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Coût par tonne.
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»IQ 5 «A » 3 4V » » 1 » » » i/,
•Ti
a al
a al
Pour convertir ces dimensions en mesures françaises, faisons observer qu'à Abersichan, le {>oids de la tonne varie de la manière suivante :
Pour le charbon, il est de... ii97kilogr.
— le minerai 1 197
» la pierre à bâtir 1 197
■ la castine 1088
■■ ■ ■ la fonte , . 1028
La tonne se subdivise en 20 quintaux, le quintal €n 4 quarters, et le quarter en livres.
La redevance se paie par tonne ( long-weight) , ^ui est de iioo kilogrammes.
Yoici maintenant le tableau donné précédem-menty converti en mesures françaises.
356 FABHICàTlOH DE LA PONTE
Prix de revient des matières et du fer pendant le mois de mai n poids et prixfrançi
(^semaines), poids et prix anglais , réduits e.
TraTUX diiers
de rflchercbiffl . , eitraord inaires.
Brlqi
Moulages
Giarbon aui tnach.
Vieux moHlage» rïn-
FnTaui diverB.. .
— recberclies e trnordinikiriiB . . .
Bouille pour 1
Boisage
Briques couboihid Coutoilares diveri UDDlagea.. , Fer consommé,. .
lai')
&1 Si
ET DU FEBf EN ANGLETERRE.
. fabrication de la fonte dans le nord de l'Angleterre et en Ecosse.
Nous ajouterons ici quelques mots sur les usines que nous ayons visitées dans le Yorkshire , à Newcastle et en Ecosse.
Nous avons visité deux usines assez considérables dans les environs de Bradford : Tune et Tautrc consistent en plusieurs hauts-fourneaux,,
des forges^ une fabrique de mâ<:Iiines et une fonderie de canons.
La fig. 8, PI. XI, donne les dimensions exactes des hauts-fourneaux d'une de ces usines ; ils ont environ 4^ pieds de hauteur , et diffèrent peu des hauts-fourneaux du Staffordshire. Au-dessous de la ligne AB , le fourneau est carré ; l'intérieur est bâti en pierres réfractaires : au-dessus de cette ligne y la section horizontale est un cercle , et la chemise est faite en briques réfractaires.
Les numéros indiquent les portions de la chemise , dans lesquelles entrent les quantités de bri-*
ques suivantes :
N° 3 io3o
Ainsi que dans le StafTordshire , ces briques n'ont pas toutes les mêmes dimensions.
Dans la figure , la tympe est dessinée en lignes ponctuées. ^
Dans une autre usine, nous avons vu un hautfourneau bâti depuis huit ans , dont les dimensions et la forme sont indiquées par la fig. 9 ^ PI. XI. La hauteur totale est de 4^ pieds. On remarque que ce fourneau a la forme d'un Jbissafen; il n'a ni ouvrage ni creuset; il reçoit le
ET DU FfJl EN ANGLETERRE. 55g
vent par une seule tuyère de 4 pouces de diamètre : la pressioQ est de deux livres par pouce carré. Dans cette usine ^ une force de cent quarante chevaux est employée a souffler quatre faauts-fourneaux ^ deux fineries et trois fourneaux a la Wilkinson.
Dans l'usine doAt nous avons donné plus baut omrgo. les dimensions des fbumeau:8:^ une machine k va-» peur de quatre-vingt quatre chevaux Souffle trois liauts-foumeaux ; ils reçoivent le vent par deux tuyères. La pression est de 2 livres ^ par poute carré.
La charge est versée dans le haut-fourneau au moyen d'un chariot de tôle dont le fond est mobile dans une coulisse. Lorsqu'on roule ce chariot vers le fourneau, il rencontre près du gueulard une pièce de fer qui accroche le fond, le fait glisser , et le chariot , continuant à rouler , se vide dans le fourneau. En le retirant , l'ouvrier l'in^ cline en avant , de manière que le fond rencontre un nouvel arrêt et se referme.
On passe, dans le fourneau ci-joint, seiae à vingt charges en douze heures. La charge se compose de
8 quintaux de coke 4^5^,976
8 quintaux de minerai. . . . 4^ t9^^ 3 quintaux de castine. ... i5 ,34i
La richesse du minerai est d'environ 58 p. 100 cÉprès le grillage.
A la première usine dont nous avons parlé, o a
■56o FABRICATION DE LA FONTE
passe yiagt-deux à vingt-quatre charges ea douze heures. La charge est de
5 2 quintaux de coke. ... 291^,735
6 I quintaux de imuerai. . 34^ ,54o 2 l quintaux de castine... 1 3g ,55a
La foute est destinée à Faffinage. On diminue la quantité de minerai lorsqu'on travaille pour fonte de moulage.
A Bradfort, la richesse moyenne du minerai
cru est de 27 à 28 p. 100. La consommation totale
de combustible est d'environ quatre tonnies de
houille pour faire une tonne de fonte.
laut-four- A Sheffield^ on passe trente à trente-deux
si^ffieid. charges en douze heures. La charge est de
43o livres de coke.. 190^,30
280 livres de minerai 126,87
112 livres de calcaire 5o >747
On travaille pour fonte de moulage.
La production moyenne de ces hauts- fourneatix
est de quarante tonnes par semaine.
[auts-four- Nous avons visîlé la seule usine à fer existant
«ewiMsUe- ^^^ environs de Newcastle-sur-Tyne en 1828;
Mir-Tyne elle cousîstç cu dcux hauts-foumcaux , une forée
ÇD 1828. ^ /. j . ' &
et une lônderie.
Les hauts-fourneaux ont 54 pieds : on bâtit en ce moment une nouvelle usine près de Newcastle, dont on nous a dit que les fourneaux seraient encore plus élevés. Le gueulard est terminé par
une partie ayant la forme d'un tronc de pyramide carrée^ qui. a 2 ^ pieds de bauteur :ia fig. 10, pi. XI 9 donne les autres dimensions.
