X. Portes postérieures du four (fig

Le courant du gueulard dépose beaucoup de poussière sur les tuyaux K , et l'on est obligé de les balayer deux ou trois fois par semaine ; autrement ils ne se chauffent plus convenablement. C'est par les ouvertures W et X que l'oii opère ce balayage.

Y. Porte par laquelle on retire cette poussière.

A la sortie du 'tuyau n** 16, qui est encore prolongé de 2 pieds environ , le vent est conduit par un genou jusqu'au sol de la plate-forme du foor^

nieaa et là il se bifuf que ; Fuite d!es branches tourne à droite pour se rendre à la tuyère de droite efà faisant plusieurs coudes^ l'autre séretitîàla tuyère dé gËuche.

Toute la |)iârtie d^s tuyatfx (ilaeëè siii^ la plateforme est eut ourée d'un corps de màçônrierie ayant environ i^,3o potices de diamètre. Leâ parties tjui desceflident au:it tnfyères sont phkcées a Fextërîenr du massif d^ maçonnerie du fourneau et eâfoinrëes de manchons carrés en planche^ de l'^-^So de côté, dont l'extérieur est rempli de matières peu conductrices de la chaleur.

L'assemblage de ces tuyaux se fait au moyen du mastic dont il a déjà été question' ^ et (f anneaux en cuivre très tendre.

Lé maJstic est composé de limaille de fer pétrie d'argile grasse et réfraiitaire , dotit la proportion est toifit juste celle nécessaire pour donner du liant à la pâté ; le mpélange est humecté avec du vinaigre en telle proportion , que la pâte prend une consistance épaisse. Ce mastic est excellent^ il durcit promptement, n'est pas sujet à se gercer^ et est parfaitement inaltérablie à une grande chafleur.

Les joints des tuyaux conducteurs du vent sont munis de brides qu'on assemble au moyen de vis; on place en* même temps nn anneau' de cuivre dé 1 2 millimètres d'épaisseur entre les deux brides et les VIS. En serrant fortement les écrous, le cuivre s'aplatit entre les brides et forme une fermeture bermîétîque. Ort a soin ensuite de recouvrir le

loat de mastic et d'en former an bourrelet louti Tentoor du joint des deux tujaux, ainsi qu'àFentour des boulons et des écrous des vis.

Ce four est tout-à-fait semblable à celui du fourneau de Frédéric ^ où le vent prend une température de i65 à 310* Réaumur, sans que les tuyaux soient chauffés au-delà du rouge-cerise faible. La longueur totale des parties de ces tuyaux , exposée au feu du four est de 65^,6o = i8",75 , la longueur partielle de cliaque tuyau entre les murs dd et dd! (fîg. 2) du four étant de 4'*'» 10= i", 1 8. Toute la disposition de cet appareil est si bien entendue y qu'il n'est guère sujet à se détériorer par l'action du feu, et que celui du fourneau Frédéric, qui est en activité depuis ^5 semaines, n'a montré encore aucune détérioration ou perte de vent jusqu'à ce jour (16 mars i833). La dilatation des tuyaux par la chaleur n'a causé aucun embarras , sans doute parce que d'une part la température n'y est pas excessivement élevée, et que d'autre part , ils ont un peu de jeu dans les massife de maçonnerie qui les entourent , ainsi que dans les manchons de bois qui les renferment. Midnite ^^ moment où Ton a commencé à chauffer le ^2^' vent, c'était pendant la septième semaine du fondage, le fourneau consommait 174 livres de charbon par 100 livres de fonte, ainsi que cela était souvent arrivé dans les campagnes précédentes; et cette proportion n'était que peu au-dessous de la moyenne générale. La température du vent ne

s^ëlevait dans les premiers temps qu'à 1 20^ Réaumur; on était cependant arrivé pendant la se* conde semaine de l'emploi du vent chaud ^ à ne faire qu'une consommation en charbon de 167 livres par 100 livres de fonte ^ puis elle est des- ^cendue à 1 20 livres. Cette consommation a diminué à mesure que la température du vent a été portée plus haut; aujourd'hui la température varie de 1 65 à 210 degrés Réaumur^ et la consommation moyenne est de 1 1 5 livres de charbon par 100 livres de fonte , c'est-à-dire à o,643 de ce qu'elle était au moment où l'on a donné le vent chaud ^ et 0,611 de la consommation moyenne de la campagne précèdent e du fourneau Frédéric.

Relativement à celle-ci , la température du vent changemeDs n'est pas le seul élément qui ait varié dans ce non- *]^Sii«iu!" veau fondage^ puisque l'on a fait deux autres changemens encore, l'un dans la construction de l'ouvrage et des étalages , l'autre dans le volume de la charge. Les étalages avaient anciennement une inclinaison de 45% laquelle a été portée à 60; en même temps l'ouvrage a été élargi de 2 à 5 pouces et sa hauteur a été diminuée de 6 pouces^ la grandeur des charges a en outre été augmentée; de 55 pieds ^ cubes wurtembergeois = a^^'^Sj cubes de France de charbon , elle a été portée à 46 pieds S cubes wurtembergeois = 5 1%22^ cubes de France et la charge du minerai a été augmentée d'abord dans la même propoilion , mais on a pu ensuite l'augmenter encore très promptementf

elle était en premier lieu de 70^ ,go, et aajonT-

dlmi eUe lest, terme moyen , de loa livres.

Doomie L'^i^gmentatioD du vplame des charges 4 eu pour

imation b«t de rendre les charges moins fréquentes , afin

ibie. de tenir l'aitrée de l'embrasure C entièi^ment

liln-e peiidant dfis interyalles plm longs , pi^fce

qia ai| momept des chaiges , œtte entrée e^t ton-

jiQnrs lin peu embarrassée , ce qui i^ait au çhauiiVge

dp vent.

B est éyidept qne ce 9e sont p^ ces pbnogejP9eja$ qui put pimtuit upe diffénsnce ^ OMt^idé-* nb^e daus h oDnsQinn^fitiofî ea cbiirbpq. D'ailleurs, l^mme on Ta déjà yn, le fourbe?? ayaît mur^é pen^iyat six seiq^ioes à Taipr frpid, et ces coflusonmeU<M9fi et produits pendant les qmtrièiBje et pinqqiècpe s^^aines étaient telles cp'pn le$ ^viât auvent vn anciennement ; mais ils se sémt «mé- Uorés preisqiie subitement dès qu'on a dpuné le yeiit eb^tud*

1^ même temps qu'on a dpnné le ye» jt chaud , }1 a ^Uu augmenter la levée de |a palle- tle ma* lipiofiètre indiquait ancienneniç.nt une hapteiir de

1 1 ppwces=:o",3 1 6 d'ea» environ pour la pression

^9 veut froid; ppur la presisipn du vent chaod» il ionique .celle de 14 poiiçe^=:p^4^ d'eau. |ja cc^*« ^Qimat^oii par semaine en charbon n'a guère ya-^ irié parle vent chaud; mais le produit en fqiite^ qui s'élevait à 5^7 quintaux pendant la sûiièpne ^maine 4u ibndage s'est élevé dès la huitième, k 676 quiqtaux; à la neuvième, elle était de j^S, et

ET DU FËK EN AKGLETERHE. j^5S

depuis que la température du vent dépasse constamment i65% elle est, au terme mojen, de 754 quiataux=357 quintaux métriques par semaine.

L'allure du fourneau a été de beaucoup amélio- La fonte est rée; aussi la fonte est plus propre aux moulages , pr^^ au elle prend des empreintes plus nettes ; car il ne se ™®*^**«f®forme plus de graphite^ bien qu'elle soit .très carbonée. La marche du fourneau est plus régulière , les scories sont en général mieux vitrifiées et plus fluides.

Ces beaux résultats ont engagé Tadministration royale à employer le même procédé au fourneau de Wilhem, qui était en feu depuis quatre-^vingtdeux semaines. Il a fallu un mois de temps pour construire le four et tout ce que comprend l'appareil destiné à chauffer le vent.

