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absorbe en moyenne 6 volts, nous avons alors un courant de 1 ampère par un potentiel de 6 volts, correspondant à 0,75 watts de travail électrique, capable ainsi que nous le disions plus haut, de séparer 1/2 once d'aluminium en 24 heures. Mais 75 watts constituent l'équivalent électrique d'un cheval-force ou cheval de Pferde (unité de mesure en Allemagne) ; pour ce motif, 1 cheval devrait pouvoir séparer 31,5 onces par 24 heures, et si nous admettons un rendement de 80 % dans l'opération, nous obtiendrions encore un livre 1/2 (anglaise) d'aluminium par jour par cheval-force électrique employé. Les usines
(anglaise) d'aluminium par jour par cheval-force électrique employé. Les usines s'occupant de nos jours de la fabrication de l'aluminium d'après ce principe sont les suivantes : L'usine de la « Pittsburgh Reduction Company », à New Kensington, Pa., sur la rivière Allegheny, près de Pittsburgh. Cette usine est actionnée par la vapeur; le charbon employé n'y revient qu'à 65 cents (3 fr. 25 environ) par tonne (anglaise) ; et, à n'en faire douter, cette usine est dirigée aussi économiquement qu'il est possible de diriger une usine à vapeur quelconque, avec les moyens et les connaissances qu'on possède actuellement sur la
les moyens et les connaissances qu'on possède actuellement sur la question. La force employée à l'usine de Kensington est approximativement de 1.500 chevaux et la production est en moyenne de 2.000 livres anglaises par jour. Dans la même localité, la Compagnie possède un laminoir destiné à la fabrication de toutes les catégories de toiles, de barres, de poutres et de plaques et elle installe en ce moment un nouveau trio de laminoirs actionné par une machine de 1.500 chevaux capable de laminer des toiles d'aluminium et des plaques ayant jusqu'à 8 pieds de largeur. L'alumine purifiée employée par cette Compagnie
8 pieds de largeur. L'alumine purifiée employée par cette Compagnie est importée en partie d'Allemagne et provient en partie d'usines américaines. La Compagnie est propriétaire du plus étendu des gisements de bauxite existant dans la Géorgie (États-Unis). Cette Compagnie a eu depuis juillet 1895, une usine de réduction établie aux chutes du Niagara. Cette usine est située sur la propriété de la « Niagara Falls Power-Company », à un quart de mille au-dessus de la nouvelle usine de force. Le courant alternatif électrique de 2.500 volts de potentiel et d'une quantité de 500 ampères (1.700 chevaux électriques) est amené aux
quantité de 500 ampères (1.700 chevaux électriques) est amené aux usines de réduction au moyen d'un conduit souterrain. Il passe en cet endroit dans six transformateurs statiques, qui transforment le courant de 2.500 à 115 volts; augmentant par la même occasion, dans la même proportion le nombre des ampères; la puissance dans la formation n'est que de 3.000. Les courants provenant de chaque paire de transformateurs de ce genre traversent des transformateurs rotatifs, de 500 chevaux chacun, dont chacun reçoit le courant alternatif de 115 volts sous 3.600 ampères d'une paire de transformateurs statiques et le transforme en un courant
paire de transformateurs statiques et le transforme en un courant continu de 160 volts sous 2.500 ampères, avec une nouvelle perte de 3 %. Trois de ces transformateurs tournants, actionnés en parallèle, donnent un courant de 7.500 ampères, qui est dirigé par des fils de cuivre très épais, de 8 pièces de section, à la chambre aux bâches (pot room). En cet endroit, le courant traverse une série de trente bâches (pots) dont la production totale dépasse légèrement 1 tonne d'aluminium par jour. La fig. 4 donne une vue de la disposition de l'usine. Elle montre, dans l'angle supérieur, la
la disposition de l'usine. Elle montre, dans l'angle supérieur, la chambre des transformateurs avec ses quatre paires de transformateurs statiques S, S, et ses quatre transformateurs rotatifs; R, R. Trois des quatre groupes sont en fonctionnement continu; le quatrième groupe sert de réserve. Dans la chambre aux bâches (pot-room), et disposées sur deux rangées, se trouvent trente bâches de réduction (reducing pots) P, P, le courant descendant le long d'une rangée et remontant le long de la rangée suivante. L'accroissement projeté consistera à reconstruire chacun des transformateurs rotatifs de 500 chevaux, de façon à ce qu'ils puissent fournir 800 chevaux
chevaux, de façon à ce qu'ils puissent fournir 800 chevaux et à en ajouter un cinquième ayant une capacité de production égale. Ceci doublera la puissance et la moitié de la chambre aux bâches restée inoccupée, pourra recevoir une rangée supplémentaire de bâches, pouvant servir de réserves en cas de nécessité. La capacité de production de l'usine, ainsi agrandie, sera de 2 tonnes 1/2 (anglaises) d'aluminium par jour. La même Compagnie construit actuellement une usine sur la propriété de la « Hydro Power Company », de Niagara, tout proche de l'extrémité de la gorge et où 4.500 chevaux seront produits.