Ce fourneau est soufflé par une seule buse de Machin» 5 -j pouces de diamètre. Quelquefois la buse est *^" un peu évasée , elle n'a alors que 5 pouces à Fendroit resserré. La machine soufflante servant à un seul des hauts-fourneaux et à deux petits fourneaux à la Wilkinson , travaillant ordinairement 4 heures par jour, a 60 pouces de diamètre, 6 pieds de course , et fait quinze à seize levées par minute; nous ne connaissons pas la pression du vent. La machine a vapeur est de la force de trente-deux chevaux.
Au moyen de ces données, on trouve, en se servant de la formule Q = 0,96 "tc R*.V, que la quantité d'air lancée dans le fourneau est de 3,356 pieds cubes (94"'* >975) par minute.
Avant d'arriver au fourneau > Je vent passe dans un régulateur à eau.
La charge et le produit du haut-fourneau va- Charge. rient avec la fonte que l'on peut obtenir. Pendant notre séjour à Newcastle , on travaillait pour fonte douce ; le produit par semaine était d'environ trente-cinq tonnes. La charge se composait de
' 6 quintaux de coke 804^,824
4 7 à 5 qx de minerai grillé. . 228 ,36i à 253^,735 2 quintaux de craie loi ,494
On emploie la craie comme castine; quelques bàtimens de commerce en apportent pour lest.
* 56i2 FABRICATION DE LA FOUTE
On passe moyennement trente-deux charges en douze heures. Lorsqu'on travaille pour fonte d'affinage, on charge 6-^ et jusqu^à 7 quintaux de minerai, 2^ quintaux de craie j la quantité de coke ne varie pas. On remarquera que^ pro^ portionnellement , on charge plus de craie lorsqu'on veut faire de la fonte de moulage que lors^ qu'on veut faire de la fonte d'affidage.
On emploie quelquefois dans cette usine des minerais du Lancashire et du Cumberland, mais très rarement ; le fer carbonate des houillères est à peu près le seul qui soit fondu, mats-four- £n t833, l'un de nous a visite la nouvelle N^'Sfliie ïisine établie auprès de Newcastle, sous le nom de w i833. JBitterlejr-Iron-Wbrks. Elle renferme deux hautsfourneaux accolés.
La fig. I , pi. X, représente l'un de ces four« neaux. La maçonnerie qui entoure le fourneau dans sa partie supérieure ne s'étend pas au-dessous du ventre. Elle porte sur des anneaux qui laissent à découvert les briques des étalages et de l'ouvrage.
Cette maçonnerie a a pieds d'épaisseur^ la couche de sable qui la sépare de la chemise a 6 pouœSi et la chemise elle-même a i pied 5 pouces.
La chemise est composée d'un seul rang de briques, dont la forme varie suivant la place qu'elles occupent; elles ont i5 pouces de largeur; il 7 a des cercles de 3 pouces de largeur de 4 pieds en 4 pieds.
Le chargement s'opère au moyen d'un chariot
qui roule sur deux coulisseaux ^ et dont la largeur eil ëgale & celle du gueulard.
Ce chariot a la forme d^un pristiae plàl. Il se nieutsur quatre roulettes m (fig. 2ei ti bis, pi. X). Des barres de fer n le traversent de bout en bout ^ et il est exactement fermé par des plaques de fer qui se meurent sur des chariots. Ces plaques ou trappes s'abattent au moyen d'un déclic qu'on lâche et qui laisse tomber un contre-poids. Pour les relever^ il faut relever le contre-poids.
La plupart des usines à fer d'Ecosse sont à peu Usines à fer
, ,. 1 ^1 . . , . d'Ecosse.
de distance de Glasgow, nous en avond visite trois dans les environs de cette ville.
L'une consiste en quatre hautS'-fourneaux , dont le produit est ordinairement de la fonte douce pour moulage ou fonte pour seconde fusion. La fig. ly pi. XI^ donne les dimensions d'un des fourneaux ; il est en feu. Ce fourneau est assez petit : ceux que l'on construit aujourd'hui (1828) ont des dimensions beaucoup plus considérables , c'est ce que montrent les fig. 2 , 3 , 4 et 5 ; elles représentent un fourneau actuellement en construction ; on compte en bâtir un second avec des dimensions plus grandes encore. On remarquera que ce fourneau a double chemise : toutes les deux sont en briques réfractaires. Vient ensuite un massif en briques communes, et enfin Textérieur du fourneiiu est en pierres.
Pendant notre séjour à Glasgow, on construis Constructioi^ sait les étalages de ce fourneau. Les briques étaient
posées en retrait, les uaes sur les autres , de ma-» nîère à laisser des vides en forme d'escalier : ces vides étaient remplis avec de l'argile réfractaire.
Voici comment on avait raccordé la partie circulaire des étalages à la partie carrée de rouvrage : celle-ci était en briques. Supposons-la projetée horizontalement, suivant le carré a^ b, Cj d, et verticalement suivant la droite i'^ h' ( fîg. 9, FI. XI), soit le cercle de section des étalages à la hauteur V k' projetée horizontalement suivant lé cercle ef, et verticalement suivant la droite k'J\' un autre cercle à la hauteur Z" Z' projetée horizontalement suivant le cercle cg et verticalement suivant la droite Z'g'. Entre les points hji', fif^ ë^ë'f l'élargissement a lieu par des décroisscmens successifs des briques, en sorte que la projection verticale d'une ligne passant par les points extrêmes de ces briques serait représentée par une ligne droite ou légèrement courbe A^g'. Dans les angles a, h, Cj d, ou dans leur voisinage, il y a évasement du fourneau dans un sens, en montant à partir d'un certain point au-dessus du carré de l'ouvrage, et évasement dans un autre sens au-dessous de ce point , en sorte que la ligne passant par les points extrêmes des briques se projetterait verticalement suivant une courbe h\ fl y c[ y ou I, rvl n'. Les briques pour les raccordémens de ce genre qui ne peuvent pas se faire par lignes droites continues sont cassées ou émoussées au marteau, ou bien on les emploie de
très petites dimensions. C est contre le carre de briques refractaires de l'oavrage que viennent s appuyer les pierres de cette partie du fourneau , et sur ces pierres se posent les grandes briques réfractaires, qui vont se terminer postérieurement aux petites briques.
