griller le minerai; mais les dimensions de la sole et les ouvertures des portes sont moindres que dans ce dernier.

5*. La chauffe du fourneau de fusion (fig. 7 et 8, PL XIV), a seulement i^pSa (5 pieds) de long, sur o",gi (3 pieds) de large; Touverture inférieure de la cheminée n'a que o",6o (a pieds), les portes de travail que o'',45 (t pied 6 pouces) k Tintérteur. Ici la sole a une forme ellipsoïdale tronquée aux deux extrémités du grand axe, c'est4->dire près de la chauffe et près de l'ouverture conduisant k la cheminée. On fait la sole avec le sable du bord de la mer, depuis qu'un ouvrier a remarqué qu'en jetant une pelletée de ce sable dans le fourneau sur la matière fondue , il obtenait une combinaison infbsible à la température 2i laquelle l'opération est conduite. Autrefois la sole était faite en briques et se détériorait beaucoup. Elle est légère-* ment concave , ayant une faible inclinaison générale vera le trou de coulée. La chauffe , aussi large que celle du fourneau de grillage , est moins Ion* gue; elle a o^^i (3 pieds), aur i'*,aa (4 pieds);

46q rAtaicATiOM db l'ètaiii

elle est séparée de la tôle par un wUX de o^,6t (a pieds) d'épaisseur*

Ce fourneau a quatre portes : Tune pour la chauffe 9 une autre pour un des grands c6tés; elle est destinée k la cbarge, et remplace la trémie p placée sur la yo&te et représentée par la figure f une troisième , du c6té opposé à la chaufTe p servant au travail ; c*est par là que l'ouvrier brasse le métal et qu il retire les scories.

La quatrième porte ^ moins grande que les autres 9 est sur le côté opposé à la porte de chargement, mais non pas à l'extrémité du petit axe. Auprès de cette dernière» la sole est percée du trou de coulée {taper) , par lequel le métal fondu passe dans un coudait en fer, pour aller tomber dans une fosse pleine d'eau , creusée dans le sol de Tatelier ( tfte métal is taped inta

water).

4*. Le fourneau de raffinage n'a que de légères diiTérences avec le fourneau précédent, il n*a que trois portos , savoir i celle de la chaufle , une autre sur le c6té pour le chargement , la troisième du côté de la cheminée , pour le travail de l'ouvrier et pour puiser le métal. La sole n'est point percée, elle est un pou concave, inclinant vers la porte de travail , pour permettre aux ouvriers de puiser le cuivre à la fin de l'opération.

La voûte est plus élevée que dans les fourneaux de fonte; elle a o^Qi (5 pieds) au-dessus du centre do la solo : c'est afin d'empêcher le cuivre

de s'oxider par Taction d'un courant d'air trop

Le traitement des minerais de cuivre se réduit Svtta ém k des alternatives de grillages et de fontes : les pre* »Ste!targlk mières ont pour but de chasser les substances ^*^ volatiles et d'oxider les métaux étrangers ; par les fasions^ les oxides produits se combinent avec les substances terreuses , et forment des scories pendant que le cuivre se concentre de plus en plus dans la partie métallique.

Ces différentes opérations se succèdent dans Tordre suivant :

I*. Grillage du minerai {calcimng ofthe oré)\

21*. Fonte du minerai grillé {meltmg ofthe orey^

3*. Grillage de la matte ( aUcining of the course métal) ;

4^ Fonte de la matte {melting of the coarse métal);

S*. Grillage de la seconde matte (calcining of the best métal);

6\ Fonte de la deuxième matte grillée (melting ofthe best métal ) ;

j\ Rôtissage du cuivre et raffinage (roasting and refining).

Les opérations se conduisent absolument de la , même manière que dans le traitement qu'on a donné en premier lieu ; seulement ^ les charges . sont de 4 tonnes^ au lieu de S à S 7*

Les consommations en combustible sont : \ tonne de houille par tonne de matière chargée dans le

46a rABRUIATlOlf l>K |«*ÉTAIir

faum^an^ pour les deux proniiàret opëntianit Elles TODt en dîminaant poar les autres* Tiiéoti» M. John Vivian p auquel uoua avons emprunté •AMf^* mi^ grande parUe de la description du travail du cuivre t explique d'une manière fort ingénieuse la théorie de Taffinage. ir Ne pourrions-nous pss conclure 9 dit-il ^ i"" que le cuivra 9 lorsqu'il est à Yétat sec avant le raffinage , est combiné avec une petite portion d'oxigène p ou bien qu'une certaine quantité d'oxide de cuivre est disséminée dans la masse p ou combinée avec elle p et que cette portion d'oxigène est chassée par l'action d^xidante du bois et du charbon p qui rend alors le métal malléable? a* que, lorsque l'affinage est outrerpassé, le cuivre est combiné avec une petite portion de charbon? Ainsi, de même que le fer, le cuivre serait cassant lorsqu'il serait combiné avec Toxigène et le charbon , et il ne deviendrait malléable que lorsqu'il serait entièrement purgé de ces deux substances, m

Il est remarquable que le cuivre, dans Véiat sec, a une action très forte sur le fer. En effet , les outils employés è remuer le métal liquide deviennent très luisants , comme ceux dont on se sert dans une forge de maréchal. Le fer de ces outik se consomme plus rapidement que lorsque le cuivre est parvenu à l'état de malléabilité. Le métal exige aussi , lorsqu'il est sec , plus de temps pour se solidifier, ou pour se refroidir, que lorsqu'il est raffiné , circonstance qui dépend probablement de

Et nu cuivub p.n Angleterre. 4^5

la diiTéfcnce de fasibilité du cuivre sous ces deux ëlata f et cpii semble indiquer, comme s'il s'agissait da fer, la présence de Toxigène. Cet effet peut aussi être en partie produit par la différence de ' température du métal , la cbaleur étant généralement plus forte au moment où Ton vient d'à ter la porte 9 et le cuivre k Vétat sec étant a une plus hante température que lorsqu'il a été remué.