l'extrémité de la gorge et où 4.500 chevaux seront produits. Six grandes dynamos de 750 chevaux chacune sont actuellement construites pour cette usine par la « Westinghouse Electric Company » et il est probable qu'elles seront en fonctionnement à la fin de l'année courante. La fig. 5, montre le type de dynamo qui a été choisie pour cette nouvelle usine et nous pouvons conclure avec certitude qu'elle représente le type moderne de machine le plus approprié aux travaux électriques. Dans ses formes générales, elle ressemble beaucoup aux fameuses dynamos Oerlikon, construites à Zurich. Ces machines fonctionneront à la nouvelle usine
construites à Zurich. Ces machines fonctionneront à la nouvelle usine du Niagara accouplées directement aux turbines. La capacité de production de cette usine sera de près de 5.000 livres anglaises d'aluminium par jour. La production des usines de la « Pittsburgh Reduction Company », actuellement en fonctionnement, est, pour ce motif d'environ 4.000 livres anglaises par jour, tandis que la capacité de production des usines à la fin de l'année sera, quand les agrandissements seront terminés, de 11.000 livres anglaises par jour ou de 2.000 tonnes anglaises par an. Les fonctionnaires et directeurs de cette Compagnie méritent les plus grands
fonctionnaires et directeurs de cette Compagnie méritent les plus grands éloges pour la manière dont ils ont développé cette industrie. En Suisse, les usines de l'Aluminium Industrie Aktiengesellschaft, situées aux chutes du Rhin, ont fonctionné pendant 8 ans employant le procédé Méroult. La force motrice dont dispose actuellement la Compagnie est de 4.000 chevaux et sa production journalière est de 5.000 livres anglaises d'aluminium. Pendant trois années la Compagnie n'a fabriqué que des alliages d'aluminium et de cuivre et de fer, d'après le procédé de fabrication d'alliages Méroult, qui est décrit au chapitre de la fusion électrique. Étant donné la
décrit au chapitre de la fusion électrique. Étant donné la baisse du prix de l'aluminium, la vente des alliages avec ce dernier métal a autant dit disparue et la Compagnie, sous la direction de l'électrométallurgiste bien connu, le Docteur Martin Kiliani, a commencé la fabrication de l'aluminium en employant le procédé Méroult de traitement de la cryolithe et de l'alumine. Le principe de ce procédé est en pratique identique au procédé Hall. Hall dit : « Fondez de la cryolithe, dissolvez-y de l'alumine, puis traitez par l'électrolyse ». Héroult, lui dit : « Faites fondre de l'alumine en y mêlant
dit : « Faites fondre de l'alumine en y mêlant de la cryolithe, puis traitez par l'électrolyse ». Les procédés sont à un tel point semblables que le bureau des brevets des Etats-Unis a rejeté la demande de brevet qui lui était faite par Héroult et n'a délivré le brevet, traitant cette question, qu'à Hall seul. L'application pratique du procédé Héroult à Neuhausen est si semblable à celle du procédé Hall, déjà décrite, qu'il n'est pas nécessaire d'en faire une description ici. On signalera toutefois que les frais des différents paragraphes (matières premières, main-d'œuvre et force motrice et autre) sont
paragraphes (matières premières, main-d'œuvre et force motrice et autre) sont bien inférieurs en Europe qu'aux Etats-Unis, de sorte que le prix actuel de 10 cents (0,50 centimes environ; la livre anglaise) ne représente que la différence dans le prix de revient entre la Suisse et les Etats-Unis. Les usines de Neuhausen sont situées dans une région très pittoresque, sur la rive droite du Rhin, à une portée de fusil des fameuses chutes du Rhin. Le diagramme annexé (fig. 6) montre le plan des usines actuelles. L'eau a une chute d'environ 80 pieds de hauteur et est conduite par deux grands