De même qu'à Pontypool, l'argile réfractaire appartient au terrain houiller. Les briques sont faites dans l'établissement même ; leur fabrication ne présente rien de particulier^ si ce n'est que pour écraser l'argile on la place sur un plateau en fonte , à rebord , sur lequel reposent deux meules verticales à centre fixe. On imprime un mouvement de rotation au plateau^ et les meules sont mises en mouvement par le frottement. Toute la différence, avec le procédé ordinaire ^ est donc que Ton fait tourner le plateau au lieu de faire tourner les meules.
L'ouvrage est en grès. Cette pierre réfractaire ouvrage. forme une couche dans le terrain houiller^ à en- Tiron 80 mètres au-dessus des couches de houille.
La fîg. 6 représente un fourneau appartenant à Autres une autre usine voisine de la première.
La fîg. 7 donne les dimensions des hauts-fourneaux d'une troisième usine ; ces fourneaux viennent d'être mis en feu. On bâtit un nouveau fourneau dans cette usine sur des dimensions beaucoup plus grandes , elles sont données exactement par la fig. 8 ; on adopte en outre la forme <tui parait s'introduire maintenant dans le sud
fourneaux
366 FABRICATION DE LA FOffTE
du pays de Galles , ce qui se borne à sapprime)^ l'ouvrage. On prétend que les foutoeaux s'embar» rassent le plus souvent dans la partie au-dessous des étalages , et que , par cette nouvelle disposition de l'appareil , on évite en grande partie cet ineou'^ vénient.
Fondations. ^^ construction de ce fourneau était c(Himiencée depuis peu (3 septembre 1828). On avait creuse un trou de 8 à 9 pieds sur 18 à 20 de section, et 7 pieds de profondeur. Après en avwr égalisé et battu le fond , on avait établi sur le sol ainsi affermi , une maçonnerie en pierres cimentées, s'élevant a la hauteur de 3 pieds. Au milieu de ce massif et parallèlement à sa longueur^ on avait ménagé un canal allant aboutir a nn auti^ conduit, qui le coupait perpendiculairement, et qui, passant devant tous les fourneaux de rétablissement , en emmenait l'humidité dans la Clyde. La largeur de ce canal était de g ponces» On le recouvrait presque entièrement avec des dalles, et on ne laissait qu'une ouverture A (pi. XI, fig. To) à son extrémité antérieure, pour établir la communication avec des canaux en croix, supérieurs, établis dans Isl fausse sole {false bûttom). Cette fausse sole est un massif en maçonnerie, d'environ 2 pieds d'épaisseur, dans lequel on ménage des canaux en croix, comrme l'indique la Sg. Il, pi. XI. Au-dessus sont placées des dalles ou vieilles plaques de fonte; puis, sur ces dalles, un lit de sable d'environ 2 pieds. Sur ce lit
de sable ^ vient encore une maçonnerie épaisse de 2 pieds, et enfin, sur cette maçonnerie, est assis le fond du creuset : ce fond est formé de six pierres de grès, qui ont 3 pieds lo pouces de longueur, et 2 pieds sur 2 pieds 4 pouces de section. On en place six à côté Fune de l'autre , en les couchant sur leur longueur, de manière qu'elles sont comprises dans un rectangle d'en- Tiron 14 pieds de longueur et 3 pieds 10 pouces de largeur. On lute les joints avec de Fargile ré^ fractaire, et sur la surface de ce rectangle on pose les costières et la rustine autour de l'es-^ pace déterminé pour le fond. Les fondations, y compris la sole, ont ainsi environ i^ pieds de hauteur.
A l'usine connue sous le nom de Monkland" Fourneau Iron-Works y dans le voisinage de Glasgow, on ^iL^w. a construit un fourneau léger, représenté fig. 3 , .pi. X.
Les parois de ce fourneau se composent de deux rangées de briques seulement sur toute la hauteur. Celles qui ont été employées pour la construction de la partie supérieure du fourneau ont I pied en longueur et 8 pouces d'épaisseur. D'autres, qui ont servi pour celle de la partie in-^ férieure, ont 18 pouces de longueur.
Les parois de la cuve reposent sur un anneau en fonte (fig. 4 ^^ 4 t>i^)f qui lui-même s'appuie sur huit colonnes en fonte. Les colonnes sont creuses « ont i5 pouces de diamètre et 18 lignes d'épaisseur.
L'anneau a i8 pouces de large sur 6 pouces dé hauteur, et il présente des renflemeus entre les colonnes.
Les parois sont maintenues par des cercles placés de 2 pieds en 3 pieds sur tonte la hauteur du fourneau , et ayant 3 pouces de largeur sur 1 8 lignes d'épaisseur.
Nous avons vu, en France, à Hayanges, un fourneau construit à peu près de la même manière ; il paraissait donner des résultats satis&i^ sans. Cest en Allemagne que , pour la première fois , on a adopté ce mode de construction. ^lachsnes ^^ machiucs soufflautcs sont cylindriques , k uflitntes. pistons. Dcux hauts -foumeaux , dont les dimensions sont données par la fig. i, sont soufflés par un cylindre de 5 pieds 6 pouces de diamètre; le piston donne dix-huit levées par minute, et a 7 pieds 9 pouces de course. La machine fournit donc 6,292 pieds cubes d'air, k la pression ordinaire, dans une minute. La machine à vapeur est de la force de soixante-dix che vaux .