L'introduction de 1 air chaud a été marquée au fourneau de Wilhem , comme à celui de Frédéric, par une économie de plus d'un tiers sur le com* bustible. La fonte destinée au moulage est de bonne qualité.

Usine de Bachzimmern. Aussitôt que les expériences de Wasseralfîngen eurent constaté que la substitution de l'air chaud à Fair froid dans le tra^ vail des hauts-fourneaux produisait une grande économie dans la consommation du combustible , ce nouveau procédé fut introduit dans plusieurs usines du Wurtemberg et de la Bavière. Nous citerons encore l'usine de BachzimmerQ, qui marche au hois^ et dont l'appareil chauffé par la flamme du

meni.

456 FÀBRICATiOIl DE LA FOUTE

gueulard diffère essentiellement de celui de Wasseralfingen.

Une caisse rectangulaire D formée avec de fortes plaques de fonte boulonnées à vis et recouvertes de maçonnerie légère ^ placée aa*<Iessas du guenlard, conduit la flamme dans Fe^Mice Forme de £EE (PL XV, £fg. I ^ 2 et 3) Mtî en briqaeSy et jbchâm- dans lequel sont disposés les tuyaux où. Faîr doit se chauffer. La flamme après avoir parcouru tout cet espace E est conduite au moyen d'un rampant H (fîg. 4) dans une cheminée de tirage séparée Fy qui a 25 à 3o pieds de haut.

La caisse DD porte immédiatement aa-dessos du gueulard une ouverture A qui sert pour fiiire le chargement. On ferme cette ouverture avec le couvercle B.

Des ouvreaux que Fou peut augmenter ou diminuer à volonté servent à introduire dans la caisse D la quantité d'eau nécessaire à la combustion des vapeurs combustibles qui sortent du gueulard.

L'ensemble des tuyaux placés dans l'espace E a une longueur de 120 pieds ^ sans compter la partie extérieure ou comprise dans l'épaisseur des murs. Ces tuyaux sont disposés conune le montre la figure. Ils ont de 7 à 8 pouces de diamètre extérieur.

L'air chauffé au sortir de l'appareil passe dans un tuyau contenu lui-même dans un tuyau plus large T, qui amène l'air froid dans l'appareil. De

ET DU FER EN ANGLETERRE» ^Sj

cette manière y la chalear que l'air chauffé peut perdre dans son trajet depuis sa sortie de l'appareil jusqu'à la tuyère donne à Tair froid un premier degré d'échauffement.

Ainsi l'air froid arrive par le tuyau extérieur T, entre dans l'appareil par le tuyau coudé I , monte successivement dans les tuyaux jusqu'en D où il se trouve exposé à la plus grande chaleur ; puis redescend par d'autres tuyaux jusqu'en J d^où il se rend aux tuyères par le fuyau intérieur au gros tuyau T.

Auprès des tuyères on a établi une disposition qui permet de donner à volonté de l'air froid ou de l'air chaud au fourneau. Cette disposition est représentée fîg. 5 et 6.

L'air froid arrive des machines soufflantes par le tuyau D (fig. 5) , passe successivement en E ^ f , puis dans l'espace ^ du gros tuyau T, et se rend ensuite dans l'appareil de chauffage.

L'air chaud vient de l'appareil par le tuyau t intérieur au tuyau T^ passe en b\ en a, et de là aux tuyères. Dans la disposition représentée dans la fig. 5^ le fourneau reçoit de l'air chaud ^ mais si l'on veut lui donner de l'air froid , il suffit de pousser le piston k en k^^ le piston / en l\ et le piston betiV.

Cet appareil coûte un peu plus cher que celui de Wasseralfingen ^ mais il a sur celui-ci quelques avantages notables. D'abord l'étendue des tuyaux chauffés est beaucoup plus considérable ; l'air après

être arrivé à son maximum de température continue à descendre dans un espace très échauffé et n'a qu'une distance très petite à parcourir avant d arriver aux tuyères et ne peut par conséquent se refroidir notablement.

Enfin il présente encore cet avantage qui peut produire de très bons effets dans des dérangements du fourneau^ c'est que Ton peut élever davantage la température de l'air en chauffant directement avec du bois que l'on jetterait dans l'espace J).

On a obtenu avec cet appareil une températuiv de 5io** cent, à la tuyère^ tandis qu a Wasseralfingen , il ne parait pas qu'on ait chauffé Tair au-delà de I 3q 9 200** centigr.

Les essais à l'air chaud ont produit de très bons résultats^ malgré qu'il aient été faits dans des circonstances défavorables^ le manque d'eau ayant obligé de les interrompre à plusieurs reprises. >iisomma- On peut jugcr néanmoins des avantages que Ton î^uits. doit attendre de l'adoption de ce nouveau procédé > par le tableau suivant dans lequel nous avons comparé les consommations et les produits à l'air froid et à l'air chaud. Il est bien certain que la proportion de charbon brûlé par rapport à la Ibote obtenue aurait été notablement diminuée, si l'on avait pu disposer d'une force motrice suffisante. A partir de la quatre-vingtième semaine, les eaux ayant beaucoup baissé , on a donné moins de vent^ ce qui explique l'augmentation dans la consommation de combustible^ soit à Tair chaud^

ET DU FEIi EN ANGI^ETEREE. 4^9

soit à l'aÎT froid; après la quatre-^vingt-dousième semaine, cette causa a obligé de mettre le four- Qçau-jborsleu.

TMecsi eçmpmtatif des produUs et consùïïmnations du hé^uL-f0vrniB4m de fiaçhfiimmem, alimenté successive rnçnt à Voir froid ef à Voir chaud.

Senuines

Nonfire

QtMi^na

Minerai

Fonte

quintel

fonJagigi 1 1 lit ijiiy* r

des

dur. 1 tendre.

Cutiae.

obtenue.

fonte

# brûlé

cbarbon.

^infanx.

qw^HvK-

pied d^

ifi9

açS

Wf'l,

îï5a,09

lyo

ia6

ft»

3oi

Nous joignons ici les principales circonstances (]ue l'on a observées pendant ces essais.

Quand on a voulu commencer à souffler à Tair ^^l ^^ :haud.y pn a laissé le fourneau reposer pendant ringtr-qoatre heures sans donner de yent^ puis on 1 recommencé avec le vent chaud. Pendant ce Èemps de repos ^ le fourneau s était refroidi^ et par conséquent ne pouvait pas supporter immé-

46o FABRICATION DE LA FONTE

diatement la même charge de minerai qu'aupara^ vant; néaomoins on a continue la même charge et la fonte qu'on a obtenue avec l'air chauffé s'est trouvée par hasard avoir conservée la même qualité. La tuyère est devenue beaucoup fAus brillante ; mais au bout de quelques jours , quand le fourneau a repris son point normal de température , la fonte est devenue extrêmement noire et annonçait une proportion beaucoup trop considérable de charbon. On a alors augmenté successivement la charge de minerai , et Ton est parvenu à en mettre jusqu'à un quart de plus sur la même charge de charbon; il est probable que ron aurait pu aller encore plus loin , si l'on avait été maître d'augmenter la pression du vent; mais les eaux ont au contraire baissé d'une manière trop rapide.

Avec l'air chaud, les laitiers étaient mieux fondus , la fonte de très bonne qualité , imais uu peu plus poreuse que celle obtenue à l'air froid. Cette remarque a été d'ailleurs faite déjà dans plusieurs autres usines.