80 pieds de hauteur et est conduite par deux grands tuyaux dans une grande canalisation d'où elle est répartie aux sept dynamos. La disposition de ces tuyaux à caniveaux n'est pas celle qui convient en vue d'une grande économie de force, mais les ingénieurs qui l'ont étudiée se sont trouvés entravés dans une grande mesure par la situation même de l'usine, placée immédiatement au-dessous d'une sorte de cap ou de muraille formée de rochers s'avançant en pointe dans le fleuve. Le diagramme montre l'ancienne usine (teintée en noir) qui consiste en une turbine de 300 chevaux (la troisième dans la
en une turbine de 300 chevaux (la troisième dans la rangée) employée depuis 1888 et en deux turbines de 600 chevaux en fonctionnement depuis 1891. La nouvelle installation (en pointillé) consiste en quatre turbines de 600 chevaux, en fonctionnement depuis 1893 et en une turbine supplémentaire de la même puissance, installée depuis lors, qui est conservée comme turbine de réserve. Les grandes turbines sont actionnées par un courant d'eau venant du haut (du type Jonval) l'arbre étant placé verticalement (voir fig. 7). Les dynamos se trouvent placées sur le plancher au-dessus des turbines. L'extrémité de l'arbre de la turbine leur
au-dessus des turbines. L'extrémité de l'arbre de la turbine leur sert d'arbre. L'armature fixée à l'arbre décrit 150 tours à la minute, tandis que les anneaux et les pôles sont fixes. Les balais sont accessibles du plancher, immédiatement au-dessus de la turbine tandis que le champ se trouve sur le plancher situé au-dessus (fig. 8). Tout l'installation mécanique traverse trois planchers ou étages de bâtiment. La figure 9 donne une vue plus complète de ces machines admirables et parfaitement étudiées. Chaque générateur engendre un courant de 7,500 ampères sous une tension de 55 volts et sert au fonctionnement d'une rangée
tension de 55 volts et sert au fonctionnement d'une rangée de six banches (pots). Il parait qu'un voltage plus considérable n'est employé par bâche que dans notre mode d'exploitation américain. Le prix de revient de l'aluminium à ces usines ne dépasse probablement pas 25 cents (1 fr. 25 environ) par livre anglaise. Le prix marchand du métal fabriqué à Neuhausen était en 1895 de 35 cents (1 fr. 75) la livre anglaise. La Compagnie de Neuhausen a en cours d'érection une usine de 10,000 chevaux de force à Rheinfelden près de Bâle, qui entrera très probablement en fonctionnement en 1897.
de Bâle, qui entrera très probablement en fonctionnement en 1897. Elle a également acquis un droit de prise d'eau en Autriche. En France, la Société Electro-Métallurgique française a exploité le procédé Héroult de 1889 à 1893, à Froges (Isère); depuis lors elle s'est transportée à La Prézennot en Savoie, où elle possède une usine pouvant produire journellement 3,000 livres anglaises d'aluminium pur. La « Société Industrielle de l'aluminium » a été fondée en 1895 pour exploiter le procédé Hall en France. Cette dernière Compagnie possède de grandes usines à Saint-Michel, en Savoie, où elle dispose de 4,000 chevaux de force,
en Savoie, où elle dispose de 4,000 chevaux de force, dont la moitié peut déjà être utilisée et dont l'autre moitié pourra l'être en 1896. En Angleterre, la « British aluminium Company » a acquis des intérêts dans les mines de bauxites de l'Irlande et elle a érigé des usines pour fabriquer l'aluminium pur à Larne Harbor, près de Belfast (Irlande). La Compagnie précitée a acquis des droits de prise d'eau aux Chutes de Foyers, en Écosse, où elle pourra disposer de 4,000 chevaux. Le procédé Héroult y sera exploité et la capacité de production de l'usine sera d'environ 5,000
et la capacité de production de l'usine sera d'environ 5,000 livres anglaises par jour. On compte que cette usine pourra entrer en fonctionnement dans le courant de la présente année. En Norvège, un syndicat de capitalistes allemands et américains a acquis des droits de prise d'eau aux cataractes de Sarpsfoss, dans le domaine d'Halfslund entre Christiania et Bergen. On dit qu'on pourra obtenir en cet endroit 10,000 chevaux de force et des usines pour la fabrication de l'aluminium, qui y sont projetées, seront, dit-on, en fonctionnement en 1898. Nous allons faire ci-après le résumé des usines s'occupant de la production