Le vent entre dans chaque fourneau par deux
uantitede ^ ^ \
vent et buscs, qui oiit chacuue 2 | pouces de diamètre; lorsqu'on travaille en fonte douce , la pression est de 4 livres (i%8i22) par pouce carré.
Le vent arrive d'abord dans un régulateur à eau de 34 pi^ds de longueur, 8 pieds de largeur et 10 pieds de profondeur, ou 1,920 pieds cubes de capacité ; on travaiUe souvent avec une tuyère obscure.
»re8sion.
ET OU FER EN ANGLETERRE. SGq
Le fourneau représenté par la fig. 6 est soufflé lar une machine de la force de quarante chevaux, ^endant notre séjour ii Glasgow, on élisait des ^Epériences dans le but de diminuer la pression lu. vent. On avait élargi les tuyères , elles avaient S ponces ^ de diamètre ; le cylindre soufflant a >4 pouces de diamètre ; le piston donnait vingtirois coups par minute , et avait 7 pieds de course ; la pression était de 3 livres par pouce carré : là :}uantité de vent était donc de 4^880 pieds cubes. Cette machine devait bientôt souffler deux fourdeatjx.
Les expériences prouvaient qu'il y avait de Tavantage à diminuer la pression ; le produit était augmenté de près de dix tonnes par semaine ; la consommation de coke , proportions gardées , était restée la même.
Trois hauts-fourneaux^ dont les dimensions souffleriM. sont données par la fig. 7, sont soufflés par une machine de la force de soixante chevaux; la pression du vent est de 3 ^ livres par pouce carré.
Les minerais fondus dans toutes ces usines Richesse et sont de deux ou trois espèces , la richesse moyenne mlSSailT avant le grillage est de 3o p. 100. Deux de ces espèces ressemblent assez au minerai ordinaire du Staffordshire , et forment de petites couches dans le terrain liouiller. La troisième espèce est un peu schisteuse^ présente des veines d'une cou' leur plus foncée que: la teinte ordinaire du minerai , et contient une petite quantité de matière 1. 24
bitttoiineiiae* Ce minerai est souvent griUéà part)
et t conU*e l'usage ordinaire , on tâche de loi fiûre \ subir u^ commencement^tle fusion par cette iipé-
ration ; il se délite un peu par le grillage. ombre de Dans Ics foomcaux (fig. I ) , on passe quaninte- ^^, deux à quarante-quatre charges en vingt^quatre
heures; la charge consiste en
8 (juin taux de coke 4^^k>976
6 quintaux de rainerai.,.. 304^4^2 I ^ quintal de castine. ... 76 ji8o
Miuction. La production moyenne des fourneaux est â€, 35 h 40 tonnes par sempiue. Us produisent en «été 8 à iQ tonnes de moios qu'en hiver; U.pr^ sion du vent et la marche de la machine souf<flante restent lea méme^ dans les deux saiaoo&i
Dans le fourneau ( fig. 6 ) on passe quatie^ vingt-dix chargea en vingt*<{uatre heures; la chaire consiste en
4 i quintaux de coke 228\36i
2 I à 3 quintaux de minerai. 139 ,552 à 15x^24' I qvintal de castine. .... 36 yo58
Production moyenne > 45 toniiies par scpo^aine.
Dans les fourneaux (fig. 7) on passe soixante» douae à quatre-vingts charges en . vingt^quatre heures; la charge est de
5 quintaux de coke 253^,735
3 quintaux de minerai. . . 1 52 ,241 1 10 lÎTret de cantine Sg ,84>
ET DU FER EN ANGLETERRE^ 5jl
.Production moyenne, 4^ tonnes par semaine*
On calcule généralement , dans les environs de ConiomiiM- Glasgow, que Ton consomme 8 tonnes de houille eombostibie. pour £atire i tonne de fonte (Joundrjr^pigy^ on comprend dans cette consommation la houille usée dans le grillage et par la machine k vapeur. U faut remarquer en outre que, dans cette localité « la houille perd beaucoup a la conversion en coke , surtout lorsqu'on la carbonise par Tancleu procédé. La pression du vent nous parait aussi beaucoup trop considérable; il est permis de présumer qu'en la diminuant et introduisant le procédé du Staffordshire pour la carbonisation, la consommation diminuera (i8a8).
La bouille coûte , aux maîtres de forge des environs de Glasgow, 4 î shillings la tonne, et le minerai à peu près le même prix. Aussi , n*épargnant pas le combustible , fabriquent-ils d'excellentes fontes de moulage, qui se vendent, , . malgré les distances, sur les marchés de Londres^ Newcastle et Liverpool, en concurrence avec c^Ues du Staffordshire et du pays de Galles.
CONGLl^SION.
Comparant les données consignées dans ce mémoire avec d'autres résultats généralement connus « il nous semUe que l'on peut tirer cette conclusion : Que les différences qui existent entre
5j2 FABRICATION DE LA FOMTE
la plupart des variétés de houille , et surtout eiïtré les variétés de minerais ^ si elles ont quelque in^ fluence sur la détermination de la forme et des dimensions des hauts-fourneaux à coke j ne né^ cessitent cependant pas, dans ces élémens de là construction , des modifications aussi importantes qu'on pourrait d! abord le supposer.