Pour s'assurer si l'économie de combustiUe tmblutibie, augmentait proportionnellement à l'élévation de o£!eS]?àia température , on a baissé successivement la tem- )mp^^ pérature de l'air de dix en dix degrés, depuis Soo jusqu'à 200, On a fait varier la température de vingt-quatre heures en vingt-quatre heures, afin j d'être sur d'obtenir l'état qui convient à cette température. A chaque abaissement, la marche est de-

ET DU F£n EN ANGLETERRE. 4^1

venue très promptement plus difficile , et la fonte présentait les caractères de surcharge de minerai. Il rÀulte de ces expériences , que la température qui produit le maximum d'avantages au fourneau de Bachzimmern ^ n'a pas de limites au moins au-dessous de 3oo^.

Emploi de l'air chaud dans les cubilots.

H existe plusieurs cubilots ou fourneaux a la Wilkinson, dans lesquels la combustion est alimentée par un courant d'air chaud. Le peu d'attention qu'on apporte en Angleterre^ à la consommation de la houille répandue presque partout avec une si abondante profusion , fait qu'on se donne rarement la peine de peser la quantité de coke jetée dans les cubilots. Cette circonstance nous a empêché de constater par nous-mêmes les avantages qui résultent de ce nouveau procédé; nous croyons néanmoins utile de faire connaître le peu de renseignemens que nous avons recueillis à ce sujet. Nous avons donné aussi la description de deux appareils adaptés aux gueulards des cubilots- Dans l'usme de Tjne-Iron- Works, que nous cubiiotsprèt avons déjà citée en parlant des forges des environs NewcLtie. de NcYTcastle, il existe deux cubilots qui marchent à l'air chaud. Ils sont alimentés par le même appareil qui fournit l'air aux hauts- fourneaux . Ces cubilots sont circulaires; ils ont 3 pieds et demi de

haut, et 3o poaces de diamètre mtérienr. Cotis^ traits intërievrement eh brigues téfràcisàtt» ^ ik sont formes extërîenremeiit d'uû cflindte en fonte : ils reçoivent le Teot par dean bosM placées Fntie au-dessus de Vautre , et ajant dbaCMae 2 pouces ^ de diamètre.

D'après les renseignemens que l'un des propriétaires a eu la complaisance de nous donner, la consommation de ces fourneaux est de :28o livres de coke pour une tonne de fonte Motil^. Oé y fond moyennement une tonne de fonte pttrhetlr^. Ces cubilots ont été construits seulement depuis l'adoption du procédé de l'air chaud.

Cubilot de A Wenesbury^ dans l'usine de MM. lioyd, Wenesbury. f^^^^j. ^^ Compagnie ^ les fourneaux k la WiUt»son sont rectangulaires; ils ont environ 7 pieds de haut , et leur vide intérieur a 36 pouces sur So. Le vent e9t donné par deux buaes ayant S poifcesf de diamètre; on fond^ dans ce fotirneaw^ unefeme de fonte par heure y et chaq«ie opémtifoiv élire - vingt minutes. La comommation (ite coke est de 260 livres par Unme de fonte; avftin Vâdùptioû de l'air chaud ^ on consommais 4^'oKvres de éole pour la même quantité de fonte. L'influetieé' U plus grande de l'air chëud , dsnë le» eubilbts, est sur la durée de l'opératian ; une fonte qt^r a Keb maintenant en vingt minutes , eni deniandtit q>uâ^ rante avant l'adoption de ce procédé.

Il r^ulle des eonsommaiionS ijae noqs venons de citer à Wenesbury^ qu'uo quintal de foui»;

^ui exigeait à l'air froid vingt livres de coke , n'en consomnie plus que treize , depuis que les cubilots sont souffles par de Fair chaud.

La quantité de charbon consommée dans les Consomma. cubilots de Birmingham^ de Manchester et de ^^^^*' Nev^castle est moyennement de ^5 pour cent; si on rapproche ces nombres des indications que nous venons de donner^ on voit que l'adoption de Tair chaud aurait produit une économie de moitié dans la consommation de la houille et dans les autres dépenses de seconde fusion de la fonte.

Dans la plupart des usines où l'air destiné à alimenter les cubilots n'est pas fourni par les appareils qui desservent les hauts-fourneaux, on est dans l'habitude de profiter de la flamme qui s'éehappe de ces cubilots pour chauffer l'air qu'il consomme ; nous joignons ici la description succincte de deux de ces appareils placés au-dessus du gueulard; ils ont été construits dans les ateliers de MM. Jeffries et Patton^ de Londres.

L'appareil représenté (PI. XIII, fig. ig et 20), A^^^^'f consiste en une série de tuyaux a, a\ d'y disposés cubilots. horizontalement au-dessus du gueulard ^ et communiquant au moyen de coudes , dans deux boites h et V j placées sur les faces verticales du cubilot ; l'air y au sortir de la machine soufflante « arrive dans le tuyau c^ entre dans lé compartiment d de ta boite h^ passe dans le tuyau d et le compartiment ef de la boite V ^ en suivant la direction in« diquée par les flèches , il arrive ensuite en^ où il

se divise pour se distribuer entre les deux buses ; toutes les parties de cet appareil sont en fonte.

Le second appareil (PI. XIII, fig. 17 et 18) se compose d'une série de tuyaux verticaux a, disposes drculairement sur la paroi du gueulard; ces tuyaux , qui ont 3 pouces de diamètre intérieur, communiquent par leurs extrémités dans deux anneaux A et A^, plac&, l'un immédiatement sur le pourtour du gueulard, l'autre à la partie supérieure des tuyaux a. Un large cylindre en tôle b enveloppe extérieurement l'ensemble des tuyaux , et force la flamme à circuler autour d'eux.

L'air au sortir de la machine soufflante arrive dans l'anneau supérieur A' au moyen de tuyaux c (fig. 18); il se divise entre les tuyaux verticaux Uf a', et se réunit ensuite dans l'anneau inférieur A : enfin il se distribue aux tuyères au moyen des deux tuyaux verticaux d,d!.^

On a ménagé à la partie supérieure du gueulard, et au-dessus de l'anneau inférieur A, une ouverture P pour charger le fourneau.

Nous n'avons pas vu fonctionner ce dernier appareil ; il nous parait préférable à celui que nous avons décrit d'abord; l'air doit y acquérir une température plus élevée et éprouver moins de résistance dans son mouvenient.

Il existe dans l'usine de Torteron (Nièvre) dont nous avons déjà parlé , un cubilot soufflé à l'air chaud. L'appareil employé pour cet usage est figuré

PI. XIII y fîg. 19 et 20. L'application du nouveau procédé au cubilot de Torteron n'a produit qu'une légère économie de combustible ; mais il en est résulté une grande accélération dans l'opération , et par suite plusieurs avantages. Ainsi, la fonte restant moins long-temps exposée au courant d'air des soufflets , n'éprouve pas de commencement d'affinage , comme cela arrive souvent. Cette accélération de vitesse permet en outre de faire un plus grand nombre de fondages dans un temps donné.

Consommations du cubilot de Torteron, soufflé à Voir

chaud y pendant 6 jours.

Consommation

Consommation 1

Produit eu

i moulerie.

en fonte et combustible pour

100 k. de moulage*

<!e fonte.

de coke.

Nombre .des pièces.

Poids.

Fonte.

Coke.

kil.

kU.

kil.

8 décembre.

9 décembre.

36oo

10 décembre.

11 décembre.

la décembre.

'i3 décembre.

i65oo

En^loi de tair chaud dans Raffinage du fer (i).

On a Êdt à plusieurs reprises, en Angleterre, des essais pour souffler les fineries à Tair chaud. Jusqu'ici, ils paraissent n'avoir donné aucun résultat favorable , c'est du moins ce qu'on doit penser de leur abandon. Ce procédé a été récemment introduit dans quelques forges du Wurtemberg , ainsi que plusieurs changemens dans le chauffage du fer. Ces différentes circonstances ont produit une économie notable dans la consommation du combustible, et il parait certain que l'emploi de 1 air chaud a été en partie cause de cette amélioration. Nous croyons donc utile de dire quelcpes mots de ces dîfférens changemens.

sine de L'usiue de Hammereisenbach , dans la princi- ^2^' pauté de Furstemberg est celle où ces améliorations ont été introduites la première.