faire ci-après le résumé des usines s'occupant de la production de l'aluminium actuellement en fonctionnement et indiquerons leur importance et leur production journalière ; Force Production en journalière chevaux livres anglaises États-Unis New Kensington, Pa. 1,600 2,000 Chutes du Niagara, N. Y. 1,600 2,400 Suisse Chutes du Rhin 4,000 5,000 France La Praz 2,500 3,000 Saint-Michel 2,000 2,500 Total 11,700 14,900 Cette table indique une capacité actuelle de production de 2,500 tonnes par an; la production en 1895 a été approximativement de 1,500 tonnes. Les agrandissements et les nouvelles usines actuellement projetés, et qui seront très probablement en fonctionnement en
actuellement projetés, et qui seront très probablement en fonctionnement en 1897 ou en 1898 au plus tard, sont ceux ci-après : TEXTE DE L'ÉCHO DES MINES ET DE LA METALLURGIE 849 si -5 VI O 3 e3 w o o 3 a > o ô o CD O t3 w o p 5 O I ET Force Production en journalière chevaux Liv. angl. États-Unis : Chutes du Niagara, New-York 5,500 7,000 Suisse Rheinfelden 6,000 8,000 France : Saint-Michel 2,000 2,500 Angleterre : Chutes de Foyers 3,000 4,000 Norvège : Chutes de Sarpsfoss 5,000 6,500 Capacité totale de production des usines
de Sarpsfoss 5,000 6,500 Capacité totale de production des usines projetées 21,500 28,000 Capacités totale des usines en fonctionnement 11,500 14,500 Capacité totale de production en 1898 33,000 42,500 Tonnes anglaises Capacité de production annuelle en 1898 (en short tons) 7,650 Quand la production qui précède aura été obtenue, il est tout-à-fait probable que le prix de vente de l'aluminium descendra à 25 cents (1 fr. 25) la livrée anglaise, prix auquel ne sont vendus, pour des emplois pratiques, que trois métaux à bas prix, savoir : le fer, le plomb et le zinc. III. — Procédés Electro-thermaux En continuant
plomb et le zinc. III. — Procédés Electro-thermaux En continuant ma classification, je suis amené à un anti-climax forcé. Les méthodes satisfaisantes actuelles de production d'aluminium ont toutes été décrites et ce chapitre se bornera à faire une allusion succincte aux procédés qui ont survécu à leur utilité. Dans ces procédés, le courant est transformé autant que possible en chaleur et, à la température obtenue, l'aluminium est promptement réduit par le charbon. Les frères Cowles ont employé les électrodes horizontales et ont placé entre ceux-ci un mélange d'alumine et de charbon, en employant le cuivre et le fer pour s'assimiler
charbon, en employant le cuivre et le fer pour s'assimiler l'aluminium et pour empêcher sa volatilisation. L'aluminium pur ne peut être obtenu de la sorte, car il s'en perd une grande partie par la volatilisation et par l'oxydation, la qualité du métal est viciée par suite de son absorption de carbone, d'azote et d'autres éléments présents, et le métal n'est obtenu que sous forme de grains de la grosseur d'une balle et par un procédé intermittent et non continu. La fig. 10 donne une coupe du four Cowles, tel qu'il a été mis en application pendant plusieurs années à Lockport,
a été mis en application pendant plusieurs années à Lockport, New-York et à Milton, Angleterre. La fig. 11 montre l'extérieur de la batterie de fours à Milton. Le four à alliage Méroult a été mis en exploitation pendant plusieurs années en Suisse et en France et, à titre d'essai, à Boonton, (Etats-Unis). Il est muni d'un anode vertical plongeant dans une ouverture pratiquée dans une caisse garnie de charbon, la garniture formant le cathode. Dans cette ouverture est placé en premier lieu le cuivre ou le fer, qui sont alors fondus au moyen de l'arrivée électrique agissant entre les électrodes,