Dans le Staffordshire ^ où les houilles sont de nature diverse, la forme intérieure des faauts-^ fourneaux est partout la même , et les principales dimensions ne sont modifiées que dans d'étroites limites y suivant la qualité de ia fonte que Ton veut produire. Dans le Yorkshire et en Ecosse^ on se sert, avec des avantages à peu près égaux , de fourneaux semblables à ceux du Staffordshire, et de fourneaux dont la forme et les dimensions se rapprochent de ceux de Merthyr« En Silésie et eh France (i), on emploie également presque
(t) £n Silésie ( Kœnigshûiie) j où les houilles , et sur' tout les minerais, diffèrent entièrement des houilles et minerais du Sta£fordshire , les dimensions des fourneaux sont à peu près les mêmes que celles du fourneau, pi. YlUj fig. 4 9 excepte' la hauteur et par conséquent Tinclinaison des étalages, qui sont plus grandes. A la Youlte , à Saint- Chamond et à Saint-Étienne , où le combustible a quelque ressemblance avec celui du Staffordshire, mais où les minerais sont très di£férens, les formes intérieures des hautsfourneaux sont analogues à celles que Ton adopte dans ce comté.
ET DU FER EN ANGLETEHKE, 5jZ
partoat des hauts-foorneaux ayant 40 à 45 pieds de hauteur, de 1 1 à 1 5 pieds au ventre , etc. A Merthyr, la grandeur des fourneaux , le diamètre au ventre et au bas des étalages surtout , dépassent toutes les limites dans lesquelles on s*est restreint dans d'autres localités. Cela tient-il à la densité des houilles de ce district, qui se rapprochent plus de Tanthracite qu'en aucun autre endroit, et à leur pureté , ou bien est-ce la conséquence d'un rapport nécessaire entre la qualité des fontes que Ton cherche à fabriquer et la grande quantité que l'on veut en produire en un certain temps? C'est ce que nous n'oserions décider. Les bouilles de Merthyr ne pourraientelles servir également dans des fourneaux sem- .J|Ubles à ceux du StaQbrdshire« avec l'avantago de donner une meilleure fonte, et sans autre inconvénient qu'une production moindre? Il n'y a aucun doute que oui. Des fourneaux de ce genre ont existé ou existaient encore à Cyfartha, chez M. Crawshay; mais, réciproquement, les houilles du Staffordshire s'emploieraient^elles aussi fsunlement que celles du pays de Galles dans des ifourneaux semblables à ceux de Merthyr? Nous ne le croyons pas. On nous a même assuré que l'on avait fait des expériences à cet égard qui n'avaient pas réussi; et c'est plus particulièrement cette anomalie , dans le cas d'une diflférence dans la nature des houilles que l'on ne rencontre nulle part ailleurs , qui nous a fait dire, en énonçant
$74 FABRICATION DE LA FeUTS
le principe général, la plupart des variétés, et non toutes les variétés (i).
Une plus grande hauteur ^ une diminution dm ou plusieurs pieds du diamètre au ventre y et une moindre incliruUsan des étalages ^ combinés eufeù un tras^ail conspenable^ paraissent être générale ment considérées comme améliorant la qualité de la fonte.
Pour ce qui est de l'inflence des matières pre* mières sur la nature des produits , il paraîtrait , d'après nos observations , que Von peut , aumc du, bouilles assez sulfureuses ^ et^ généralement par^ font y de qualité injérieure , produisent dexcel* lentes Jimtes ; mais qu'alors il ne faut pas craindre le^ grand déchet nécessaire à leur purification hn de la conversion en coke^ et les épargner rA»|| le haut-fourneau. Les usines de Pontypool (clieï M« Hunt) ^ Glasgow et plusieurs u^nes du Staf-* fordsliire , en sont une preuve. Nous ignorons sli est possible de corriger^ en tous cas , les mioèniB impurs. Il paraîtrait que y dans quelques locaUtÀ ^u les houilles et les minerais en même temps sont impurs ^ on n'a pu parvenir à couler que dos fontes blanches ou truitées.
(i) La diversité des formes et dimensîotis adoptées en Angleterre , surtout dans le pays de Galles., par une méâne usine ou des usines voisines , pour les mêmes houilles et les mêmes minerais , et convenant à peu près également à ces matières premières , confirme ainsi le principe que nous avons énoncé.
ET DO FER EN ANGtETERRE. SyS
Les dimensions des machines soufflantes pour dos fourneaux de certaine grandeur^ paraissent ne varier que dans d^ëtrottes limites; mais la pression du vent était encore, lors de notre voyage ea Angleterre (iB^d), un objet de discuission entre les maîtres de forges du pajrs dé Galles et ceuic du Staflfordskire. U semble évident que de hautes pressions doivent convenir à des cokes compactes , et de basses pressions à des 'cokes moins denses « Dans le Stafibrdshire et dans le pays de Galles # oepdndant , où les cokes difi%rent beaucoup ^ on parait avoir préféré presque partout une pression moyenne de i ^ à n livres, ou quelquefois ^ ^ livres par pouce carré : il en est de même dans le Yonekriiire et en France* En Ecosse, la pression est énorme; mais on parait trouver de l'avantage à la baisser. Partout, le travail en fonte grise exige nn vent plus comprimé. En Silésie (KcenigshiUte)f on travaille avec a ^ à s | livres; mais ks machines soufflantes sont mauvaises, et Ton brèle des cokes pesans très terreux et sulfureux*
Enfin > nous ne terminerons pas sans faire remarquer encore une fois combien est grande U difl^rence de consommation de combustible et de calcaire dans la fabrication de la fonte d'af<«* fijEiage et de la fonte douce ; * elle est d'environ «tt tiers : en sorte que la fonte douce ne parais pouvoir être obtenue que par une chaleur beau^ coup plus forte que celle qui est nécessaire à Uk fabrication de la fonte d affinage.
5j6 FABEiCATlON 0E LA FOUTE
EMPLOI DE LA. HOUILLE EV RATURE DA9S LES HAU1»« FOURREAUX, A DECAUTILLE , EN FRAIUCS.