La PI. XrV, 4^ 5 ®* 6, représente les feux d'affinerie de cet établissement.

Aunlessus du foyer F, on a construit trois fours à réverbères, C, D, E, placés à la suite l'un de l'autre. La flamme au sortir du foyer est d'abttd

(i) Le travail du fer sera décrit seulement dans le se* cond volume de cet ouvrage, nous avons cru néanmoins devoir joindre les essais de l'air chaud dans Taffinage, à son emploi dans les hauts-fourneaux , afin de réunir en un seul chapitre tout ce qui se rapporte au nouveau procédé.

attirée dans les fours à réverbère ^ puis se rend dans la grande cheminée de tirage en fonte , qui a environ 5o pieds de haut. Des portes P, P', F' correspondent a chacun des fours servant à la manœuvre.

Immédiatement au-dessus du foyer d'affinage , Forme de on a construit une caisse en fonte K^ composées de plusieurs compartimens, fig. 5. Cette caisse est léchée parla flamme et sert à chauffer Fair, lequel au sortir de la machine soufflante est envoyée dans cette caisse dont il parcourt successivement les compartimens et en sort pour se rendre à la tuyère T. Il atteint par cette construction très simple y une température de i8o à ^00°. Auprès de la tuyère se trouve un système à robinets S, qui permet d'envoyer à volonté dans le foyer de l'air froid ou de l'air chauffé.

Les fours à réverbère servent à chauffer le fer et à le préparer aux différentes opérations qu'il doit subir. La plus haute température se produit dans le four C, puis vient le four D, enfin le ifour E. La température du four C n'est cependant pas suffisante pour produire la chaleur nécessaire pour souder les lopins provenant immédiatement de la division de la loupe; ces lopins sont réchauffés dans le foyer même; mais après cette première chaude et le martelage qui la suit , on les réchauffe dans le four C pour achever leur étirage et les amener à l'état de barres ordinaires. Le four D sert à étirer les barres ordinaires en petit fer et en

iration.

verges. Il remplace parfaitement les petits feux qui sont maintenant tout-à-fait supprimés.

Dans le four E^ on échauffe la fonte qui doit servir aii prochain affinage. On la sort de ce four à une température rouge-cerise pour la mettre dans le foyer d'affinage.

L'opération est singulièrement abrégée par tous ces perfectionnemens ^ laffineur n'étant plus gêné par l'étirage des barres qui devait se faire pendant le temps que la nouvelle fonte mettait à entrer en fusion.

iuiiede Pour cxécutcr l'affinage , on commence par nettoyer le creuset et le remplir de charbon incandescent. On sort du four E les morceaux de fonte que l'on met sur les charbons, on donne le vent chaud. La fusion marche très rapidement, elle dure à peine la moitié du temps qu'elle demandait dans l'ancienne opération à l'air froid. Quand la fonte s'est rendue au fond du creuset , on arrête le vent chaud et l'on donne le vent froid.

Pendant toute la période d'oxidation , on retourne plusieurs fois la loupe en la cassant en morceaux que l'on ressoude sous le vent> de la tuyère. L'opération dure en tout quatre heures; elle a été abrégée d'une heure environ par les nouveaux perfectionnemens , et la consommation de combustible a été de beaucoup diminuée.

Anciennement, un quintal de fer affiné consommait moyennement 20 pieds cubes de charbon; actuellement, il en consomme seulement

14 OU i5. Si l'on tient compte en outre de Téconomie de combustible que l'on fait par la suppression des petits foyers pour petit fer, on verra que cette économie est énorme , et que les nouveaux procédés sont destinés a relever complètement la ' fabrication du fer au charbon de bois.

Nous joignons ici un tableau des consomma- Consomm tions et des produits de quatre feux d'afBnerie de l'usine de Hammereisenbach pendant une semaine.

Les deux premiers marchent avec tous les perfectionnemens. Les n!"^ 3 et 4 sont des forges anciennes encore alimentées par de l'air froid.

La quantité de fer obtenue est trop faible et la consommation de combustible est trop forte dans ce tableau. Cela tient à ce que, pendant la semaine dont nous donnons les consommations, les feux d'affinerie ont eu à traiter une fonte blanche de très mauvaiise qualité provenant des premières semaines de fondage du haut -fourneau qui, comme nous l'avons déjà dit, ont été très mauvaises.

Tableiui des consommations et dfS produits de quatre forges dé V usine de Hammereisenbach , pendant une semaine.

Naméro*

des

feycr».

Fonte affinée-

Chaibon.

Nombre d« jours.

Fer obtena.

Un ({ninUl

fonte

a donné

fier.

Un q«intiil

1er

abrAIé

cbarhon

pieds cab.

Forges marchant à Tair chaud.

Forges marchant à Tair froid

IV 5760 I ii3'/, 10

Usine de Laufen^ en TFurtemberg. Nous citerons encore cette usine, comme un exemple de l'avantage qui est résulté de l'emploi de l'air chaud dans l'affinage du fer. Et comme on n'a rien changé aux dispositions des forges de Laufen(i)y il est certain ici que toute l'économie de combustible est due à l'adoption du nouveau procédé.

Les feux d'affinerie et les petits foyers reçoivent le vent d'une trompe haute de 3o pieds. L'air , au sortir du réservoir est chauffé par la chaleur perdue du foyer, à une température de 160° Réaumur.

(i) Mémoire de M. Combes , sur le haut-fourneau de Sargans, Annales des Mines , 3* série, tome Yl, page 462.

ET DU F£ll EN ANGLETEKAE. 4?'

L'appareil est disposé de façon que l'on puisse lancer à Yolonté de l'air froid ou de l'air chaud sur le foyer. L'ouvrier amène de l'air froid quand il ^^««e*' faut avaler la loupe , et qu'il a à travailler dans le foyer. Pendant le reste de l'opération^ Tair est ëchaufie avant d'arriver dans la buse.

Voici quelle a été en i835 , la marche des feux d'alffinerie où l'on traitait de la fonte de Pions obtenue au vent froid ; dans la première semaine de i855; les feux d'alffinerie allant au vent chaud , 94s 1 7 de fonte ont fourni 78%62 de fer en barres, en consommant 1,188 pied cubes de charbons tendres.

Ainsi, on a consommé pour obtenir 100 kil. de ^^î*™*"*' fer en barres :

Fonte 119S60

Charbons tendres. . 3op-'^',2

Le second feu d'ajQSnerie produisit pendant une semaine du même mois de février, 71^87 de fer en barres, en consommant 86,62 de fonte et 1,092 pieds cubes de charbons tendres.

C'est pour 100 kil. de fer en barres une consommation de :

Fonte. i20^-,5o

Charbons tendres.. SoP'^^^rs ii8''^86 environ.

Le troisième feu qui ne marche pas toute la se-* maine, a produit 55^,72 de fer en barres, en eoii8ominant65'i,oi de fonte et 828 pieds cubes de

472 FABKICATiOK DE LA FONTE

charbon, et par suite ^ pour 700 kil. de fer en barres :

Fonte 121 kil.

Charbon tendre.. 3oP'^',8o = i2o*'-,4o

antages Avant demplojer le vent chaud, on cousom- .J^®° mait en moyenne pour affiner, 100 kil. de fonte de Pions, 4^ pieds cubes de charbon , et le produit hebdomadaire d'un feu n était que d'environ 5,000 kil., au lieu de 3,6oo à 3,900 de fer en barres qu'on obtient avec le vent chaud. On a donc réalisé une économie constante de un quart sur le combustible dépensé, en augmentant sensiblement la quantité du produit.