fondus au moyen de l'arrivée électrique agissant entre les électrodes, après quoi de l'alumine pure est ajoutée et est fondue de la même manière, afin d'obtenir un bain liquide au-dessus du cuivre. La plus grande partie de l'alumine est alors réduite par le charbon présent. On ne peut former de la sorte que des alliages. La figure 12 montre une batterie de cinq fours de ce genre aux Usines de Fougères (France). Un voltage excessivement élevé est nécessaire pour effectuer ces opérations, et l'aluminium obtenu est fortement impur que ces procédés ne peuvent entrer économiquement en ligne avec les procédés
procédés ne peuvent entrer économiquement en ligne avec les procédés électrolytiques beaucoup plus saints et beaucoup plus efficaces. Le seul moyen, à mon avis, d'appliquer à nouveau les méthodes électrothermiques à la production de l'aluminium serait celui qui consisterait à employer de grands fours électriques ressemblant aux hauts fourneaux au point de vue de la forme, dans lesquels, en employant des fondants et des agents de réduction convenables et la chaleur intense obtenue par l'emploi de l'arc électrique, la bauxite brute serait transformée sur une grande échelle en un aluminium impur qui serait ensuite affiné par l'emploi d'une méthode chimique
impur qui serait ensuite affiné par l'emploi d'une méthode chimique ou électrolytique. Joseph W. RICHARDS. A. C. TEXE DE L'ÉCHO DES MINES ET DE LA MÉTALLURGIE avait pour conséquence d'en faire échouer la coulée. La raison de cette manière de voir résulte en partie des observations faites dans des exploitations, en partie des essais de fusion effectués sur une échelle réduite. Le jugement défavorable en question se maintint, bien qu'en 1868 on avait fondu dans une usine anglaise (Norton-on-Trent) des minerais de Norvège contenant, de 38 à 40 % d'acide titanique, sans difficultés spéciales (Transactions of the american Institute of
titanique, sans difficultés spéciales (Transactions of the american Institute of Mining Engineers. Vol. XI, p. 159) et bien que depuis nombre d'années des minerais contenant de 8 à 10 % d'acide titanique fussent employés à une usine métallurgique de Pennsylvanie. Dernièrement l'américain Rossi s'est occupé à nouveau de ces minerais méconnus et a démontré, au moyen de coulées d'essai effectuées dans un petit haut-fourneau construit à Buffalo dans ce but, qu'ils sont meilleurs que leur renom, quand on les emploie ainsi qu'il convient et que leur fusion peut être utile, au point de vue économique, quand le prix n'en est
au point de vue économique, quand le prix n'en est pas trop élevé. Ce rapport de Rossi sur la question (The Iron Age, vol. LYI, pages 354 et 464) décrit plus loin, peut donc fournir des données très utiles. À la suite d'expériences préalables, il a été démontré que les scories formées de titanate ou de silicate de titanium sont facilement fusibles quand le rapport entre l'oxygène acide et l'oxygène basique comporte 4: 3 environ ; que leur fusion s'affaiblit plus rapidement que celle des silicates purs, quand la teneur basique dépasse cette proportion ; de plus, que par l'introduction
basique dépasse cette proportion ; de plus, que par l'introduction d'une certaine quantité de magnésie et de terre calcaire dans la scorie, leur fusion, et en particulier leur liquéfaction, se trouve augmentée, ainsi que c'est le cas dans les silicates calcaires de l'argile pure. Comme fondant, on a employé en conséquence un calcaire à teneur de magnésie. De reste, dans un très petit four employé pour des expériences préliminaires, alimenté par un courant d'air chaud variant entre 120 et 150 °C, des scories qui contenaient SiO2 TiO2 Al2O3 CaO MgO FeO 14,63 34,66 7,36 26,03 10,27 7,12 sans aucune difficulté