Nous ayons présenté les faits divers qaç nous savons pu recueillir en Angieteire et en Ecosse sur la fubrication de la fonte , pendant nos voyages de 1824 6^ d^ 1828; nous allons maintenant indiquer une grande économie apportée à cette fabrication dans ces derniers temps : nous voulons parler de la substitution de la bouille au coke dans les hauts-fourneaux.
jjong-temps ou a cru que la houille ne pouvait être employée à La fusion des minerais. Cette opinion était fondée sur des expériences^ qui , si eUes sont inexactes, inspiraient au moins de la oon-^ fiance.
illI^muUe ^^ P^ ^^ vente du fer s'abaissant chaque jour, ^^g^^de* ^^^ maîtres de forges ont dû rechercher tous les '«ues. moyens possibles de réduire leurs dépenses; la substitution de la houille au coke était certainement un moyen très efficace. Cependant cette substitution n'a pas été essayée directement; elle a été le résultat des expériences faites dans le pays de Galles. Dans lemploi de l'air chaud, les ap« pareils à chaufier Tair s étant dérangés , on a reconnu que, sauf quelques modifications à fûre dans la charge, la houille pouvait encore cmivenir avec Tair fi*oid. D après les renseignemens que nous avons recueillis , quinze fourneaux des
environs de Merthyr-Tydvill , ne consommenteu ce moment (i835) que de la houille, et vingt* huit consomment un mélange en parties égales de houille et de coke. La substitution de la houille cme au coke , a amené une diminution considérable dans la dépense en combustible ; Tde 3 à 4 tonnes par tonne de fonte (consommation que nous avons indiquée précédemment) elle est tombée, moyennement, à 2 tonnes 10 quintaux , ainsi qu'on en voit le détail dans la note suivante. L'pn de nous, M. Coste, a introduit cette amélioration dans l'usine de Decazevilte. Aujourd'hui, sept hauts-fourneaux appartenant à la compagnie de l'Aveyron, ne consomment que de la houille crue.
. La substitution de la houille au coke dans cette Subetitutio^ usine s'est faite progressivement. La charge se vuie. composant de 25o kilogrammes de coke, on a commencé par mélanger 225 kilogrammes de coke et 26 kilogrammes de houille : lorsqu'au bout de deux ou trois jours, on a eu la certitude que cette charge était descendue aux tuyères, on a de nouveau remplacé 25 kilogrammes de coke par 25 kilogrammes de houille. On a ainsi amené rapidement les fourneaux à consommer trois^cin* quièmes de houille et deux cinquièmes de coke, sans rien changer à la charge en minerai , ni à l'allure du fourneau. Ma is^ lorsqu'on Voulut aller plus loin, la descente des charges se ralentit, le fourneau parut se refroidir, et Ton jugea utile
daugmenter la profiortion de coke. Le foar^'
neaa ayant repris une bonne allure^ les expë*^
rieûces furent recommencées y et au lieu d'ajouter
du coke^ on diminua un peu la charge en mi**-
nerai : c'est ainsi qu'on parvint à une substitution
complète.
itité de On est arrivé rapidement à reconnaître qtie
^ée^ ^Où kilogrammes de coke peuvent être remplace
^éd^ par ^So de houille , et que lorsqu'on veut , dans
ville. Qn fourneau marchant au coke, substituer im-»
médiatement la houille , il &ut diminuer la charge
en minerai et en castine d'un quart ou d'un tiersi^
puis augmenter ensuite peu à peu cette charge ^
si l'allure du fourneau le permet.
luenoe Long-tcmps nous avons cru que l'emploi de la
Ztamu houille diminuait le rendement des fourneaux;
mais l'expérience nous a prouvé depuis que oe
rendement était le même que lorsqu'on employait
le coke. Nous avons en même temps acquis la
preuve que, proportionnellement, les fourneaux
k la houille consomment un peu moins de cas-»
lyses des ^^^ ^® 1^ foumcaux au ookc ; voici les ana-^
^^' lyses de deux laitiers provenant d'une bonne al-»
lure des fourneaux : elles ont été faites par M. dc^
Montmarin , ingénieur des mines ;
' ET DU FER EN ANGLETERRE. 3 7g
SiUcé(i).«» •*,.».*•..« 0,4^ •».. 0,44^
€baux. ••• ••••• o,si53 •*•« 0|a8i
Magnésie 0,046 ...• 0,090
Alumine 0,1^0 .... o,i4o
Protoxide de fer.. •••.,. o, 020 .... traces
Protoxide de manganèse. o,oi5 .... 0,010
$oufre 0,02a .... o,oig
Nous ferons remarquer que la proportion de chaux est moindre que celle des laitiers ordinaires des fourneaux au coke. La quantité de sou&e est considérable.
La qualité de la fonte, assez médiocre lors- Qualité de u qn^on employait le coke, est restée la même par °^' la substitution de la houille.
La bouille versée dans les fourneaux doit être Nature de la^ en gros morceaux et triée avec soin. Les houilles ^®"^®maigres se mettent en poussière , tombent sans brÀler jusqu'aux tuyères , et nuisent beaucoup à la marche du fourneau ; elles doivent être rejetées avec soin. Les houilles qui paraissisnt le mieux réussir^ sont moyennement grasses, et peuvent
(i) Dans les laitiers provenant de hauts-fourneaux chauffés au coke , la silice contient à peu près autant d'oxigène que les bases. Pour un de ces laitiers obtenus à la houille, Toxigène de la silice est 0,139, ^^ ^®1^^ ^^^ bases 0,176. Pour l'autre, les quantités sont 0,223,. o,t3j[.
38o FABRICATION DE UL FONTE
être carbonisées. Les charges sont calculées en poids ^ avec les proportions suivantes :
4 de houille , 3 de minerai , I de castine.