Emploi de Vair chaud dans les forges de maréchaL

Nous avons indiqué au commencement de ce chapitre que le premier essai de l'air chaud avait été fait par M. Nielson sur une forge de maréchal qui dépend de l'usine au gaz de Glasgow^. L'appareil consiste en une double boite en fonte, PL XIII, fig. 21, qui forme le sol de la forge, de sorte que l'air est chauffé par le foyer même de la forge ; Tair en arrivant par le tuyau F se rend da^ns le fond D de la boîte et ressort par la tuyère E , après avoir traversé les compartimens H et H'. Lir chaud Nous avons VU marcher cet appareil, et M. Neil- &rç^^de" son a eu la complaisance de faire forger devant naréchai. uQ^s plusieurs barrcs de fer de différens calibres :

n'ayant pu faire d'essais comparatifs, nous avons seulement constaté que, dans cette forge^ on travaillait le fer avec une grande facilité, mais nous ne possédons aucunes données sur les avantagés résultant de ce procédé. Depuis deux ans l'appareil de Glasgow^ a été adopté à Paris , pour un grand nombre de forges de maréchal , et plus de cent cinquante feux marchent actuellement par ce nouveau procédé. M. Lecocq, ingénieur des mines, a fait chez MM. Jacquemard frères, serruriers à Paris , des expériences pour constater les avantages que l'application de l'air chaud a produit dans le travail des forges de maréchal; il résulte (i) de Expériences

/ • < 1 11 11 1 dans les

ces expériences, sur lesquelles nous allons donner forges de cfuelques détails , qu'il y a une économie notable ^*"*' dans la main-d'œuvre et dans le déchet du fer. Quant à la consommation du combustible, elle n'éprouve pas de variation sensible par l'application de l'air chaud. Les avantages que nous venons de signaler Ont augmenté avec la diminution dans le diamètre de la tuyère.

Les expériences ont consisté a faire le soudage de barreaux de fer de o™,o4 d'équarrissage et un demi-mètre de longueur. Les barres de fer ont été pesées après et avant le soudage , pour qu'on put évaluer le déchet.

La houille consommée a été également pesée avec beaucoup d'exactitude; un thermomètre

(i) Annales des Mines, 3* série, tome VI, page 37.

placé dans Tappareil a indiqué que la température de l'air chaud était de 200 à 2o5 degrés Réaumur.

Dans la première série d'expériences ^ on a fait treize soudures; le diamètre de la tuyère à l'air froid était o%3o , et celle à Tair chaud était c^,55.

Le tableau suivant indique les résultats comparatif de ces premiers essais.

Durée

de U chenffè ,

po«r èhaqne.

Temps

du sondage.

p. ehaqne.

Déchet

du ttt

p. les x3.

ConsamasatÎM p. Ieei3.

Air froid

minutes.

i3,5o io,5o

minutes.

kil.

Air ohaud. »

Différences des quantités

Rapport des différ.

aux quantités corresp. à l'air fr.

Dans la deuxième série ^ on fait également treize soudures; la seule différence a consisté dans le diamètre de la tuyère qui a été réduit de o'^iSo à d^yH']. La température était également de deux cents degrés environ.

Les résultats de ces essais sont consignés dans le tableau suivant :

Durée delà ir« chaude

pour chaque soudag.

Durée de la a* chaude.

pour chaque soud.

Temps toul

du sondage

ponr diaqne

sondage.

Déchet

do fer

ponr les.

z3 soudag

Consommation de U houille ponr les z3 soudag.

Air froid

min.

kil.

Ul.

Air chaud

Différences des quantités

Rapports des différ.

aux quantités correspond, à l'air fr.

Ce tableau montre que par l'application de l'air chaud ^ la durée du soudage des barreaux a été diminuée d'un quart; le déchet du fer de plus d'un tiers t et que la consommation de combustible est restée à peu près la même.

Remarques sur la nature des houilles employées dam les fourneaux alimentés par la houille crue.

On a dû remarquer, dans ce qui précède, que cei>taines houilles , celles du pays de Galles , sont employées en nature pour la (usion des minerais de fer dans les hauts-^fourneaux alimentés par de l'air froid. Qu'un grand nombre d'autres, les houilles de Glasgow, par exemple, sont également susceptibles de servir à l'état cru lorsque les fourneaux marchent à l'air chaud : enfin que, pour quel-

ques-uueS| la transformation en coke parait encore indispensable, quel que soit le procédé au moyeu duquel on fabrique la fonte.

Pour apprécier les causes de ces différences si remarquables dans les propriétés des houilles, nous avons recueilli des échantillons de la plupart des charbons employés dans les usines dont nous avons parlé dans cet ouvrage. M. Berthier a eu la complaisance de les essayer au laboratoire de l'École des Mines, et nous transcrivons les résultats qu'il a eu la complaisance de nous communiquer.

Houilles employées à

Pétat cru à Pair firoid.

Houilles efnplojfées y à V état cru, dans les fourneaux du pajrs de Galles , marchant à V air froid.

Dowlais.

Gifartha.

Pen-y-Daran.

Charbon

Gendres

Matières volatiles . .

OyOaS 0,188

7,o32 o,aoo

Houille de Dowlais. Elle est lamelleuse^ se sépare en travers des couches par des plaques lisses et brillantes; cette houille se compose de deux parties distinctes : l'une brillante, se. divise en petits fragments cubiques; l'autre complètement matte, dure , à cassure conchoïde, est en tout ana-

ET DU FER EN ANGLETERRE. /yfrj

logue au cannel-coal ; ces deux charbons ne se mêlent pas , ils formeat , dans chaque couche , des petits lits plus ou moins puissans. La partie brillante est de beaucoup la partie dominante; la houille de Dowlais ne tache pas les doigts ^ elle se boursoufle très peu et ne colle pas; ses cendres sont complètement blanches.

Houille de Cifartha, Elle n'est ni schisteuse ni lamelleuse; elle est composée, comme la précédente , de la réunion de parties brillantes et de parties compactes noires , mélangées dans tous les sens, à la manière des cristaux de quartz et de feldspath dans un granité. Ces deux variétés de charbon se comportent très différemment; la variété éclatante se boursoufle et s'agglutine assez fortement, tandis que la partie terne est sèche et ne change pas de forme par son exposition au feu ; c'est probablement ce mélange qui donne à la houille employée à l'usine de Cifartha, la propriété de résister plus que toute autre à l'action du vent et aux difierens mouvemens qui ont lieu dans le fourneau. C'est en outre à cette circonstance qu'est due la friabilité qu'elle possède ; mais le bitume , qui existe en assez grande abondance dans le charbon éclatant, agglutine les diflerentes parties de cette houille, et lui donne une grande solidité, une fois quelle a été exposée au feu (i}.

(i) La propriété que présente la houille employée à Cifartha , a fait naître l'idée de se servir de l'anthraqte

47^ FABRICATION DE Ul FORTE

ffouille de Penrjr-Darran. Elle est de même nature que la précédente. Seulement le mélange des parties ternes et des parties brillantes est moins intime.

Ces trois houilles proviennent du bassin houil- 1er du pays de Galles ; elles sont très sèches , et doivent cette propriété à l'excès de carbone qu'elles contiennent ; elles sont analogues à la houille de Rolduc.

Houilles employées , à Vétat cru , dans les fourneaux

marchant à Vair chaud.

Houilles employées à

rétatcru à Pair chaud.

C3iarbon

Cendres

f£au Gaz Goudron

Environs de Glasfotr .

Clyde.

Oy046

o,oo5 o,i39 o, i66

Calder

o,5io

Monklaad.

Works.

0,014 o, ii5

Suflbrdshire

o,ai5

Tipton . pr4s|B„t|„, Wenesbnry. Ict.

o,3oo

DciBjilurc»

Park.

o,&iS OyoSo

La houiUe des ensfirons de Glasgow^ employée

en le carbonisant légèrement avec de la houille tiès grasse. Ce procédé, sur lequel nous n'avons du reste aucun détail, a donné, nous a-t-on assuré, des i-ësultats très satisfaisans , dans le travail des hauts-foumeaox.

dans les usines de la Glyde ^ de Calder et de Monkland-Works présente des caractères assez constans , et leur composition est très analogue , ainsi qu'il résulte du tableau précédent.