Lorsque le point de l'affinage est outre-passé, '

on observe une autre circonstance très remarquable : c'est que la surface du cuivre s'oxide plus difficilement p et qu'elle est plus brillante que de coutume; elle réfléchit les briques de la voûte du fourneau. Ce fait vient k l'appui de la conjecture déjà émise p que le métal est alors combiné avec une petite quantité de carbone. On conçoit , en effet, que Toxigène de l'air se trouvant absorbé par le carbone, la surface du métal se trouve préservée.

Le cuivre, suivant les usages auxquels on le Différentet destine , est versé dans le commerce sous plusieurs iM^ûdiITia formes. Celui qui doit être employé à la fabrica- ^^j^Q^mr tîoa du laitoa est granulé (i). Sous cet état, il

(i) On dit maintenant en Angleterre le laiton dinscte» f «brieatioa ment avee da caivre ef d'à xinc métallique» On a iceonnu ^" laiten. qu'il 7 a^ait une beaneoup plus grande économie à extraire d'abord le sine y poiaA le eombiner avec le enivre ^ qae de mélanger ce dernier méul avee la calamine* En Fmnee, on soit également ce procédé dans quelques usines r maie

464 f ABMCATIOIf DB l/iTAIIf

pràente plus de sorfaoe à Taction du noc oo de li calamine et 8*jr combine plus (adlemenU Poar opërer cette granulatioD p on yene le métal dans une grande caillère percée de trons, et placée andessus d'nne cuye remplie d*ean. L'eau doit être chaude ou froide, suivant la forme qu'on vent donner aux grains. Lorsque l'eau est chaude i on obtient des grains arrondis » analogues au

aa lieu de grinuler le cuivre » on le met géoëimlenienl en fiagment. 11 parait que cette légère différence dans le traitement en apporte une considérable dans la qualité du laiton* Il est alors plus homogène i et ne présente pu de points durs I qui sont si nuisibles dans l'emploi de cet alliage.

Outre Téconomie sous le rapport de la perte en tint, la méthode de combiner directement les deux métaux présente encore d'autres avantages , savoir t d'exiger moins de temps et de consommer moins de combustible. En efTetf quoiqu'on mélange le sine à deux reprises ^ comme dans le procédé avec la calamine, attendu que si l'on mettait immédiatement tout le sine nécessaire, il s'en volatilise* rait une grande partie, néanmoins on ne fait pas deux opérations distinctes : quand le premier mélange de sine et de cuivre est fondu, on ajoute dans les creusets des morceaux de zinc, de manière à obtenir la proportion né* cessaire à un bon laiton.

Les fourneaux sont exactement les mêmes que ceux décrits dans l'excellent Mémoire de H. Berthier, sur la fabrication du laiton {Annale» des Mines, vol. III , p. 34^^* Ils sont ronds et peuvent contenir huit pots.

Le laiton se fabrique principalement à Bristol et à mingham.

plomb de chasse : le cuiyre »i à cet état , s'appelle cuivre en grains ou dragées (bean shot). Quand le enivré tombe dans de leau froide continuel^ lement renouvelée , les grains sont irréguliers, minces et ramifiés; c est le cuwre en plumes (/M", ihered shot)h Lé cuivre en grains est celui qu'on emploie poiir la fabrication du laiton. . *

On tnet aussi le cuivre en petits lingots^ du poids d'environ 6 onces; ils sont destinés à être exportés aux Indes«Orientales : ils sont connus dans le commerce sous le nom de cuivre du Japon {Japan copper). Aussitôt que ces petits lingots sont solidifiés » on les jette encore rouges dans de l'eau froide. Cette immersion oxide légèrement \m surface du cuivre » et lui donne une couleur d'un beau rouge.

Enfin le cuivre est quelquefois réduit en feuilles i soit pour le doublage des vaisseaux , soit pour tout autre usage« Peu d'usines exécutent le. laminage; celle de Hafod (i) , que nous avons déjà citée plu«

(i) L'usine ds Hafod , siluée sur la rÎTière de Swaniesi contient quatre-Tingt-quatre foorneaux , un kuiinoir^ une manubcture de clous de cuivre V et de différens autres.olH jeU| tant de euitre que de laiton. Cet ^tablbtement pos«> aède une autre urine ^ ritnée sur la même riTÎère , à environ* a millet aiwletsusi dans laquelle il existe une paire de* cylindres pour laminer les feuilleta froid /une feaderieet deux marteaux • ces diAftus' mëeanitmes sont mot par des louet bydranliquet.' ' >

Ot% ëtaUittement ett éclaire par le gas. La côntomma-^