Nous devons faire remarquer que nos expériences nWt été faites que dans une seule localité. Ces r^ultatSy quoique très importans, doivent cependant être vérifiés avant de pouvoir conduire à établir un système. Nous croyons que la houille ne pourrait être employée avec toute espèce de minerais y avec ceux, par exemple , qu'en France on désigne sous le titre de minerais froids , sans qu'on les mélangeât avec d'autres minerais plus fusibles ou avec des scories de chaufferie.
Nous ignorons si l'on peut obtenir à la houille de la fonte de moulage; les matériaux à notre dis^ position ne donnaient pas ordinairement cette espèce de produit. Nous croyons cependant qu'avec de la houille un peu collante et des minerais exempts de soufre et de phosphore et assez fusibles , on pourrait y parvenir.
La substitution de la houille au coke, à Decazeville, a donné une économie notable; on remplace ce combustible, coûtant i5 fr. la tonne, par un autre qui, dans beaucoup de localités, n'en coûte que 6. Si donc Ton consomme sSoo Li-^ logrammes de houille au lieu de 2000 kilo-*
BT DO FER EH ANCtETEAiiE. ^I
grammes de coke ponr produire looo de Ibote, CD obtient mie économie de i5 fr.
Le tableau suivant donne les dimensions des fourneaax employés pour ces expériences :
HAUTEUR EN MÉTHES
LARGEUR EN MÉTRÉS
ik
' 1. Decoi. 14,70
a,ao
ijo
Sn
a ji
iJ.
lo.fio
id.
^,ff>
4,Jo
1,55'.. Go
Nous renverrons, ponr plus de détails, aux ai^ ticles qui seront publiés à ce sujet dans les Annales des Mines, par M. de Montmarin et par M. de Se* narmont, ingénieurs des mines.
EMPLOI ne LAIE CHAUD DARS LES HAUTS-POURNEAUX.
A l'époque où la première édition de cet ouvrage a paru, Tair que l'on introduit dans les hauls-foumeaux pour en alimenter la combustion, était lancé dans ces appareils à la même température que l'air ambiant; aujourd'hui encore , dans la plupart des usines, l'air puisé dans l'atmosphère par les machines soufflantes est in-
382 PABBIOâTION DE LA lORTB
trodilit immédiatement dans les haats^onrtteHlix; nous avons cru, en conséquence, devoir rejeter à la fin de la description des procédés de fij^ica*tion de la fonte y les détails sur l'emploi de Tair chaud dans les hauts-fourneaux. Une autre circonstance tpi nous a engagés à consacrer un artide particulier à cette nouvelle méthode destinée à produire une révolution dans le travail du fer, c'est qu'elle parait également applicable aux fourneaux marchant à la houille et aui^ fourneaux alimentés parle charbon de bois. Nous réunirons, en conséquence, dans cet article, aux données nombreuses que Tun de nous a recueillies dans les usines de l'Ecosse et de l'Angleterre quelques détails sur l'emploi de Fair chaud daqs les hautsfourneaux qui consomment du charbon de bois ; nous extrairons ces détails de dififéreus méoKÛres sgir ce sujet , et nous aurons soin d'eu indiquer ks sources^
L'emploi de l'air chaud a produit datis presque tous les établissemens où il a été adopté^ une économie plus ou moins grande ; sur plus do dieux cents hauts-fourneaux (i) où ce nouveau procédé e$t maintenant en usage ^ ou en oompte seulement
(i) En Angleterre, environ.. lao
En France 65
Belgique « . lo
PrOTÎncea^ allonandea. ... i a
einq ou six dans leflqiiels U n'est résulté aucune économie de coosibustible, et deux où la ocMisonimation a augmenté. Dans tous les autres , sans Economie d^ exception^ la consommation de combustible a di- ^"^^ liiinué dans une proportion relative à Fimperfisc*» ^d^?^ tiott première de la fabrication , et à la nature dk «band* la houille* £n Ecosse » par exemple^ réconomie qui est résultée de l'introduction de Tair chaud s'est élevée aux deux-tiers, tandis que dans le I^mcashire elle n'a été que d'un tiers. L'éci>pooue de combustible , par le nouveau procédé , est donc maintenant complètement certaine; dans le plus grand nombre des usines ^ le rendement journalier des fourneaux a en outre été augmenté par Teroploi de Tair chaud ^ et presque toujours on a pu diminuer la quantité de fondant.
La nature de la fonte a éprouvé ipr&qae tou* GhAngemtni jours un changement par la substitution de l'air natura' de i chaud à lair froid; en général elle devient plus ^'^^^' grise, souvent mêmenoire^ et cette opération donne de la fonte de première qualité. Ge changeaient a été observé dans toutes les usines de l'Ecosse, ainsi que dans la plupart de celles de l'Angleterre : le haut*fourneau de Torteron, dans le départe ment de la Mièvre , nous fournit anssi un exemjJe remarquable de cette amâioration. La fonte qu'il produisait de qualité médiocre avant Femploi de l'air chaude est maintenant comparable à la fonte anglaise , avec laquelle elle soutient la am^ currence sur le marché de Paris. Quant à la qua*
lité de la fonte de forge produite par le nouveau procédé, il règne encore quelque incertitude à 8on égard : en Angleterre , cette fonte a d'abord été reçue dans le commerce avec désavantage , et son prix sur le marché était inférieur à la fonte de forge obtenue à l'air froid, mais ce préjugea bientôt disparu, et maintenant il n'existe plas de différence dans les prix sur le marché de Liverpool; les fontes dÉcosse sont aujourd'hui cotées aussi haut que celles du Staffordshire. En France, deux usines de la Franche-Comté marchant en fonte de forge ont abandonné le nouveau procédé; cette circonstance a fait supposer que l'air chaud, très favorable pour la production de la fonte de moulage était désavantageuse pour la fonte de forge* D'après des renseignemens certains que nous avons recueillis, il résulte que dans ces usines, la fonte était devenue grise et plus difficile à affiner , mais la qualité du fer n'avait éprouvé aucune altération. Aucun fait positif à notre connaissance ne confirme lopinion , que la qualité de la fonte pour fer ait été détériorée par Temploi de l'air chaud. Seulement, il est évident que la substitution de l'air chaud tend constamment à rendre les fontes plus grises , et qu'il faut , quand on emploie ce procédé, changer les charges et l'allure du fourneau. Bmières J^es premières expériences sur l'emploi de l'air ir Pair chaud out ctc faitcs sur un simple feu de maréchal, par M. Neilson, directeur de l'usine, au
'imud.