Ce charbon est généralement terne , un peu compacte , dnv, ne se rompt pas entre les doigts. Il présente , dans la cassure en travers , une série de petites lignes qui lui donnent une apparence schisteuse, quoiqu'il ^ ne possède pas réellement cette propriété. Il est très bien stratifié , et les morceaux se fendent en fragmens plats plusi ou moins épais. Les surfaces de séparation sont près*que toujours marquées pas de la matière charbon? neuse noire , qui tache les doigts, et ressemble au charbon de bois par son aspect fibreux et sa couleur terne. Cette houille est fréquemment traversée par des filets extrêmement minces de chaux carbonatée, dont la direction est perpen* diculaire aux couches; enfin on y distingue aussi quelques pyrites.

Des fragmens de houille de Glasgow soumis à l'essai , n^ont éprouvé qu'un léger ramollissement ;> ils se sont agglutinés sans changement de forme.

La houille de Tipton^ qui alimente l'usine de BIM. Lloyd et Forster, près de Wenesbury, est schisteuse ; elle est composée de petits lits de quel-^ques lignes d'épaisseur, séparés presque toujours par une couche extrêmement mince de matière charbonneuse noire, analogue au charbon de bois. Cette substance est tellement abondante, qu'il

48o FABRICATION DE I.A FOKTE

est rare de trouver un morceau de houille de Tipton , de 4 pouces d'épaisseur, qui ne présente une ou deux couches de cette matière friable. Ce charbon , éclatant dans sa cassure , se divise en petits fragments pseudo-réguliers; il est peu collant, et ne se boursoufle que légèrement.

Les houilles des environs de Derby se divisent en deux qualités principales, désignées sous les noms de cherry-coal et soaJt-'CoaV; la première , plus dure, résiste mieux à l'action du feu. Les Jiautsfourneaux de Butterley, qui marchent à Tair chaud, consomment exclusivement du cherrjr-'CoaL Ce charbon est schisteux et présente des lignes noires ternes, qui lui donnent beaucoup de ressemblance avec la houille d'Ecosse.

Le souft-coal^ employé principalement pour le chauffage des machines à vapeur et des four* neaux à puddler, sert aussi, à Codnor-Park, à la fusion des minerais ; ce charbon, assez éclatant et schisteux, se sépare en fragmens parla plus légère pression; il contient des parties de cette matière charbonneuse , noire et friable , que nous avons déjà signalée plusieurs fois.

Malgré la perte considérable que ces deux charbons éprouvent par la distillation, ils ne changent presque point de forme ; ils se gonflent et collent à peine ; leurs cendres sont parfaitement blanches.

Souilles qu'il paraît nécessaire de ^ansformer en coke pour les employer, même dans lesjoumeaux marchant à tair chaud.

Birtly-Iron-

Work»,

prè« de Newcaslle.

Tyne-Iron-

Works,

N orthnmberland.

Apedale, pris

de Newcattle,

SUffordihire.

HooUles

Cendres

Matières Tolatiles. .

o,oa5 o,3oo

lyOOO

La houille qui alimente les usines de Birtly et de Ty ne - Works , provient des mines des enyirons de Newcastle Upon-Tyné ; elle est éclatante, à la fois lamellaire et esquilleuse, ne tache pas les doigts , et ne s^écrase pas sous une légère pression. Cette houille, en général d'une grande pureté , ne contient ni veines de chaux carbonatée ni pyrites. Elle est très collante, se gonfle beaucoup par l'action de la chaleur, de sorte que le * ¥olume de son coke surpasse celui de la bouille employée. On nous a assuré, à l'usine de la Tyne, qu'on avait essayé infructueusement de se servir de la houille àe Newcastle sans la transformer en coke.

La houille à' ^pédale- Works est lamelleuse, éclatante et esquilleuse , dans le sens des strates , et se divise en petits fragmens quadrangulaires.

Houilles quUl est nécessaire

de carboniser*

Dans sa cassure eo travers , elle présente de larges bandes , des espèces de rubans , entièrement unîs et très brillans. Cette disposition tient à la superposition de petites couches de natnre un peu différente; cette houille est très collante; elle gonfle an feu et donne un coke léger, ai^entiii, nais très solide.

Si l'on compare la composition des différentes bouilles que nous Tenons d'étudier, on reconnut bientôt que , ïsméênt '^* ^^^ houilles employées, à l'état cru, dans 211^^^ les fourneaux marchant i l'air froid, sont sèches, très carbonées, et constituent de yéritables anthracites;

7?. Les bouilles, comme celles d'Ecosse et do Derbyshire, qui, quoique bitumineuses , serrent à l'état cm, à la fusion des minerais de fer dans les hauts*foumeaux soufflés k l'air chaud, sont cependant encore des houSles sèches,

5*. Enfin, les houilles grasses, bitumineuses, collantes , qui changent de Tolume et se gonflent par l'action du feu , paraissent jusqu'à présent de* voir être transformées en coke, pour donner des avantageux dans le travail du fier.

Qualité de la Jbme et du fer oBtenus dans tes usines jMt

marchent à Tair chaud.

Malgré une expérience de quatre ans, c'est encore un préjugé assez généralement répands^

qoe kl fonte obtenue à lair chaud est impropre à la fabrication du fer. Les nombreuses observations que nous avons faites^ tendent à prouver que y pour la fonte de moulage^ les produits des fourneaux marchant à Fair chaud , sont supérieurs à ce qu'ils étaient à l'air froid* Quant à la fonte destinée à la fabrication du fer^ elle est paiement bonne ^ mais l'emploi de l'air chaud paraissant rendre les fontes plus carburée^ il faut changer la marche du fourneau pour fabriquer cette espèce de fonte. Du reste, dans toutes les usines oà nous avons vu produire ce genre de fonte, on ne mettait aucune différence entre l'ancien et le nouveau procédé.

Il serait à désirer que cette question si im«portante pût être décidée par des expériences directes; à leur défaut, nous allons rapporter les nsages de ces différens produits, dans les arts, usages qui sont peut-être aussi concluans que des expériences.

Dans les usines des environs de Glasgow, on ne fait que du moulage ; nous avons vu employer la fonte qu'elles produisent à la fabrication d'objets qui exigent à la fois une grande résistance et une grande ductilité, savoir : au moulage de cylindres de machines à vapeur^ de bouilleurs, de coîuiuits pour le gaz^ et de différens engre^ nages ^ etc.

A Birtly, près de Newcastle, àButterlej, près de Derby, nous avons vu également couler des

cjlindres de machines à vapeur , dés tuyaux pour pompes élés^atoires , et des fermes pour ponts en fer.

Nous rappellerons que le fourneau de Torteron , qui dépend de l'usine de Fourchambault dans la Nièvre, donne, depuis qu'il, est soufflé à l'air chaud, de la fonte grise qui se vend en concurrence avec les fontes anglaises.

Le fer fabriqua avec la fonte des fourneaux soufflés à l'air chaud , est aussi de très bonne qualité.

A Codnor-Park , près de Derbj, ce fefr est employé à la construction des différentes pièces de machines à vapeur^ à la fabrication de chaînes pour ponts suspendus^ de tirons et de traverses pour ponts en fer ^ etc.

Le fer produit à l'usine de la Tyne , près de Newcastle, est transformé en tôle forte pour la fabrication de chaudières de machines à vapeur, de gazomètres ^ etc.

A Wencsbury, le fer est aussi de bonne qualité^ et sert aux usages qui exigent le plus de résistance.

Ces différens exemples prouvent qu'au moyen du procédé à Tair chaud , on peut, comme a l'air froid ^ obtenir des fontes de qualité supérieure pour le moulage , et des fontes propres à la &brication du fer. Mais il ne faut pas en condare que, par ce moyen, on puisse corriger les défauts.qui résultent de la nature du minerai, ou de celui du charbon.

tT DU FER EN ANGt.E'PERIlE. 485

Température à laquelle on doit élever Vair chaud.