FeO 14,63 34,66 7,36 26,03 10,27 7,12 sans aucune difficulté quelconque; Le minerai employé pour les essais dans ce four ne renfermait que 1,5 à 2 % d'acide quartzique, outre 20 % d'acide titanique; l'excès d'acide quartzique constaté dans la scorie a été produit par les matières combustibles et par les fondants. Quelques autres exemples de scories facilement fusibles et liquéfiables sont les suivants : SiO2 . . . 11,94 14,82 16.00 15,60. 18,00 TiO2 . . . 38,20 32,90 28,48 40,50 34,50 Al2O3 . . . 15,00 10.45 12,00 10,00 12,70 CaO. . . 23,40 21,02 26,00 24,00 27,60
10,00 12,70 CaO. . . 23,40 21,02 26,00 24,00 27,60 MgO. . . 6,50 9,50 10,00 8,00 10,00 FeO . . . 5,00 4,50 6,50 2,00 — —100,04 93,19 99,98 100,10 102,80 O des acides 4 4 4 4 4 O des bases. . 3 2 3 2,5 3 De même, une scorie à teneur très faible en acide quartzique et à teneur plus élevée en titanium, savoir: SiO2 TiO2 Al2O3 CaO MgO FeO 0,72 65,53 10,92 14,60 7,30 0,90 se montra comme facilement liquifiable. Elle était produite par la fusion d'un mélange de rutile (titane oxydé) d'alumine, de chaux
fusion d'un mélange de rutile (titane oxydé) d'alumine, de chaux et de magnésie avec charbon de bois, avec vent froid ; la teneur en fer du rutile se trouva réduite à cette occasion et on la retrouva sous forme de bouillie grise sur la sole du four. La scorie dont il a été parlé plus haut était magnifiquement cristallisée sous forme d'aiguilles d'un bleu noirâtre. Le haut-fourneau, qui fut construit pour l'exécution des expériences proprement dites, après qu'on se fut mis au préalable au courant de la marche à suivre à l'aide de ces expériences préliminaires, avait 6 mètres de
à l'aide de ces expériences préliminaires, avait 6 mètres de hauteur, 0,76 à l'ouvrage, 0,37 au ventre, 0,86 de largeur au gueulard et possédait une capacité de 5 mètres cubes. Il avait un gueulard ouvert, un poitrail fermé, 3 formes de 50 centimètres de diamètre et fut alimenté avec du vent agissant sous une pression de 0,07 à 0,1 kilogrammes par centimètre carré. La température du vent ne dépassa pas 200 °C ; la quantité de vent à la minute s'éleva dans la règle entre 10 et 11, ou 14 mètres cubiques au maximum. Comme combustible on employa du coke,
mètres cubiques au maximum. Comme combustible on employa du coke, donnant 7,38 % de cendres et 0,78 % de soufre. Afin de procéder autant que possible avec précaution et aussi pour établir une comparaison entre le procédé dans lequel il est fait emploi de minerai titanique et celui dans lequel il est fait emploi de minerais ordinaires, on commença par fondre des minerais exempts de titane (hématites) provenant d'Ober Sel. Ces minerais contenaient environ 64 % de fer, 7 à 9 % d'alumine, 4,5 à 5,5 % d'acide quartzique, 0,08 à 0,10 % de phosphore. Comme fondants, on eut recours
à 0,10 % de phosphore. Comme fondants, on eut recours à la castine et à la dolomite. Tous les minerais et tous les fondants, avaient été cassés en morceaux variant entre la grosseur d'un oeuf de poule et celle du poing. À raison des dimensions réduites du four et de la température basse du four, on ne réussit pas à produire de la fonte grise; toute la fonte brute en résultant — même après l'addition ultérieure de minerais titanifères — était blanche, bien que la scorie possédât une composition qu'on n'obtient que dans les fours à température élevée. (Cette manière
n'obtient que dans les fours à température élevée. (Cette manière de voir est erronée, d'après Akerman (Ledebur, Eisenhüttenkunde, page 184) les scories possédant la composition indiquée, sont facilement fusibles). Des essais de scories effectués avec des minorais exempts de titane et provenant de cette première coulée possédaient, par exemple, la composition suivante : SiO2 : 30,10 33,40 36,37 Al2O3 : 22,98 22,70 22,50 CaO : 36,87 30,80 28,27 MgO : 4,38 4,70 4,50-5,50 FeO : 3,80 6,60 2,85-5,00 Degré de silicification : 4,6 4,5 4,4,4-1,5 La plus forte production journalière dans cette première coulée, dépassa un peu plus de 2