gaz 'de Glasgow> il communiqua ses idées à M.' Macintosch , connu depuis long-temps dans le monde industriel pour son esprit d'invention. Ik se réunirent j^ur entreprendre à lusine de La CI jdc'^ de concert avec M. Wilson, Tun des propriétaires de cet établissement , une série/ d'expériences y afin d'éclaircir cette importante question. Dans ^a première expérience, l'air fut chauffé dans une espèce de coffre i^ctangulaire en tôle de l'o pieds de long sur 4 pieds de haut et 5 de large , semblable aux chaudières des machines à vapeur. L'air provenant de la machine soufflante était introduit dans cette capacité, où il s'échauffait avant de se rendre dans le hautfourneau. Malgré l'imperfection de ce procédé, qui ne permît d'élever la température de Tair qu'à aoo** Fahrenheit (gS® 5 cent.) , on pouvait déjà pressentir que l'idée de M. Neilson était destinée à produire une révolution dans le travail du fer. Ce premier appareil n'ayant résisté que peu de temps à Faction de la chaleur et de l'oxidation , et son renouvellement étant très coûteux , on lui substitua un tube en fonte présentant au centre un renflement analogue à une boule de thermomètre ; ce second appareil produisit déjà une grande amélioration; sa dui*ée fut beaucoup plus longue , e{ la température que l'on put donner à l'air s'éleva à 280^ Fahrenheit (187% 7 cent-): cette augmentation de température , quoique assez faible , apporta une économie notable de combustible.
386 FAIKICATION DK LA FOHTE
MM. Neilson , Macintosh et Wilson cotnprittni «lors da quel avantage il serait de pouvoir élevci' la température de l'air de plusieurs ceotaines de degrés. Us abandonnèrent ee tube-chauffeur et construisirent un nouvel appareil, présentant an grand développement de tuyaux, chauffés en plusieurs points de leur longueur^ Au mojm de cette nouvelle construction, la taBpëratai^ de Vair fut portée à 612'' Fahrenheit on Saa^a œni^ température supérieure a celle du plomb fonda f et à laquelle ce métal se volatilise.
Cette augmentation de température produisit liine économie considérable dans la consommattoo du combustible. On obtint encore un autre avan* tage d'une grande importance, celui de pouvoir substituer la houille crue au coke (1), sans que la marche du fourneau en éprouvât le moindre dé* r;i^ngement; la qualité de la fonte fut au contraire améliorée , et le fourneau qui rendait à peu près moitié de fonte n"" i , et moitié de fonte n* 2 f lorsqu'il était alimenté par du coke, donna ane proportion beaucoup plus grande de fonte n^ i , £qf)rès la substitution de la houille crue. En outre.
(1) Nous ayons déjà indiqué que dans quelque^ lecfrt lités (pays de Galles, usines de rAveyron en Franoe), on avait pu faire la substitution de la houille au coke, même à l'air froid; mais il paraît certain qu'en Ecosse, on ne pourrait pas se servir de houille crue avec r*ncicn procédé.
Et DU FER Blf ANGLETEaBE. 387
ia (^ntommation en castine fut considërableiAent diminnee; cette <lei*iiièré circoDstance tietit à ce ^^ la t^o^pé^ture du fourneau étant plus élevée^ il li^est plus nécessaire d'ajouter une aussi grande quantité de fondant pour déterminer la iriirificatioa de la gangue qui accompagne le minfpraâ} c'est probablement aussi à celte augmentjalian )ie température que Ton doit attribuer la possibilité de substitqer la hpuille ai| coke.
Pour mieux faire juger de Taccroissement progressif des économies obtenues à l'usine de la Cljrde, datas les expériences que nous venons de citer , nous allons indiquer^ pour chacune d'elles, les différentes consommations qui ont eu lieu en houille et en castine.
En 18:2g, la combustion étant alimentée par de Expériences
Ïy • i» • i feites à Pu-
Air irOia i sine de U
Clyde.
Houille. * <i *• q
1% Pour la fusion , 3 tonnes de j
(ioke , correspondanl à 6 i3 > 7 i3
a*. Poar la machine soufflante, i J
£^Èm^....é 10 J .
En i83i 9 les fourneaux étant soufflés avec de l'air chauffé k 450*^ ï*ahr, (25^% 2 cent.), on brûlait encore du coke pour la fusion du minerai :
Houilk. t. q. t. <.
i*. Pour la fuûoo, 1 1. 18 q. de
coke, correspondant à 4 ^ C / a
»•. Pourrappar.àchauffcrrair. 5 ' ^ 3*. Pour la machine soafi9ante. 7 Castine 9
En i855 9 au mois de juillet , la températnre de l'air était élevée à 61:1* Fahr. (322%^ cent. } La fusion ayart lien seulement ayec de la honDle cme :
Houille. «•
1®. Pour la fusion 2
a*. Pour l'appareil à cbaufler.. 8 ^ a 19
3^. Pour la machine soufflante.
Castine