Il résulte des détails qui précèdent, que là substitution de l'air chaud à Tair froid dans le travail du fer^ a presque constanament produit des avantages prononcés ; dans quelques usines , comme en. Ecosse^ ces avantages ont marché proportionnellement à la température de l'air : aussi l'économie de combustible , seulement de un tiers, quand Faîr était chaufië ài47*> ^'^^* élevée jusqu'à deux tiers , lorsque l'air eut atteint la température de 522^ Réaumur.

Le haut-fourneau de Bachzimmer en Wurtemberg, a donné des résultats analogues; on pourrait peut-être croire que l'on peut élever in-r définiment la température, et que l'économie de combustible suivrait la marche ascensionnelle de la chaleur de l'air; mais si l'on réfléchit à la tnarche^ des fourneaux, on sera bientôt convaincu qu'il existe un maximum de chaleur qu'on ne peut dépasser sans inconvénient : en eflfet, à mesure que la température de l'air s'élève, ce gaz se dilate de plus en plus; on conçoit donc qu'il pourrait arriver que la dilatation fût telle, qu'il n'y aurait plus assez d'oxigène dans un espace déterminé, pour entretenir une combustion active. Ce maximum de température doit varier avec la nature du combustible , la pressioja de l'air, et enfin, avec les nombreux

486 FABniGATIOCr DE hk FOMTfi

élémens dont se compose la marcbe d'un four-* neau; rexpérience seule peut l'indiquer, et ce n'est qu'après de nombreux essais , faits dans des conditions différentes, qu'on peut déterminer ce maximum. Il parait varier dans des limites très larges, si toutefois les données qu'on a recueillies jusqu'ici sont exactes. Ainsi , en Ecosse, il est supérieur à 312*"; au haut-fourneau de Baclizimmer en Wurtemberg, on s'est assuré qu'au-delà de 5oo% l'économie de combustible augmente en«core, tandis qu'il paraîtrait qu'à la Voulte, la faible température de iSo*" produit l'économie la plus forte qu'on ait obtenue par l'introduction de l'air chaud.

Des causes probables de V augmentation de chaleur et des changemens dans la marche des fourneaux, résultant de V emploi de Vair chaud.

Nous avons fait remarquer plusieurs fois , dans ce chapitre, que la température des fourneaux marchant à l'air chaud paraissait supérieure à la température des fourneaux alimentés par un courant d'air froid ; tous les signes que l'on consulte ordinairement pour se guider dans le travail des hauts-fourneaux, se réunissent pour prouver cette assertion; ainsi, il ne s'attache plus de scories au-dessus des tuyères; la couleur du feu , dans cette partie du fourneau , est d'un rouge-blanc que la vue a peine à supporter ;

ET DU FEH EN ANGLËTteRE. 4^7

Jks scories, plus liquides, coulent avec facilité; la fonte plus cbaude peut être moulée directement en objets délicats ; la quantité de minerai mis à chaque charge est augmentée dans une grande proportion , tandis que la quantité de eastine est moins grande. Cette diminution » dans Ja proportion de fondant, est à elle seule la plus forle preuve qu'on puisse donner de Faugmeor tation de température du fourneau ; elle nous indique en effet que les matières terreuses éprouvent une chaleur assez grande pour entrer en fusion avec une faible addition de flux. Il est probable que c est également à cet excès de température que l'on doit attribuer la faculté d'em» ployer à l'état cru certains charbons, qu'il parait indispensable de transformer en coke lorsque la température de l'air est peu élevée. Malgré ces preuves certaines de l'augmentation de chaleur produite par l'introduction de l'air chaud dans les hauts- fourneaux, nous ne pouvons cependant démontrer son existence d'une manière positive; maison peut, jusqu'à un certain point, rendre raison de ce phénomène, en comparant ce qui se passe dans les hauts-fourneaux par l'arrivée constante de l'air, à ce qui a lieu lorsqu!on mélange deux liquides de températures différentes, on sait que le mélange prend une température moyenne. La comparaison que nous établissons est juste, quoique les hauts - fouiTieaux soient dans des circonstances très différentes de liquides,.

ayant une température donnée , parce que la chaleur se reproduit sans cesse par la combinaison du carbone et de Toxigène. En admettant cette cause d'augmentation de chaleur, on supposera peut-être qu'elle est bien légère, attendu la grande difierence qui existe entre la température d'un haut-fourneau et celle de Pair qui en alimente la combustion; difierence que nous n'ayons aucun moyen exact d'apprécier (i). Nous indiquerons, quelques lignes plus bas, que cette cause n'est pas aussi faible qu'on peut le penser. Mais il est une autre cause beaucoup plus puissante, et qu'il est impossible d'évaluer; elle résulte de combinaisons qui ne pouvaient pas se produire à la température ordinaire des hautsfourneaux, et qui se développent par l'augmentation de chaleur due a la substitution de l'air chaud à Tair froid. Nous voyons constamment, dans nos laboratoires , des exemples de ce phénomène ; des substances , qui ne sont attaquées qu^avec beaucoup de peine et de lenteur dans un acide à la température de l'atmosphère, se dissolvent avec facilité quand on chauffe légèrement la liqueur, et la combinaison qui se forme devient souvent elle-même une source puissante de chaleur. Le travail des hauts-fourneaux nous présente

(i) Plusieurs chimistes, et notamment M. Dumas, ad« mettent que la température d'un haut-fourneau correspond environ à iSoo^cent.

ET DU FER EN ANGLETERRE. ^8g

peut-être une circonstance semblable : le bitume et certains gaz qui ne pouvaient brûler à la température dès fourneaux à Tair froid ^ entrent en ignition^ par la faible augmentation de chaleur produite par l'introduction de l'air chaud; cette combustion développe peut-être à son tour cette haute température que nous observons dans les fourneaux alimentés par l'air chaud; le peu de fumée qui sort du gueulard de ces fourneaux, lors même qu'on y brûle de la houille crue, ainsi que la couleur de la flamme , nous autorisent à croire que le bitume , le gaz hydrogène , l'acide carbonique, etc., sont en grande partie brûlés. Cette supposition répond naturellement à l'objection qu'on pourrait faire que, même en admettant une certaine augmentation de tempe-* rature par l'intixxluction de l'air chaud dans le fourneau, il n'en résulterait pas nécessairement une diminution dans la consommation de corn-* bustible, puisque le charbon brûlé, en moins, dans le fourneau, devrait être brûlé, en plus , dans l'appareil destiné à chauffer l'air.

Nous avons annoncé que la quantité d'air lancée dans le fourneau , pouvait , à cause de sa masse considérable, avoir une puissance réfrigérante assez forte; cette masse d'air s^élevait, dans les' usines d'Ecosse, avant l'adoption du procédé à Tair chaud , à 2,800 pieds cubes par minute, ou en poids (i) à 124^* ,779.

(1) Un mètre cube d'air = i^** ,3.

4gO FABRICATION DE LA FOHTE

La quantité d'air lancée dans le fimmeau par jour, s'élève donc à la somme de 179681^,76, <m environ 180 tonnes.

La somme du charbon , du minerai et de la castine, ne dépasse pas 44 tonnes : le poids d'air lancé dans nn fourneau est donc quadmple de celui des matières solides qui y sont jetées. On conçoit alors qu'une masse d'air aussi considérable, dont un cinquième seulement sert k k combustion , injecté dans le fourneau a 1 0% température moyenne de l'atmosphère, doit pro*duire un refroidissement beaucoup plus grand que lorsqu'elle possède une température de 5ai* cent.

Théorie de On pcut calculcr l'influeuce de Fintr^uction

Faction <lej|«9* ii i j'i '^i •

rair chaud, de 1 air sur la chaleur développée a chaque instant par la combustion du charbon (i); mais il

(i) La chaleur spécifique de l'eau étant représentée par 1,0000, celle de Tair atmosphérique est égale à 0,2669; d'où il résulte qu'un gramme d'air à Saa^ cent. , température à laquelle Tair chaud est lancé dans les hauts-fourneaux de la Clyde, élèverait oS'-,73S d'eau à 100% en supposant l'air ramené à 10*; et comme la quantité d'air introduite à chaque minute dans le fourneau est de 124,779 grammes, la chaleur qui résulte de cette masse est représentée par 91,468 grammes d'eau élevés à 100*.

On charge actuellement dans le fourneau de la Glyde 16,400 kilogrammes de charbon par 24 heures, ou 23^',go par minute, quantité qui , après la défalcation des cendres, de Teau et des gaz qui s'échappent sans être brûlés^

nous parait impossible d^apprécicr raugmentation qui résulte des combinaisons nouvelles auxquelles donne lieu la combustion.

M. Berthier (i)^ en admettant les causes d'augmentation de chaleur que nous venons de ii* gnaler^ explique ainsi les changemens que la marche des hauts-fourneaux éprouve par l'emploi de l'air chaud. L'air acquérant ^ par son échauf-fement^ une grande augmentation d'énergie chimique , ainsi que cela se remarque pour tous les gaz, se dépouille , dès le premier moment, d'une plus forte proportion d'oxigène, et brûle par conséquent plus de charbon pour un même poids lorsqu'il a été échauffé , que quand il est froid. La température qui , dans un espace rempli de combustible , est proportionnelle à la quantité brûlée dans l'unité de temps, doit donc être, selon son hypothèse , beaucoup plus élevée dans le premier cas que dans le second. Si, comme tout porte à le croire, l'air chaud abandonne la

s*iélève au maximum à 20^, 3o ; la combustion complète de cette quantité de charbon élèverait par minute i ,465 kilogrammes cVeau de o** à 100**. L'augmentation de chaleur qui résulterait de la température de l'air à Ss!»®, relativement à celle produite par la combustion du charbon, serait comme 92 ; i465y c'est-à-dire un seizième; ce rapport est un minimum, la quantité d'oxigène n'étant pas suffisante pour transformer le carbone en acide carbonique.

(1) Annales de Chimie, tome LIX, page 277.

presque totalité de son oxigène à une hauteur peu considérable au-dessus de la tuyère , la combustion se trouve alors à peu près concentrée dans le creuset , et les parties supérieures ne sont àrhauffées que par le calorique dont se dépouillent les gaz provenant des parties inférieuFes.

Une haute température dans le creuset est toujours nécessaire, afin que le métal et le laitier puissent acquérir une grande liquidité et se séparer facilement Fun de Fautre; Fair chaud développant une combustion plus vive , ainsi qu'on vient de l'expliquer, on comprend facilement que cette haute température s'obtient avec une moins grande quantité de combustible que par Fintrodjiction de Fair froid : le changement principal dans la marche d'un haut-fourneau résultant de Fair chaud, serait plutôt une distribution différente de la chaleur, que Félévation de la température; et par cette nouvelle distribution, la température serait plus forte , là où elle est le pins nécessaire , c'est-à-dire dans la partie du fourneau où la fusion a lieu, tandis qu elle serait plus faible dans la zone où la réduction s'opère.

M. Le Play, ingénieur des mines , a récemment présenté à l'Académie des Sciences , un mémoire sur la théorie des hauts-fourneaux, dans lequel il donne une explication des phénomènes de Fair chaud; M. Le Play établit d'abord que la réduction des minerais s'opère par Faction du gaat oxide de carbone, et que dans sa marche dans

les hauts-fourneaux , l'air se dépouille successivement d'oxigène^ de sorte qu'à une certaine distance de la tujèrCy il est transformé enlièrement à rétat d'oxîde de carbone : il en résulte que^ sous le rapport de leur réaction , les gaz qui existent dans les hauts-fourneaux forment deux zones distinctes ; l'inférieure , contenant l'oxigène libre , est oxidante , tandis que la supérieure agit seulement sur les minerais par voie de réduction. C'est de la proportion de ces deux zones que résulte la marche des hauts*fourneaux ; car si le -minerai réduit arrive dans la zone oxidante avant d'être ramolli , et par conséquent d avoir perdu la porosité qu'il possède , le fer se combine instantanément avec l'oxigène y le minerai est pour ainsi dire reproduite son premier état d'oxidation , et la marche du fourneau est altérée. Il faut donc combiner les diffère ns élémens dont on dispose ^ans les hauts-fourneaux pour abaisser la zone oxidante, afin que les minerais n'arrivent dans cette partie du fourneau que ramollis, et présentent le moins de surface possible à l'oxidation. L'emploi de l'air chaud favorise , suivant M. Le Play, cette circonstance , attendu que Toxigène se combine plus facilement avec le charbon à mesure qu'il est lancé dans le fourneau; il en échappe moins à la combustion, et par suite la zone oxidante est abaissée; le minerai arrive donc à rétat pâteux dans l'ouvrage , et la séparation des laitiers et du fer .métallique se fait sons les con-

/^q4 fabrication de la fonte

ditions les plus jBsiyorables, de sorte qu'il doit en résulter une économie de combustible.

La combustibilité du charbon de bois, de la houille et du coke, étant différente , il en résulte que la température à laquelle on doit élever l'air qu'on lance dans le fourneau, doit varier ayec la nature du combustible : en effet, si l'explication que l'on ▼ient de donner de l'influence de l'air chaud est exacte , il est évident qu'U suffit de chauffer l'air à une température telle, qu'il cède immédiatement tout son oxigène au combustible chaufië au blanc. Une plus forte chaleur ne produirait que de Ëiibles avantages, qui seraient loin d^ndeniniser des dépenses qu'il faudrait faire; l'expérience seule peut indiquer la température la plus convenable à donner à l'air. Il paraîtrait, ainsi que nous l'avons déjà indiqué, que i5o à :ioo* cent, suffisent pour les hauts- fourneaux marchant avec du charbon de bois, tandis que pour les fourneaux alimentés à la houille , les résultats les plus fa«vorables ont été obtenus à des températures supérieures à 3oo*.

Résumé. — • Pour qu'on puisse mieux saisir ks circonstances principales qui se rapportent à remploi de l'air chaud , nous croyons devoir les réunir en quelques lignes.

Marche du fourneau et nature de la fonte*

I. La substitution de l'air chaud à Fair firoid, dans la fusion des minerais de fer, a été mW"

ET DU FEtl EN ANGLETEÈKE. 49^

quée, dans presque toutes les usines , par le changement immédiat dans la nature de la fonte , qui est devenue plus carburée. Les charges ont des«^ cendu plus lentement; mais on a accéléré leur marche en augmentant la proportion de minerai.

II. lia fonte produite dans les fourneaux qui marchent k l'air chaud , est donc généralement grise et propre au moulage; néanmoins, ce pro^ cédé est employé avec avantage dans les usines, dont la fonte est toute ou en partie transformée en fer en barres (Codnor-Park , Ty ne-Works, Wenesbury «Works, etc.); il est seulement nécessaire d'apporter des modifications dans les pro«portions de minerai et de charbon.

III. Dans le plus grand nombre des usines qui ont adopté le procédé de Fair chaud, il est ré«« snhé dé ce changement une économie dans la consommation de combustible et de castine, ainsi que dans la dépense de main<l'œuvre et de frais généraux.

ly. La production de la fonte a généralement éprouvé une augmentation considérable.

y. En Ecosse, ces avantages ont çuivi la même progression que la température à laquelle on a chauffé Fair. Dans plusieurs usines de France, oa a obtenu le maximum d'économie avec de l'air chauffe kzo&'i il y a. donc une température qu'on ne saurait dépasser sans inconvénient, et qui varie avec la nature du combustible.